LED灯具在道路照明上的节能应用

田毅

摘要：LED灯具是目前各领域使用最为广泛的节能型灯具。LED灯具在道路照明中的应用，可加强照明效果，降低能源损耗。本文就对LED灯具在道路照明上的节能应用加以分析探讨，对其指标参数、注意事项及技术条件展开详细说明，以改善城市照明环境。

关键词：LED灯具;道路照明;节能应用

LED灯具及光电一体化技术的完善，为我国照明行业的智能化发展带来了动力支持，智能化照明系统出现在人们视野内，且随着互联网技术的加入，智能化照明系统的功能性逐渐完善，不仅可做到照明系统及设备的科学管控，还可实现节能降耗，缓解能源危机。

1  LED灯具定义

LED灯具指的是借助于LED光源实现发光功能的所有结构。LED光源是在光辐射作用原理下形成的一种光源[1]。灯具包含内容较多，如可以完成光源汇聚、分配、转变的器具;支撑、固定及保护光源的设备部件;电路辅助和电力连接装置等。简单概括来说，灯具是除光源以外的支持光源产生的设备构件。LED灯具是目前使用最为广泛的节能型灯具，具有节能高效、持久度高等特征，将其应用在道路照明中，不仅可保障夜间道路的清晰，维护道路行驶安全，还能降低电能损耗，节省更多的资金成本。

2  LED灯具技术指标对比

2.1 光效对比

为了解LED灯具光效效果，可与高压钠灯作对比。首先，LED灯具光效。LED灯具的光效指的是在正常使用状态下，总光通量与消耗电功率之间的对比数据。在了解LED灯具光效时，要确保LED光源的固定性，注重比值合理性。结合现有数据分析可知，目前出厂的LED灯具光效的标准参数110lm/w，而在道路照明灯中，在不更换光源的情况下，LED灯具的照明光效可达到90ln/w。这是很多发达国家灯具所不能达到的指标，说明我国在LED灯具发展上具有显著优势。

其次，高压钠灯光效。按照现有规范要求，高压钠灯能效的限定值出厂光效在120lm/w，在道路照明设计中，要求灯具效率在75%左右，也就是说，使用高压钠灯后，道路照明光效应该在90lm/w左右。这两组数值的对比可看出，LED灯具与高压钠灯灯具的光效相似，均具有较好的照明和节能效果。但在十二五以后，对道路照明灯具的节能要求提出新的规划[2]。根据规划内容，对比两种灯具光效，发现LED灯具的节能效果明显高于高压钠灯，不容易产生有害气体，满足绿色发展要求。

2.2 寿命对比

灯具的使用寿命不仅要考虑灯泡寿命，与之相关的所有设备零件也是要考虑的重点内容。据统计，高压钠灯的使用寿命约在3-4年左右，LED灯具的使用寿命约在3年左右。

2.3 费用对比

从成本费用角度分析，LED灯具的建设成本明显高于高压钠灯。在道路照明系统建设中，使用高压钠灯所需花费的成本费用约在4000-5000左右，LED灯具由于需要配套设施及线路规划，费用将提高到7000-9000元左右。

2.4 维护费用对比

LED灯具在出现故障问题，需要维修时，不同故障部位消耗的资金成本有所差异。电源更换，费用每台约在600元左右;整流器和灯泡故障，换修费用在120元左右，整体费用普遍偏高。从光源角度考虑，LED灯具光效与大功率高压钠灯保持一致，不过两者使用寿命相当，这样对比下来，维修成本明显高于高压钠灯。随着LED技术的发展，光效提升空间很大，工程造价也会不断下降。

3  LED路灯常见的照明型式

3.1 风光互补

风能互补的照明方式，是将可再生能源融入到LED道路照明系统中，利用风能和太阳能实现LED灯具电能的持续供应。在实际应用中，白天可利用太阳能和风能的双重作用，为LED灯具提供不间断的能源供应，夜间直接利用风能为LED灯具照明提供能源。在可再生能源的作用下，道路照明系统智能化水平有所提升，可通过识别太阳光的变化光线，转变能源供应方式[3]。不过该照明方式也存在一些弊端，配套设备设施的成本相对较高，后期维修难度较大，仍需进一步改进。

3.2 电路灯照明

电路灯照明是利用电路敷设的方式，为LED灯具提供电能供应，完成道路照明的。该照明方式的优势在于，灵活性强、适应场所范围较广、稳定性高，不容易受到外界不良因素的影响产生故障。且由于是电路供电，结构较为简单，问题出现后容易查找成因，加快了故障的解决速度。不过电路灯照明应用后，对敷设电路线缆的质量有较高要求，随着道路照明设施的增多，敷设规模有所增大，工程量增加，带来的损耗也有所上升。

3.3 太阳能照明

太阳能照明是将太阳能转化成电能，为LED灯具提供照明供电的一种方式。在设计过程中，直接利用转换设备完成太阳能转化，不需要连接城市电网，大大提升了道路照明的技术水平。同时太阳能照明也不需要敷设电路线缆，降低了工程量，节省了更多的时间和资源。

4  LED灯具在道路照明上的节能应用建议

就道路照明而言，LED灯具的运用可以有效的实现节能降耗效果，而针对其运用途径，笔者认为主要可以从小功率照明上的应用、配光优势发挥、落实节能指标要求、完善标准规范要求以及完善质量评价体系这方面进行，下面就将对此展开详细的分析与说明。

4.1 小功率照明上的应用

由于LED灯具成本较高，如果全面应用可能会加大道路照明工程的成本。为此，可先在一些小功率照明路段安装LED灯具，再逐步落实到其他区域内，减少损失的形成。在应用过程中，可先将LED灯具安装在支干道、小区道路上，这些区域多数使用的是高压钠灯，功率和光效分别控制在100-150W、93-103lm/w，灯具效率75%。在使用LED灯具替换后，由于自身散热性能较低，在保证灯具效率不变的情况下，光效可达到90lm/w左右，经计算，可节省约22%左右的电能。

4.2 配光优势发挥

LED灯具具有定向透光的功能，合理利用这一特征，在道路照明中，可调整芯片光源，提高光的利用率。在改变芯片光源位置和方向后，再配以相应的灯具设施，营造不同的光影效果，以满足不同类型道路照明的需求。以中华灯改造为例，对原有65w节能灯进行LED节能改造，由于市场上的LED玉米灯均为直型，光线大部分射到天上，实际照到路面上的光不到30%。人员开展简单的角度优化，大幅增加了光的利用率，提高了路面照度，降低了光源功率。

4.3 落實节能指标要求

目前节能评价指标以照明功率密度为参考依据，LED灯具节能效果可直接参照机动车交通道路照明功率密度指标。对于高压钠灯，由于其规格较为固定，产生的能耗量也是固定的，灵活性不高，节能效果不理想。如道路照明要求20LX，照明功率302W的条件下，高压钠灯无同等规格的光源;如果使用双光源，则光效指标不仅无法达到规定要求，还会增加后期维护难度，降低道路照明水平。LED灯具则可规避上述问题，直接以400W钠灯满足设计要求，改善道路照明效果，降低能耗。另外，LED灯具灵活性较强，可避免照度偏高问题的出现。

5  结语

LED灯具作为我国大力发展的节能型产品，虽然在一些方面还存在不足之处，但相信随着技术的完善，这些问题也将得到解决，并发挥配光优势，完善质量评价体系，且高度落实节能指标，以此进一步扩展LED灯具适用范围，改善城市的照明环境。

参考文献：

[1]裴希瑶.浅谈LED路灯在城市道路照明中的应用[J].百科论坛电子杂志，2019，000（004）：552-552.

[2]周蓓蓓.探讨单灯控制系统在EMC模式LED道路照明节能改造中的应用[J].低碳世界，2019，9（03）：165-166.

（镇江市路灯管理处，江苏 镇江 212000）