LED燈具在道路照明上的節能應用

田毅

摘要：LED燈具是目前各領域使用最為廣泛的節能型燈具。LED燈具在道路照明中的應用，可加強照明效果，降低能源損耗。本文就對LED燈具在道路照明上的節能應用加以分析探討，對其指標參數、注意事項及技術條件展開詳細說明，以改善城市照明環境。

關鍵詞：LED燈具;道路照明;節能應用

LED燈具及光電一體化技術的完善，為我國照明行業的智能化發展帶來了動力支持，智能化照明系統出現在人們視野內，且隨著互聯網技術的加入，智能化照明系統的功能性逐漸完善，不僅可做到照明系統及設備的科學管控，還可實現節能降耗，緩解能源危機。

1? LED燈具定義

LED燈具指的是借助于LED光源實現發光功能的所有結構。LED光源是在光輻射作用原理下形成的一種光源[1]。燈具包含內容較多，如可以完成光源匯聚、分配、轉變的器具;支撐、固定及保護光源的設備部件;電路輔助和電力連接裝置等。簡單概括來說，燈具是除光源以外的支持光源產生的設備構件。LED燈具是目前使用最為廣泛的節能型燈具，具有節能高效、持久度高等特征，將其應用在道路照明中，不僅可保障夜間道路的清晰，維護道路行駛安全，還能降低電能損耗，節省更多的資金成本。

2? LED燈具技術指標對比

2.1 光效對比

為了解LED燈具光效效果，可與高壓鈉燈作對比。首先，LED燈具光效。LED燈具的光效指的是在正常使用狀態下，總光通量與消耗電功率之間的對比數據。在了解LED燈具光效時，要確保LED光源的固定性，注重比值合理性。結合現有數據分析可知，目前出廠的LED燈具光效的標準參數110lm/w，而在道路照明燈中，在不更換光源的情況下，LED燈具的照明光效可達到90ln/w。這是很多發達國家燈具所不能達到的指標，說明我國在LED燈具發展上具有顯著優勢。

其次，高壓鈉燈光效。按照現有規范要求，高壓鈉燈能效的限定值出廠光效在120lm/w，在道路照明設計中，要求燈具效率在75%左右，也就是說，使用高壓鈉燈后，道路照明光效應該在90lm/w左右。這兩組數值的對比可看出，LED燈具與高壓鈉燈燈具的光效相似，均具有較好的照明和節能效果。但在十二五以后，對道路照明燈具的節能要求提出新的規劃[2]。根據規劃內容，對比兩種燈具光效，發現LED燈具的節能效果明顯高于高壓鈉燈，不容易產生有害氣體，滿足綠色發展要求。

2.2 壽命對比

燈具的使用壽命不僅要考慮燈泡壽命，與之相關的所有設備零件也是要考慮的重點內容。據統計，高壓鈉燈的使用壽命約在3-4年左右，LED燈具的使用壽命約在3年左右。

2.3 費用對比

從成本費用角度分析，LED燈具的建設成本明顯高于高壓鈉燈。在道路照明系統建設中，使用高壓鈉燈所需花費的成本費用約在4000-5000左右，LED燈具由于需要配套設施及線路規劃，費用將提高到7000-9000元左右。

2.4 維護費用對比

LED燈具在出現故障問題，需要維修時，不同故障部位消耗的資金成本有所差異。電源更換，費用每臺約在600元左右;整流器和燈泡故障，換修費用在120元左右，整體費用普遍偏高。從光源角度考慮，LED燈具光效與大功率高壓鈉燈保持一致，不過兩者使用壽命相當，這樣對比下來，維修成本明顯高于高壓鈉燈。隨著LED技術的發展，光效提升空間很大，工程造價也會不斷下降。

3? LED路燈常見的照明型式

3.1 風光互補

風能互補的照明方式，是將可再生能源融入到LED道路照明系統中，利用風能和太陽能實現LED燈具電能的持續供應。在實際應用中，白天可利用太陽能和風能的雙重作用，為LED燈具提供不間斷的能源供應，夜間直接利用風能為LED燈具照明提供能源。在可再生能源的作用下，道路照明系統智能化水平有所提升，可通過識別太陽光的變化光線，轉變能源供應方式[3]。不過該照明方式也存在一些弊端，配套設備設施的成本相對較高，后期維修難度較大，仍需進一步改進。

3.2 電路燈照明

電路燈照明是利用電路敷設的方式，為LED燈具提供電能供應，完成道路照明的。該照明方式的優勢在于，靈活性強、適應場所范圍較廣、穩定性高，不容易受到外界不良因素的影響產生故障。且由于是電路供電，結構較為簡單，問題出現后容易查找成因，加快了故障的解決速度。不過電路燈照明應用后，對敷設電路線纜的質量有較高要求，隨著道路照明設施的增多，敷設規模有所增大，工程量增加，帶來的損耗也有所上升。

3.3 太陽能照明

太陽能照明是將太陽能轉化成電能，為LED燈具提供照明供電的一種方式。在設計過程中，直接利用轉換設備完成太陽能轉化，不需要連接城市電網，大大提升了道路照明的技術水平。同時太陽能照明也不需要敷設電路線纜，降低了工程量，節省了更多的時間和資源。

4? LED燈具在道路照明上的節能應用建議

就道路照明而言，LED燈具的運用可以有效的實現節能降耗效果，而針對其運用途徑，筆者認為主要可以從小功率照明上的應用、配光優勢發揮、落實節能指標要求、完善標準規范要求以及完善質量評價體系這方面進行，下面就將對此展開詳細的分析與說明。

4.1 小功率照明上的應用

由于LED燈具成本較高，如果全面應用可能會加大道路照明工程的成本。為此，可先在一些小功率照明路段安裝LED燈具，再逐步落實到其他區域內，減少損失的形成。在應用過程中，可先將LED燈具安裝在支干道、小區道路上，這些區域多數使用的是高壓鈉燈，功率和光效分別控制在100-150W、93-103lm/w，燈具效率75%。在使用LED燈具替換后，由于自身散熱性能較低，在保證燈具效率不變的情況下，光效可達到90lm/w左右，經計算，可節省約22%左右的電能。

4.2 配光優勢發揮

LED燈具具有定向透光的功能，合理利用這一特征，在道路照明中，可調整芯片光源，提高光的利用率。在改變芯片光源位置和方向后，再配以相應的燈具設施，營造不同的光影效果，以滿足不同類型道路照明的需求。以中華燈改造為例，對原有65w節能燈進行LED節能改造，由于市場上的LED玉米燈均為直型，光線大部分射到天上，實際照到路面上的光不到30%。人員開展簡單的角度優化，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 落實節能指標要求

目前節能評價指標以照明功率密度為參考依據，LED燈具節能效果可直接參照機動車交通道路照明功率密度指標。對于高壓鈉燈，由于其規格較為固定，產生的能耗量也是固定的，靈活性不高，節能效果不理想。如道路照明要求20LX，照明功率302W的條件下，高壓鈉燈無同等規格的光源;如果使用雙光源，則光效指標不僅無法達到規定要求，還會增加后期維護難度，降低道路照明水平。LED燈具則可規避上述問題，直接以400W鈉燈滿足設計要求，改善道路照明效果，降低能耗。另外，LED燈具靈活性較強，可避免照度偏高問題的出現。

5? 結語

LED燈具作為我國大力發展的節能型產品，雖然在一些方面還存在不足之處，但相信隨著技術的完善，這些問題也將得到解決，并發揮配光優勢，完善質量評價體系，且高度落實節能指標，以此進一步擴展LED燈具適用范圍，改善城市的照明環境。

參考文獻：

[1]裴希瑤.淺談LED路燈在城市道路照明中的應用[J].百科論壇電子雜志，2019，000（004）：552-552.

[2]周蓓蓓.探討單燈控制系統在EMC模式LED道路照明節能改造中的應用[J].低碳世界，2019，9（03）：165-166.

（鎮江市路燈管理處，江蘇 鎮江 212000）