LED節(jié)能系統(tǒng)在公路隧道中的應(yīng)用

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，LED隧道燈也逐漸的被廣泛應(yīng)用，但是在使用的過程中，仍舊存在很多不足之處，需要不斷的對其進(jìn)行完善。對此，本文將針對LED節(jié)能系統(tǒng)在公路隧道中的應(yīng)用這一課題展開深入的研究，論述LED的優(yōu)缺點。

【關(guān)鍵詞】LED節(jié)能系統(tǒng) 公路隧道 應(yīng)用

1 公路隧道的概述

隧道照明的設(shè)計過程中，一般會從四個部分綜合考慮，這四個部分分別是出口路段、中間路段、過渡路段以及入口路段。然后按照全年行車安全的基本要求劃分每個路段的照度以及長度。設(shè)計者在設(shè)計的時候，會將投資成本、回報等多方面的因素與隧道燈的使用特性相結(jié)合，制定行之有效的設(shè)計方案。從照明方面考慮，隧道的出入口路段以及過度路段應(yīng)該使用LED隧道加強(qiáng)燈具，而中間路段則會選用LED隧道燈具。例如某單洞兩車道隧道，其洞高為7米，道路寬度為10米，隧道長度為500米，洞外的亮度L20（S）則為3000cd/m2，此隧道內(nèi)的車速設(shè)置為每小時60千米，車流量為每小時600輛至2400輛之間。參照國家的相關(guān)規(guī)定，該隧道如果利用傳統(tǒng)的隧道燈，其投資應(yīng)該在人民幣160萬元左右，但是利用LED隧道燈，其投資則大約在人民幣250萬元左右。在這些投資的基礎(chǔ)之上，還需要維修費用以及耗電費用，以五年的總耗電和維修費用進(jìn)行對比，傳統(tǒng)隧道燈維修費為人民幣50萬元/5年，電費為人民幣170萬元/5年。LED隧道燈維修費為人民幣10萬元/5年，電費為人民幣120萬元/5年。通過對兩種隧道燈的成本以及后期使用產(chǎn)生的綜合費用進(jìn)行對比可以看出，盡管LED隧道燈的成本造價比傳統(tǒng)LED隧道燈的造價高一些，但是，LED隧道燈后期使用過程中產(chǎn)生的費用要比傳統(tǒng)隧道燈低很多。并且較之傳統(tǒng)的隧道燈而言，LED隧道燈具有較長的使用壽命，也就表明其更換的頻率較低，不會產(chǎn)生多余的運行成本。所以，綜合考慮，徐選擇LED隧道燈具有較強(qiáng)的可行性。

2 在隧道照明的過程中，LED隧道燈的優(yōu)勢

（1）對電壓的要求較低。在實際應(yīng)用中，LED可以在低壓環(huán)境下工作，在3V電壓環(huán)境下就可以帶動單顆LED正常工作。

（2）對電能的消耗較低。與同光通亮的燈源相比，LED隧道燈可以降低一半的耗電量。

（3）具有較強(qiáng)的適用性。LED隧道燈的體積非常小，可以根據(jù)實際環(huán)境將其制作成不同形狀的器件，方便使用。

（4）具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。LED隧道燈的使用后壽命可長達(dá)5萬個小時，達(dá)到最大壽命的時候，還可以達(dá)到最初亮度的百分之三十。

（5）相應(yīng)的時間較少。常規(guī)的鈉燈熄滅之后再次重啟的過程，需要15分鐘的響應(yīng)時間，而LED隧道燈的響應(yīng)時間則是利用納秒計算。

（6）具有環(huán)保性能。LED隧道燈的制作材質(zhì)中不含有汞等有害金屬。

（7）具有較強(qiáng)的抗震性。LED屬于固定光源，對于震動具有較強(qiáng)的抵抗作用。

（8）顏色具有多變性。LED隧道燈可以通過對藍(lán)、紅、綠三個顏色之間的有效利用，實現(xiàn)顏色的多變性。

3 制約LED在隧道中進(jìn)行應(yīng)用的因素

盡管LED隧道燈具有諸多的優(yōu)點，使其有利于隧道照明，但是在實際應(yīng)用的過程中，仍舊有很多因素制約著LED隧道燈的應(yīng)用。具體因素如下：

3.1 發(fā)熱問題。

如果在實際應(yīng)用的過程中，想要將其更好的應(yīng)用到大功率照明當(dāng)中，就必須解決LED燈的發(fā)熱問題。LED隧道燈的散熱設(shè)計以及實際工作狀態(tài)嚴(yán)重影響著LED的使用壽命以及發(fā)光效率。當(dāng)結(jié)溫時溫度在25℃，通常人們將此時的光效稱之為芯片光效。但是，由于其散熱功能設(shè)計的不完善，再加之環(huán)境溫度對其存在一定的影響，實際結(jié)溫的時候，溫度比25℃高，進(jìn)而導(dǎo)致光效降低很多。例如，當(dāng)芯片結(jié)溫時溫度為25℃，此時每瓦的發(fā)光總量為100流明，即100lm/W。但是LED在實際工作的時候，每瓦的發(fā)光總量可能只有60-70流明左右，即60-70lm/W。為了可以有效的提高單位面積上的光強(qiáng)，在設(shè)計的時候，應(yīng)該注重光源的小型化，并且排列的時候應(yīng)該呈現(xiàn)密集狀態(tài)，對于燈具外殼的選用，也應(yīng)該選取散熱較好的材質(zhì)，以便確保LED的使用壽命以及發(fā)光效率。

3.2 價格較高

在我國，制作LED燈所使用的芯片價格比較高，導(dǎo)致LED隧道燈的價格比傳統(tǒng)等的價格高出許多，盡管LED隧道燈具有成本價格較高，運行成本較低的特點，但是人們在燈具的選擇過程中成本價格的高低仍舊是影響人們購買的主要因素，后期的運行費用往往不在購置者的考慮范圍之內(nèi)。因此，就導(dǎo)致LED在人們生活中無法得到快速普及。

3.3 穿透性弱

在隧道中經(jīng)常會存在煙霧，煙霧的顏色一般為白色，而LED隧道燈發(fā)出的光與煙霧同色，導(dǎo)致其在白色煙霧中的穿透性弱于鈉燈。所以在較長的隧道中的使用受到一定的限制。不能夠用于長隧道的出口路段以及中間路段。

4 結(jié)束語

總之，隨著我國節(jié)能減排政策的不斷實施，很多高速公路隧道路段在隧道燈的選擇上，都嘗試使用LED隧道燈，但是在實際的使用過程中，還是存在或多或少的問題，導(dǎo)致LED隧道燈不能得到快速普及，但是隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將不斷的對其進(jìn)行完善，使其可以帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益以及社會價值。

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作者簡介

汪暉（1983-），女，湖北省黃石市人。大學(xué)本科學(xué)歷。講師。研究方向為照明設(shè)計，光源與照明，照明工程應(yīng)用。

作者單位

荊州理工職業(yè)學(xué)院 湖北省荊州市 434000endprint