探讨LED绿色照明路灯节能效果及实例分析

城市路灯是城市组成的元素之一，在满足道路照明的同时，实现了城市亮化，美化了城市形象，改善了城市环境。随着经济发展和人民生活水平的提高，我国城市化进程飞速发展，大量基础设施投入建设，新道路以及照明工程量与日俱增，目前城市道路照明多采用高压钠灯，照明管理部门也积极采取道路照明节能措施，但我国道路照明系统能源消耗量仍较大。在满足交通安全和城市美化的前提下，开展道路照明系统的节能降耗工作，推广“绿色照明”理念，已经成为各级政府高度关注的问题。　　一、城市路灯节能措施现状
　　目前，我国城市道路照明采用的光源品种繁多，与城市规模及所处的区域位置、经济发展水平、人口等因素有关，据统计，在城市道路照明中，高压钠灯是目前道路、广场照明的主要照明工具，选用高压钠灯为光源的占70%以上。针对高压钠灯的使用原理和结构特点，以及常规使用情况，路灯科研和管理部门采取了一系列的使用管理和技术管理措施，对延长路灯的使用寿命和节能起到了一定的作用。
　　1、路灯使用管理节能措施
　　针对不同时段道路对照明需求采取的一种定时控制路灯使用数量的措施，即半夜灯措施，该措施节能效果直接有效。
　　2、路灯光源结构的技术节能措施
　　一套路灯系统包括灯杆、灯具、光源、镇流器、控制开关等组成。高压钠灯作为城市路灯照明的主要光源，镇流器是高压钠灯的重要组成部分，减少镇流器的自身功耗，提高镇流器的工作效率和综合技术指标，对实现高压钠灯的节能效率具有十分重要的作用。高压钠灯镇流器节能的技术措施包括电容补偿式节能、调压式节能等。
　　3、智能控制节能措施
　　智能化路灯控制措施的工作原理是：采集环境信息一微机计算出对应的路灯目标输出功率一执行机构调压稳压一实现调光。根据时间、空间参数的采集，采用微电脑控制系统，实时对采集输出、输入电压信号并与最佳照明电压比较，通过计算自动控制执行装置，调节自耦变压器抽头位置，使路灯输入功率与实际照度要求达到最佳匹配，获取最佳的照度效果。该措施技术上更为先进，节能效果更为有效。采用这种措施不仅节约电能，而且能够稳定电压，延长了路灯的使用寿命。
　　二、LED光源的优势分析
　　目前，城市照明系统中，选用了合理的、推荐使用的电光源，并根据当地社会的具体情况，采用了适合当地经济发展和社会活动的路灯控制系统，对节能降耗、降低运行成本发挥了积极作用。但是我国照明电耗量大，仍是节能降耗的重要领域。现有城市路灯照明系统的节能潜力有限，因此转而选择新型电光源，才能更有效的实现节能的目的。随着LED灯具的散热、克服点光源的设计、成本等问题的逐步解决，LED灯具作为城市路灯照明使用，已突现其优越性，正在各地新建道路照明和路灯改造中选用。通过各地对LED路灯照明的试用情况来看，节能效果显著，运行成本大幅降低。

　　1、LED路灯相对高压钠灯节能对比分析
　　高压钠灯光线分散，光场分布为一个中心亮的圆斑形状，大量的能量则浪费在路灯的正下方中心处和道路的外侧，利用率低。目前新型的LED路灯采用先进的配光设计，有效控制光线的分布，利用率高。
　　高压钠灯的发光效率大约为120lm／w(流明每瓦)，但由于高压钠灯的光线是四面发散的，必须通过灯具反射光线使之达到路面，由于钠灯发光时温度很高，反射器设计难度大且效率低，因此灯具本身的光能损失就达35％，再加上从灯具里面出来的光线不能全部达到路面，一部分照射到了路面以外的区域，真正被路面利用的光能仅占钠灯总光能的30％，也就是最终被路面利用的光能效率(应用光效)为361m／W。LED的发光效率目前量产的水平在lO01m／W。LED是单向发光的，而且是冷光源，可以通过使用高效率的塑胶透镜来使光理想分配到路面，通常其灯具效率大干90％，最终被路面利用的光能效率(应用光效)为811m／W。不同光源的光效分析如下：高压钠灯：120×30％=361m／WLED灯：100X81％=811m／W由此可见，LED灯的光效比高压钠灯的光效提高56％。LED路灯与高压钠灯路灯技术参数对比如下表。

表1 LED路灯与高压钠灯路灯的技术参数对比

　　2、大功率LED路灯的特点
　　LED光源具有节能、环保、单色性好、光线柔和、发光效率高、无热辐射等特点。而大功率LED路灯除了具有上述一般LED路灯的特点外，还具有以下特点：
　　(1)光电转换率高
　　大功率LED光源是低电压微电子产品，光电转换效率高。据文献介绍，在同等亮度下，LED灯具耗电仅是白炽灯的十分之一，荧光灯的三分之一，而寿命却是白炽灯的50倍，荧光灯的20倍。