昆明機(jī)場高桿燈LED燈光源與高壓鈉燈燈光源照明對比分析

董林

摘 要 LED光源作為一種綠色光源進(jìn)入人們視野的時間并不短暫，小功率LED光源由于其高亮度、低能耗的優(yōu)勢已廣泛應(yīng)用于家庭照明、景觀照明等領(lǐng)域;大功率的LED路燈、投光燈由于其日臻成熟的產(chǎn)品開始漸漸引起各方面的關(guān)注。基于此，本文主要對昆明機(jī)場高桿燈LED燈光源與高壓鈉燈燈光源照明進(jìn)行了綜合的對比。

關(guān)鍵詞 昆明機(jī)場;高桿燈;LED燈光源;高壓鈉燈燈光源;照明對比

引言

據(jù)了解目前昆明機(jī)場內(nèi)絕大多數(shù)高桿燈基本采用高壓鈉燈燈具，僅有少數(shù)遠(yuǎn)機(jī)位或新建改造項(xiàng)目在高桿燈中采用了大功率LED投光燈具。本次調(diào)研對大功率LED燈具與高壓鈉燈就工作原理、技術(shù)參數(shù)、能效分析、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)及維修、電能質(zhì)量等方面做一個綜合比較，為昆明機(jī)場內(nèi)新建或改造項(xiàng)目對大功率光源的選擇提供一些參考。

1工程概況

虹橋機(jī)場西區(qū)高桿燈共93基，其中西航站樓區(qū)域59基（含南北規(guī)劃指廊），航站樓北側(cè)貨運(yùn)機(jī)坪區(qū)域19基，南側(cè)維修機(jī)坪區(qū)域15基。燈桿均為升降式，生產(chǎn)廠家上海艾伯克斯。西區(qū)高桿燈自傍晚17：00開啟，至第二天清晨7：00關(guān)閉，每日運(yùn)行14小時。西區(qū)93基高桿燈每小時耗能894.6kW。高桿燈燈具有1000W高壓鈉燈和400W高壓鈉燈兩種，1000W高壓鈉燈用于機(jī)位照明，400W高壓鈉燈用于后側(cè)服務(wù)車道照明[1]。

2光通量、光效分析

查相關(guān)產(chǎn)品樣本得知400WLED燈具光通量約為45000lm，400W高壓鈉燈光通量約為48000lm，1000W高壓鈉燈光通量約為120000lm。但在實(shí)際使用中，如遠(yuǎn)航中部堆場項(xiàng)目業(yè)主與設(shè)計(jì)對高桿燈使用了400WLED燈具代替了傳統(tǒng)1000W鈉燈燈具，一些LED廠商在宣傳產(chǎn)品的時候也介紹說路燈250W鈉燈可用100WLED燈替代，達(dá)到節(jié)能的效果。這種說法是否正確呢，通過查閱產(chǎn)品樣本以及其他文獻(xiàn)了解到：

從結(jié)構(gòu)上看，LED燈是半空間發(fā)光屬于面光源，發(fā)光面為單一的方向，光通量損失小，光源利用率高，一般可達(dá)80%以上;高壓鈉燈是全空間發(fā)光的光源屬于點(diǎn)光源，是360度發(fā)光，實(shí)際上應(yīng)用到照射方向上的光很少，大約只有30%左右。所以高壓鈉燈必須通過燈具內(nèi)的反射罩將非照射方向上的光反射，以實(shí)現(xiàn)更高光的利用的目的，由于燈具的設(shè)計(jì)和成本問題，普通鈉燈燈具效率只有40%～45%。400WLED燈具按光源利用率80%考慮，實(shí)際光通量則約為36000lm，則該燈具實(shí)際光效為90lm/W;1000W高壓鈉燈按光源利用率40%考慮，實(shí)際光通量則約為48000lm，則該燈實(shí)際光效為48lm/W。

通過以上分析對比得出的最終光效值，我們可以發(fā)現(xiàn)400WLED燈具的光效是1000W高壓鈉光效的1.9倍。所以LED燈具基本可替代大于兩倍同功率的高壓鈉燈，但查閱其他資料發(fā)現(xiàn)，一些高壓鈉燈企業(yè)也在專注于提高自己產(chǎn)品的光源利用率，因此在日后項(xiàng)目中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)對技術(shù)參數(shù)的要求，結(jié)合使用環(huán)境、投資、維修等因素以及實(shí)際使用效果來選擇最具性價(jià)比的一款[2]。

3光色分析

作為機(jī)動車行駛的快速道、主干道，偏黃色光的鈉燈波長比偏白光LED燈的長，波長越長，光的穿透能力越強(qiáng)，從而能更好地實(shí)現(xiàn)照明，對看清前方90～160m左右距離路面狀況，效果比白色光略優(yōu)，特別是對有霧、多塵的空氣條件下，鈉燈較有優(yōu)勢。

4使用壽命分析

比較使用壽命應(yīng)立足于整燈壽命。高壓鈉燈包括光源、電器附件（主要是鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器）和燈具，鈉燈用于路燈、投光燈光源壽命為2萬小時，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器一般壽命會超過10年，燈具也是如此。而LED燈具的使用壽命廠家宣稱可長達(dá)5萬小時，查找資料了解到主要指的是LED芯片壽命很長，但是其也與封裝后的溫度、散熱等諸多因素關(guān)系極大，另外，還有驅(qū)動電路裝置的電子元器件壽命問題，如電容器往往只有8000h至10000h。因此，LED燈具整體上壽命要優(yōu)于鈉燈，但不排除電子元器件損壞的問題。

5經(jīng)濟(jì)性分析

以普通1000W高壓鈉燈與400WLED燈具價(jià)格為例，鈉燈每套約為2000元;LED燈具每套約為8500元左右。就現(xiàn)狀而言，LED燈具明顯太貴，價(jià)格高達(dá)4倍之多。功率差別上節(jié)省的電費(fèi)不足以彌補(bǔ)在使用壽命之內(nèi)投資的差價(jià)。造成價(jià)格較高的原因主要是目前國內(nèi)生產(chǎn)大功率LED燈具的廠商，其核心部件芯片均為原裝進(jìn)口產(chǎn)品，以美國科瑞、普瑞等知名度較高的LED企業(yè)為主，然而國產(chǎn)大功率LED芯片封裝能力不足，水平參差不齊，目前業(yè)主一般不會選用國產(chǎn)芯片的LED產(chǎn)品。但是放眼LED發(fā)展趨勢來看，現(xiàn)在的價(jià)格已經(jīng)比前幾年有很大的下浮，降價(jià)應(yīng)該是大勢所趨。

6節(jié)能與環(huán)保

LED燈高效節(jié)能，超低功耗。白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10，節(jié)能燈的1/4，高壓鈉燈的一半。并且LED燈的光源不含有害金屬汞。高壓鈉燈光源中含金屬汞、金屬鈉（通電后變成汞蒸氣和鈉蒸氣），壽命短（相對于LED來講），后續(xù)廢品處理對環(huán)境污染大。

可以看出鈉燈的總畸變率大于國標(biāo)規(guī)定5%限制，而LED燈小于5%，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。因此，LED燈在電能質(zhì)量方面要優(yōu)于鈉燈。

現(xiàn)階段昆明機(jī)場東站坪有二個高桿燈已經(jīng)配合一個廠家更換了LED光源，我們還加裝了三相電能表作為電能監(jiān)控。等監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)出來才可以從電能方面作比較。

7結(jié)束語

隨著時代的發(fā)展、科技的進(jìn)步，大功率LED照明的前景廣闊。LED燈最大的優(yōu)勢在于節(jié)能環(huán)保、壽命長，其他不足的地方需要不斷地去完善與改進(jìn)。我認(rèn)為從推廣LED燈應(yīng)用于遠(yuǎn)機(jī)位、巡場道路照明開始，再發(fā)展到近機(jī)位，干道路燈，逐步推進(jìn)。不論用什么光源、燈具，都應(yīng)符機(jī)場機(jī)位照度中對亮度、照度、均勻度及其他質(zhì)量指標(biāo)的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 翁奕華.高壓鈉燈與LED在城市道路照明中的應(yīng)用分析及前景展望[J].中國照明電器，2012（4）：17-21.

[2] 李保軍，牟達(dá)名，姚怡良，等.LED路燈與高壓鈉燈路燈能效比較分析[J].照明工程學(xué)報(bào)，2011，22（6）：91-96.