LED路灯及应用

2011-07-26张振

灯与照明 2011年4期

张振

(湖南理工学院，岳阳414006)

0 引言

我国已成为世界上最大的太阳能LED灯具、LED景观灯、路灯的生产和出口国。国内具有一定研发能力和生产规模的LED路灯企业达几十家，应用示范道路也有几十条。

2009年我国政府开展了“十城万盏”LED灯照明普及和节能活动。2010年已经明确全国21座城市LED照明灯要超过一万盏，其中，路灯和24 h连续使用的隧道灯成为首先替换的重点项目，北京、上海、广州、深圳的地铁已经启动普及LED灯节能项目。

1 LED景观灯

城市不断扩张，扩大了城市道路照明的市场规模。道路照明与城市照明进一步融合，道路照明市场将在未来几年间发展为城市照明市场。包括城市道路照明、景观照明、广告照明等。

城市景观照明是以功能照明为基础，事实上功能照明在夜间已经形成了一定的景观效果。景观照明作为现代社会文明的一种表现形式，应与城市当前的经济水平相适应，合理规划。

城市景观照明的内容，一般包括道路沿线的公共广场、建筑物、商业街、园林绿化、景观雕塑、桥梁水景等的照明。应以城市片区夜景的总体规划为依据，选择能体现风格的效果方案，确定适合的照明方式。

LED景观灯在2008年北京奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会上得到非常广泛的应用。

(1)上海东方明珠LED照明工程

在欧洲和美洲很多城市都制定了强制性的景观灯光限制，主要是考虑到节能和环保，目前巴黎艾菲尔铁塔，墨西哥、摩洛哥的一批标志性建筑都已经进行了景观灯光改造。

上海外滩东方明珠塔共有576个光导点，改造前，每个光导点耗电量为200 W，改造后，每个光导点的耗电量下降为70 W，单是这一项改造便节约了65%的耗电，加上控制系统和其他泛光灯具的改进，初步估算比原先节省了近75%的用电量。东方明珠大小球体576个发光点使用LED后，其发光体的直径达到篮球横截面那么大，东方明珠每晚省下来的这些电，可供800多户居民每天使用4 h。

(2)上海世博会LED照明示范项目

中国2010年上海世博会有三项半导体照明示范工程:一是世博永久性建筑主题馆LED全彩显示屏;二是世博永久性建筑世博中心400 m2大型通透式LED显示屏;三是世博中心8 000 m外立面LED泛光照明及景观系统。在整个世博园区，60%～70%的灯都采用LED照明。2010年上海世博会期间，世博园区内所有的景观灯光都使用LED，而大多数照明路灯、指示灯也使用LED。LED照明占到世博园区总照明的七成以上，LED在一个区域内如此大规模、密集地使用，在全球尚属首次。

节能环保的LED照明解决方案帮助上海2010年世博会办成了一届绿色环保盛会。通过1878年巴黎世博会，爱迪生发明钨丝制作的白炽电灯开始走进千家万户，造福人类。此次上海世博会所倡导的LED照明可能又是一次革命，通过新的LED照明技术，来改变人们的生活和地球的环境，LED灯光的应用与上海世博会的理念不谋而合。

2 LED路灯

LED在道路灯具中使用的最普遍形式主要有两类:一类是采用传统的道路灯具外壳，只是在灯具内，在一个几乎是平板的安装面(也是反光面)上，装上了矩阵式的LED，这种设计方式是不可能得到良好的灯具配光的。另一类是把多个LED集成在一个圆形的区域内(区域直径大约为30～40 mm)，使这一小区域的光输出密度接近高强度气体放电灯，再利用灯具反射器进行配光，但这种设计方式的灯具分布光度也不会优于传统的道路灯具，并且由于在一个很小的区域内集成了高密度的LED，使LED的散热情况明显不良，不仅影响到LED的发光效率，而且也往往影响到LED的使用寿命。

某型号LED路灯的技术参数如下:

输入电压:AC100 V～265 V;

光源功率:98×1 W;

功率因素:＞0.95;

相关色温:2 500 K～10 000 K;

适应温度:-35℃ ～50℃;

光通量:7 240 lm;

防护等级:IP65;

使用寿命:＞50 000 h;

平均照度:杆高6 m时大于39 lx，高9 m时大于21 lx，高12 m时大于14 lx;

有效照射范围:杆高6 m为10×24m2，高9 m为12×30 m2，高12 m为16×35 m2;

主要材料:铝合金，净重5.0 kg;

安装管直径:φ61 mm;

外形尺寸:308 mm×556 mm×70 mm。

(1)国内LED路灯示范工程

2008年初，科技部、信息产业部、发改委、建设部四部委对“LED路灯应用于城市道路照明”课题进行了调研和座谈，会上针对较大的意见分歧给出了“全面展开试点，取得准确数据”的指导意见。南京市组织了相关试验。

参加试验的有深圳、南京、西安等地的六家LED道路照明灯具生产厂家，提供试验的灯具为功率在150 W左右的LED路灯，选择在南京市泰山路(路宽36 m、中心对称布灯方式、杆高10 m、间距34 m、原安装250 W高压钠灯)进行实地道路照明试验，每个厂家提供四套产品，安装在连续两杆的双灯头上。泰山路位于南京河西新城，道路两边干扰光线较少，测量数据均测自安装同型号LED路灯的两杆间，这样取得的参数能够反映LED路灯的实际照明情况。现场安装初期及使用40天后分别进行测量，测试数据统计结果见表1和表2。

表1 南京市泰山路LED灯测试数据(安装初期)

表2 南京市泰山路LED灯测试数据(安装使用40天后)

试验表明，LED路灯的光电参数在使用40天后衰减很小，部分还有上升，说明LED技术水平、光效、寿命正飞速发展，但5×104～10×104h的寿命是指LED光源芯片实验室数据的理论测算，不是实际检验结果，也不是LED路灯整体的使用寿命。LED光源和其驱动均为电子元器件，在条件恶劣的室外，光线、温度、雨雪、振动、灰尘、雷电及线路故障等不利因素的作用下，其实际寿命肯定缩短，具体情况需要进一步跟踪。

(2)国外LED路灯示范工程

早在2000年，Philips公司首次采用红色LED矩阵组种制成路灯，风扇冷却达到与高压钠灯类似的效果。2003年后，LED路灯的示范计划在各国展开，包括荷兰、英国、加拿大、美国等国。目前，LED城市照明系统已先后在加拿大多伦多、美国奥斯丁等城市得到应用。LED城市照明行动(LED City)于2007年2月启动。各国LED路灯示范计划如表3。