LED路灯改造方案.docx

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LED路灯改造方案

LED

厶匕

能

二O一二年五月

背景

随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法。

一条道路是

寻求新能源和可再生能源的利用；另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，

提高能源的利用效率。

sUzQAAgy88K4T6h3I7Hb2。

在过去的一百多年中，照明光源经历了三个重要的阶段：

白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯（HID），如今在照明界具有广阔发展前景的LED光源被称为第

四代光源。

LED乍为新兴的一种光源，具有寿命长、发光效率高、功耗低、启动时间短、显色指数高、工作温度低、结构牢固、不怕震动、方向性好、工作电压低、无紫外辐射、重量轻等显著特点，是世界上最有发展潜力的新一代光源。

而且LED光源可实现无汞化生产,对环境保护同样具有重要意义。

用半导体LED作

为光源的固态照明灯，将会逐渐取代传统的照明灯而进入各种应用领域。

D9NyjvR。

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目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%大大降低照明用电是节省能源的重要途径。

LEDE以其固用的优越性吸引着世界的目光。

美国，日本等国家及台湾地区对LED照明效益进行了预测，美国55%勺白炽灯、日光灯被LED取代，每年可节省350亿美元电费，每年可减少7.55亿吨二氧化碳排放量。

日本100%勺白炽灯换成LED可减少1-2座核电站发电量，每年可节省10亿公升以上原油消耗。

台湾地区25%勺白炽灯及100%3光灯被LED取代，每年可节省110亿度电。

LED照明灯

还将会形成500亿美元的巨大产业市场。

近年来国际上著名的照明公司如飞利

浦、欧司朗、GE等都相继推出LED半导体照明计划，设立国家级重点实验室，投

我国有资料显示，每年用于照明的电力接近2500亿度，其中若能有三分之

采用LED照明，每年就可以节约800亿度电，基本上相当于一个三峡电站的年

发电量，对缓解我国日益严峻的能源危机，电力紧缺将起到巨大的积极作用。

为此，我国专项成立了“国家半导体照明委员会”，出台了国家半导体照明工程计

划,建立LED产业化基地，推动我国LED产业的健康发展。

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二、道路照明设计一般要求

按照《城市道路照明设计标准》的要求，机动车交通道路照明应以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度均匀度和纵向均匀度（或路面照度均匀度）

眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。

NVpXuu。

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人行道路及小区照明应以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度为评价指标。

F表为几种常规路灯布置方式的相关指标

单侧布置

10-15

双向2车道

6

16-18

8/10

>0.4

双向4车道

12

33-36

10/15

>0.4

10-15

双向4车道

8

20-25

10/15

>0.4

双侧父错布置

双向6车道

10

25-30

20/30

>0.4

双向8车道

10

25-30

20/30

>0.4

双侧对称布

置

10-15

双向4车道

8

20-25

10/15

>0.4

双向6车道

10

25-30

20/30

>0.4

双向8车道

10

25-30

20/30

>0.4

常规照明的五种基本布置方式如下图所示:

（a）

囹512舜规祁明灯風布a的五科基木方式

（了年训布H-fb）交稍布童k）寒冋衬秫布s；g）中心討称:

布賀传!

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（e）

1,灯《的《挑tya不S逛过*搭高廈的"4,灯貝的切角不宜超过1實?

、tre的布■方或.$^«底和岡瞑可按表5.1.7<51：

讦后駆灾.

三、LED路灯在道路照明方面的优势

用大功率LED灯用作道路照明，与传统高压钠灯相比有着无可比拟的优点:

1.

发光机制不同，由于LED是一种半导体器件，其有效寿命可达50000小时（即

经过50000小时后，光衰小于30%）,远远高于钠灯以及金卤灯（它们的寿

命大概在12000-15000小时）。

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RvDxlvJ。

kCOoMS。

2.

由于LED是半导体材料，无灯丝及其它附加材料，因此它的抗震性好。

3.

LED光源照明灯的显色指数可达到80以上，比较接近于自然光，人眼在此情

况下更易辨别事物，有利于的行车安全；而高压钠灯的显色指数只有

20-30。

4.

WRefRbCObmdrWfWIQAvx0

传统的气体放电灯如高压钠灯在启动时有一个预热过程，既浪费能源又不利

于智能化控制；LED路灯由于在光源方面有本质上的区别，不存在“启动时

间”的问题，加电可立即正常工作，能够非常方便的实现智能化节能控制。

vnumPq0SmRq1rYOurlhYF。

5.由于传统的路灯光源都是采用汞蒸汽的机制来发光，因此，废旧光源的处理

时

源

光源。

也不会

「的，而反射器疋

收部分光线

的

是固态

7JqSlou。

xKARZoZONW5UgO

向发光，有

oflAfJh。

此光线损失比较大、

蝕光，光线的利用率比传

■h..7

7.传统路灯的配光曲线是由反射器决定的，因此具有一定的局限性，而LED光

源是一种分布式光源，可以通过各个电光源的设计，使灯具光源呈理想的蝙

蝠翼形，通过合理控制光的分布，使路面光斑呈矩形，在有效的照射范围内,

获得较高的照度均匀度。

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w4EjrbP。

8.更完善的自动控制（选配）：

可根据不同时间段的需要设定不同的亮度，更

加提高节能的效果。

如晚上7时亮时是200W到了半夜12点人少时，亮度

自动调节为100W其中还可以省电60WVedeNFB8hF8br2。

xnCSeR。

现在的道明照明设计中，灯距一般是灯高的3倍，而灯高一般等同于道路的

路宽，根据几何三角关系可以计算出照明灯具的配光角度应当为

C0/180方向约

140度，C90/270方向约80度。

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示意图

规光源的配光曲线的

依照现在的

浪费，也给夜间行驶带来很大的不便

强生心安全

常规路灯容易形成部分黑暗地带、形设计的LED应用在路灯灯具上,

F灯高，由于常

仅造成能源的

pgjovVk4mDE

使灯具的发光

匕为2:

1的光斑,X的照度均匀的

通过特殊光

移,提升了路边的照明利用率；根据矩形的长宽比可以产生这样相邻的光斑_以在路面上形成一条明

光带，因而更符合现在的交通道路的照明设计，不需要提高灯杆高度即可满足足够宽的照射范围，而且还提高了灯具的照明效率，降低了道路的照明功率密度

角度发生偏

从而真正达到节能及绿色环保。

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四、

采用特殊光学设计的LED路灯形成的照明光带，照度均匀，无阴影采用LED路灯的实际测试指标

1、以某系列LED路灯为例，在不同布灯方式下，实测数据如下表:

布置方式

道路宽度

安装高度

H（m）

灯具型号

间距

S（m）

地面平均

照度

照度均匀度

双侧布灯

双向8车道

12

200W

30

24

0.7

从实测数据可知，用LED路灯代替高压钠灯，照明效果完全可以达到《城市

4GVsHhO

道路照明设计标准》的要求。

同时，由于LED路灯的配光曲线是理想的蝙蝠翼形,

使得道路路面照度均匀度大于普通的高压钠灯，起到了很好的诱导作用。

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2、采用200WLED路灯的模拟

1.单向2车道单侧布置带人行道:

IX

2齡吉区或比佇适I

■t^JS:

2B.0DCm直虑:

2000m阿&:

门尺？

点

■O囱41道耶填因素.人fmI.迭禪的枫更笄址CE5

車位為Lux,比洌1:

244

阿搐：

10x5*

平均耶度

最小照虞

最丈頤度

最小照度/丰均照

最小照度/最大照

[1x1

[1x1

[1x1

度

度

25

17

40

0681

0.426

2.标准双向4车道双侧对称布置：

渲染效果图

评怙区域道路代道路2

长度：

30.000m,宽14.OTm

网格：

10x10^

从厲的街道环境因素:

道路h廿隔岛1■道路2

选捋的照度等级：

CE1（所有的光度真求均已得到满足。

）

平均鬧度［I对

33歩30

4

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六、采用LED路灯的节能减排社会效益

在满足道路照明较高标准情况下路灯节能减排对比表

传统路灯

LED路灯

1、单个光源理想光效

110lm/W

100lm/W

2、每瓦直接到达路面的光通量

40咕接到达路

面，441m

80%直接到达路面，

801m

3、经反射到达路面的光通量

60%经反射后再到达路面，反射器反

射效率40%

110X0.6X0.4=

20%经反射后再到达路面，反射器反射效率

40%

100X0.2X0.4=8Lm

26.4Lm

4、实际到达路面的光通量

44+26.4=70.4Lm

80+8=88Lm

5、按中间视觉的效果，LED应乘2.5系数，折算有效视觉光通量

70.4Lm

88X2.5=220Lm

6、按产生5000Lm照明效果，所需消耗电功率

P=5000/70.4〜71

W

P=5000/220^22.7W

7、节能效果，按百分比计算

0%

节能68%

&次干道照明布置，常规路灯品种

标称250Vy实际消耗功率280W

标称120vy实际消耗功

率135W

9、每天点灯10小时，计算年用电量（KWh

1022KWh

492.75KWh

10、每盏10年节电（KWh/节费（元）

0

5292.5KWh/5292.5元

11、每盏灯10年折合节煤/减排：

耗煤：

0.396Kg/KWh排放：

CO

0.175Kg/KWh

0

节煤2095.83Kg减排CO926.2Kg

七、节能效益分析

（1）双向6车道照明推荐方案

双侧对称布灯，以17长道路，灯杆间距30米，灯杆高度12米，双向共布198盏路灯，采用200WLE路灯（实际消耗功率227w）代替原有的400W高压钠灯（实际消耗445w），每天按10小时点亮计算：

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JQAfVzE

方案

项目

400w高压钠灯

200wLED路灯

备注

年用电量（万度）

180.3

91.8

年用电费用（万元）

72.12

36.72

LED路灯在使用阶段每一年可以节省约35.5万元

年灯管维护费用（万元）

11.1

0

年使用费用合计（万元）

83.22

36.72

5年各种费用合计

（万元）

416.1

183.6

使用5年，总共可以节省

约177.5万元

由于在满足路灯地面照度的要求下，LED路灯比传统路灯节电60%以上，因此对路灯电缆以及路灯变压器的负荷要求也相应降低，如为新建道路，投资效益

比原有路灯改造会更为显著，主要体现在电缆费用及变压器投资费用可大大降低。

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综合以上分析，我们可以得出如下结论：

按一个城市5万盏路灯计算，用LED路灯改造传统路灯，10年可节约3亿元电费，平均每年可节约3000万电费，如果在建设阶段采用LED路灯，节省投资费用则更为可观。

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目前，照明耗电量约占整个社会用电量的20%如果用LED代替传统光源，

可降低照明用电50%以上，在当今社会提倡的节能降耗4%的目标中发挥巨大的

作用。

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按照我国火力发电396克/KWh的标准煤耗计算，每盏LED路灯10年节电5694KWh可节约电煤2254.8公斤。

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按照我国火力发电每KWh排放175.4g二氧化碳和8g二氧化硫计算，每盏LED路灯10年可减少二氧化碳排放998.7公斤，减少二氧化硫排放45.6公斤。

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同时还有巨大

因此，采用LED路灯替换传统路灯，不但有巨大的经济效益，

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的社会效益和环保效益，功夫在当秋，利在万世！

八、LED路灯实景图

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