任元會:LED路燈應(yīng)用不要輕言取代
摘要:
摘要:中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院任元會認(rèn)為大功率LED路燈應(yīng)該經(jīng)過幾年或若干年努力,不斷完善自身,以求在道路照明中成為一種優(yōu)質(zhì)、高效的新型光源、燈具,供用戶選擇。讓用戶說話,讓使用效果去評價。
LED在白光問世以后出現(xiàn)嶄新面貌,使LED作為新光源進入照明領(lǐng)域成為可能。十多年來,LED技術(shù)及產(chǎn)品發(fā)展十分迅速,大功率LED芯片的出現(xiàn),封裝、散熱等問題解決不斷前進,使近幾年研制出多種道路照明燈具,并且開始在鄉(xiāng)、村道路、住宅小區(qū)道路、城市支路上應(yīng)用,以及進一步到城市干道試用。由于LED不同于現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的高效光源,由于LED的特點,如發(fā)光的方向性、可調(diào)光、長壽命、耐震、耐氣候等優(yōu)點,以及他在應(yīng)用中存在的明顯問題和不足,在照明界、乃至社會各界引起不同反應(yīng),是可以理解的。
下面就幾個應(yīng)用問題對LED路燈和現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的高壓鈉燈作一比較。
1、關(guān)于能效分析、比較
應(yīng)按照達到相同照度(亮度)水平,接近的照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的前提下比較兩者的照明安裝功率。由于高壓鈉燈大功率燈管(250~400W)光效高,可達130~1401m/W,而小功率燈管(100~150W)光效約為80~1001m/W,而現(xiàn)用大功率LED路燈多用1WLED管,其光效都差不多,所以宜分別對大功率路燈與小功率路燈作分析。
(1)大功率(≥250W)路燈:高壓鈉燈光效高,考慮鎮(zhèn)流器損耗,燈具效率以及光道利用率等三個因素,綜合效率若按0.55計,則鈉燈的有效光效約為70~751m/W;而LED路燈的有效光效,目前在美國約為621m/W,國內(nèi)最好的企業(yè)已達56~581m/W。因此,對大功率路燈,目前LED比鈉燈的能效要低一些。
(2)小功率(≤150W)路燈。鈉燈的有效光效(計入綜合效率0.55)約為45~551m/W,而LED仍按56~581m/W計,則LED比鈉燈可實現(xiàn)節(jié)能10%~20%,最高可達30%。
從上分析,可知用于支路的小功率(≤150W)時,LED路燈比鈉燈的可節(jié)能達10%~30%,而大功率仍比不上鈉燈的能效。所以,那些籠統(tǒng)宣稱LED路燈比高壓鈉燈節(jié)能,甚至可節(jié)能50%,60%等說法,顯然有夸大和炒作之嫌。我們應(yīng)堅持科學(xué)的分析,實事求是的原則,否則容易誤導(dǎo)使用者和廣大群眾。
2、光源光色對道路照明效果的分析
高壓鈉燈的相關(guān)色溫(Tcp)為2100K左右,屬暖色溫,其顯色指數(shù)(Ra)只有23~25,顯色性低;而LED路燈現(xiàn)在使用的色溫多大于5300K,屬冷色溫,較好的產(chǎn)品,其Ra可達70~80,顯色性好。
作為機動車行駛的快速道、主干道,偏黃色光的鈉燈,對看清前方90~160m左右距離路面狀況,效果比白色光略優(yōu),特別是對有霧、多塵的空氣條件下,鈉燈較有優(yōu)勢。
對于人行道、商業(yè)步行街、居住小區(qū)等道路,LED的顯色性優(yōu)于鈉燈,分辨人的狀況更清晰,較有優(yōu)勢。
3、經(jīng)濟性分析、對比
高壓鈉燈具,每套約為1200~1500元;目前LED路燈,按功率大小不同,價格相差較大,大約在4000~8000元左右。就現(xiàn)狀而言,LED路燈明顯太貴,價高達3~5倍之巨。如前?小于150W的LED可以節(jié)能10%~30%,每年每燈節(jié)電約50~150KWh,根本無法回收多花費的購燈費用。只能期望在未來若干年,LED發(fā)展趨勢看其價格會逐步下降,能效進一步提高,再比較其經(jīng)濟性能。
4、使用壽命分析、比較
使用壽命應(yīng)立足于整燈壽命。高壓鈉燈包括光源、電器附件(主要是鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器)和燈具,鈉燈用于路燈平均壽命3~5年,節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器不會低于20年,燈具也是如此。而LED路燈的使用壽命暫無使用經(jīng)驗,現(xiàn)有的企業(yè)號稱5萬、6萬小時,尚無可靠依據(jù)。美國能源之星制訂的要求,分為不低于35000h和25000h兩檔,主要是LED芯片壽命很長,卻與封裝后的溫度,散熱等諸多因素關(guān)系極大,另外還有驅(qū)動電路裝置的電子元器件壽命問題,如電容器往往只有8000h至10000h。所以整體說,LED路燈使用壽命不能和鈉燈路燈比擬。
5、維持性能比較
以城市路燈管理部門為代表的用戶,更關(guān)心路燈的維護性能。按分析,鈉燈的維護性能好,燈具只要擦洗,不必更換,鎮(zhèn)流器很少更換,光源3~5年更換一次,也很方便。而LED路燈、涉及LED管、模組(含透鏡等)、電源裝置等,發(fā)生元器件、組件損壞的可能性較大,維修更換也有困難,很可能要整體更換,費用較高,還有待今后解決。LED路燈還沒有標(biāo)準(zhǔn)可循,對招標(biāo)、訂購,對使用、維護都不利。
綜上所述,我們認(rèn)為LED路燈是近年來出現(xiàn)的新事物,隨著LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將會有更大的發(fā)展,前景廣闊。但目前應(yīng)用現(xiàn)狀,還存在不少問題,盡管有少數(shù)從事LED路燈研究、開發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)、做出了很大努力,解決了一些技術(shù)難題,推動了該產(chǎn)品的前進,他們不愧行業(yè)的精英;但從整體說,LED路燈產(chǎn)品的水平、質(zhì)量、參差不齊、差異甚大,尚無標(biāo)準(zhǔn)予以規(guī)范,有的急功近利,產(chǎn)品能效不高,散熱問題沒有處理好,光衰很大,使用壽命不長,沒有合理的燈具配光,不能達到推廣使用要求。
我們希望,科研、教學(xué)、設(shè)計單位,使用單位和生產(chǎn)企業(yè)共同努力,致力于解決各種技術(shù)難題,提高產(chǎn)品水平,制訂和完善一系列的標(biāo)準(zhǔn),為推廣應(yīng)用作好各項準(zhǔn)備。在推廣應(yīng)用上,應(yīng)堅持循序漸近,從試點開始,總結(jié)經(jīng)驗,不斷改進;應(yīng)從小功率LED路燈應(yīng)用于支路、小區(qū)道路開始,再發(fā)展到干道,大功率路燈,逐步推進。
不論用什么光源、燈具,都應(yīng)符合《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ45-2006)的規(guī)定,包括亮度、照度、均勻度及其它質(zhì)量指標(biāo)。堅持實事求是,切忌過分夸大之詞,對比中忌抬高自己,更忌壓低其它,堅持照明質(zhì)量、照(亮)度水平,堅持技術(shù)與經(jīng)濟結(jié)合,適用與節(jié)能環(huán)保結(jié)合,防止過分炒作,為用戶服務(wù),對用戶負(fù)責(zé),不要誤導(dǎo)使用者,還用戶一個真實面貌。不要輕言“取代”什么光源,應(yīng)該經(jīng)過幾年或若干年努力,不斷完善自身,以求在道路照明中成為一種優(yōu)質(zhì)、高效的新型光源、燈具,供用戶選擇。讓用戶說話,讓使用效果去評價。
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