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差异分析

LED路灯与高压钠灯路灯能效比较分析

发表日期:2012/11/8

LED在白光问世以后出现崭新面貌,使LED作为新光源进入照明领域成为可能。十多年来,LED技术及产品发展十分迅速,大功率LED芯片的出现,封装、散热等问题解决不断前进,使近几年研制出多种道路照明灯具,并且开始在乡、村道路、住宅小区道路、城市支路上应用,以及进一步到城市干道试用。由于LED不同于现在广泛应用的高效光源,由于LED的特点,如发光的方向性、可调光、长寿命、耐震、耐气候等优点,以及他在应用中存在的明显问题和不足,在照明界、乃至社会各界引起不同反应,是可以理解的。

下面就几个应用问题对LED路灯和现在广泛应用的高压钠灯作一比较。

一、关于能效分析、比较   
    应按照达到相同照度(亮度)水平,接近的照明质量标准的前提下比较两者的照明安装功率。由于高压钠灯大功率灯管(250~400W)光效高,可达130~1401m/W,而小功率灯管(100~150W)光效约为80~1001m/W,而现用大功率LED路灯多用1WLED管,其光效都差不多,所以宜分别对大功率路灯与小功率路灯作分析。
    (1)大功率(≥250W)路灯:高压钠灯光效高,考虑镇流器损耗,灯具效率以及光道利用率等三个因素,综合效率若按0.55计,则钠灯的有效光效约为70~751m/W;而LED路灯的有效光效,目前在美国约为621m/W,国内最好的企业已达56~581m/W。因此,对大功率路灯,目前LED比钠灯的能效要低一些。
    (2)小功率(≤150W)路灯。钠灯的有效光效(计入综合效率0.55)约为45~551m/W,而LED仍按56~581m/W计,则LED比钠灯可实现节能10%~20%,最高可达30%。
从上分析,可知用于支路的小功率(≤150W)时,LED路灯比钠灯的可节能达10%~30%,而大功率仍比不上钠灯的能效。所以,那些笼统宣称LED路灯比高压钠灯节能,甚至可节能50%,60%等说法,显然有夸大和炒作之嫌。我们应坚持科学的分析,实事求是的原则,否则容易误导使用者和广大群众。

二、光源光色对道路照明效果的分析   
    高压钠灯的相关色温(Tcp)为2100K左右,属暖色温,其显色指数(Ra)只有23~25,显色性低;而LED路灯现在使用的色温多大于5300K,属冷色温,较好的产品,其Ra可达70~80,显色性好。
    作为机动车行驶的快速道、主干道,偏黄色光的钠灯,对看清前方90~160m左右距离路面状况,效果比白色光略优,特别是对有雾、多尘的空气条件下,钠灯较有优势。
    对于人行道、商业步行街、居住小区等道路,LED的显色性优于钠灯,分辨人的状况更清晰,较有优势。

三、经济性分析、对比
    高压钠灯具,每套约为1200~1500元;目前LED路灯,按功率大小不同,价格相差较大,大约在4000~8000元左右。就现状而言,LED路灯明显太贵,价高达3~5倍之巨。如前?小于150W的LED可以节能10%~30%,每年每灯节电约50~150KWh,根本无法回收多花费的购灯费用。只能期望在未来若干年,LED发展趋势看其价格会逐步下降,能效进一步提高,再比较其经济性能。

四、使用寿命分析、比较
    使用寿命应立足于整灯寿命。高压钠灯包括光源、电器附件(主要是镇流器、触发器)和灯具,钠灯用于路灯平均寿命3~5年,节能型电感镇流器不会低于20年,灯具也是如此。而LED路灯的使用寿命暂无使用经验,现有的企业号称5万、6万小时,尚无可靠依据。美国能源之星制订的要求,分为不低于35000h和25000h两档,主要是LED芯片寿命很长,却与封装后的温度,散热等诸多因素关系极大,另外还有驱动电路装置的电子元器件寿命问题,如电容器往往只有8000h至10000h。所以整体说,LED路灯使用寿命不能和钠灯路灯比拟。

五、维持性能比较
    以城市路灯管理部门为代表的用户,更关心路灯的维护性能。按分析,钠灯的维护性能好,灯具只要擦洗,不必更换,镇流器很少更换,光源3~5年更换一次,也很方便。而LED路灯、涉及LED管、模组(含透镜等)、电源装置等,发生元器件、组件损坏的可能性较大,维修更换也有困难,很可能要整体更换,费用较高,还有待今后解决。LED路灯还没有标准可循,对招标、订购,对使用、维护都不利。

综上所述,我们认为LED路灯是近年来出现的新事物,随着LED产业的发展必将会有更大的发展,前景广阔。但目前应用现状,还存在不少问题,尽管有少数从事LED路灯研究、开发和生产企业、做出了很大努力,解决了一些技术难题,推动了该产品的前进,他们不愧行业的精英;但从整体说,LED路灯产品的水平、质量、参差不齐、差异甚大,尚无标准予以规范,有的急功近利,产品能效不高,散热问题没有处理好,光衰很大,使用寿命不长,没有合理的灯具配光,不能达到推广使用要求。


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