关于大功率LED在城市照明提升改造中的应用浅谈

尤明星

（盐城市路灯管理处 江苏盐城 224000）

2018年是盐城市迎接国家卫生城市、创建国家文明城市的重要之年。该项目是市路灯管理处承担的重点项目任务。项目实施有利于加强城市道路公共照明设施管理，提高城市品位。是创建国家卫生城市、文明城市不可或缺的重要内容，对改善市民出行条件和居住环境有着极为重要的作用。

1 城市道路照明现状及存在的问题

大市区范围内城市道路照明设施由市直、亭湖区、盐都区、开发区和城南新区分区建设、分区管理、分区控制。由于建设主体的不同，存在的问题也各不相同，主要存在如下问题：

（1）部分道路照明设施不符合绿色照明要求，亮度、照度等不符合国家标准。

（2）部分城市道路照明工程未委托专业照明设计单位设计，导致光源与灯具不匹配、亮度、照度、配光曲线等不能满足道路的实际需要。

（3）部分道路照明设施已达使用年限，灯具光衰较为严重，影响发光效果。

（4）部分道路配备的路灯光源电器功率偏小，发光照度不够，光效差。

2 项目建设的必要性

通过对城市道路照明现状和存在问题的分析，可以看出城市道路照明存在着交通隐患。项目建设的必要性主要体现在以下几个方面：

2.1 完善城市基础设施建设需要

实施盐城市区主次干道路灯提升改造工程，消除路灯提升改造存在的隐患，提高现状路灯的运行效率，是客观实际的需要。路灯是城市的“眼睛”，是城市繁荣文明的象征，是城市物质文明与精神文明建设的一个窗口。路灯不仅反映着一个城市面貌，同时还反映着一个城市科学、技术、经济、文化和政治上发达程度。项目的建设，完善城市基础设施，极大的方便市民生活。

2.2 促进地区经济发展的需要

随着我市经济的繁荣、社会的进步、城市的发展，对于各类市政基础设施配套建设的要求也越来越高。一个城市需要一枚“徽章”，一个城市文明程度的象征：城市道路是最物化的外表，也是一座城市气质的符号。城市的道路形象是城市整体形象最强有力的“形象代言”。城市道路是城市文明程度最物化的外表，也是一座城市气质的符号。

2.3 促进节能减排工作的需要

目前，市区主次干道路灯采用高压钠灯，整灯光效达>60lm/W，显指>45，色温：2000K，被照射物不真实，寿命：2年。缺点是光源故障率高，出现故障就会整灯不亮，不便于更换与维护；渗水漏水现象比较常见，环境适应性差；封闭式外壳，无散热系统，透气性不好，灯具温度高，光衰大；慢启动，等待时间长等等。采用LED路灯的能耗较低，单管功率只有0.03～0.06W，且驱动电压低（1.5～3.5V），电流小（15～20mA），在形成同等照明效果的情况下，它的耗电量只有传统高压钠灯的1/2，节能效果非常明显。本项目实施后，盐城市区主次干道路灯采用LED路灯提升改造，其综合节能率将超过50%以上，这对促进盐城市的节能减排工作具有重要的现实意义。

3 大功率LED可行性调研

根据目前照明设施的实际情况调研论证，盐城市城乡建设局向市政府领导报告，市路灯管理处组织技术人员对市面上LED光源进行考察、论证。

3.1 LED路灯与常规路灯不同

LED路灯与常规路灯不同的是，LED光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色合成的高效白光，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于道路。外罩可用制作，耐高温达135℃，耐低温达-45℃。

3.2 大功率LED在城市照明主要优点

（1）本身的特性--光的单向性，没有光的漫射，保证光照效率。

（2）LED路灯有独特的二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明的区域，进一步提高了光照效率，以达到节能目的。

（3）LED的已达110-130lm/W，而且还有很大的发展空间，理论值达360lm/W。而高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加，因此，总体光效LED路灯比高压钠灯强；（这个总体光效是理论上的，实际上250W以上高压钠灯的光效高于LED灯）。

（4）LED路灯的光显色性比高压钠灯高许多，高压钠灯显色指数只有23左右，而LED路灯显色指数达到75以上，从视觉心理角度考虑，达到同等亮度，LED路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上。

（5）LED路灯有自动控制节能装置，能实现于满足不同时段照明要求情况下最大可能的降低功率，节省电能。可实现电脑调光，分时间段控制，光线控制，温度控制，自动巡检等人性化功能。

（6）寿命长：能使用5万h以上，提供三年的质量保证。不足之处就是电源的寿命得不到保证。

（7）安装简便：无需加埋电缆无需整流器等，直接将安装于灯杆接上或者将光源嵌套原有灯壳。

（8）散热控制出色：夏天温度控制在45℃以下，并采用被动散热方式，夏天的散热保障不足。

（9）光色均匀：不加透镜，不以提高亮度而牺牲均匀光色，从而保证无光圈光色均匀。

4 大功率LED效益分析

4.1 节能和环保效益显著

LED照明具有长寿命、节能环保、色彩丰富、微型化等优点，将成为人类照明史上的又一次飞跃。

在光效方面，高压钠灯最高可达140lm/W，比目前商用大功率LED的光效100lm/W高，但LED的显色指数（约80）要远远超过高压钠灯（约25），且在相同照度下，白光LED更有助于司机或行人识别目标，其道路照明效果和舒适度要远高于高压钠灯。

在灯具效率方面，高压钠灯采用球面发光设计，综合考虑反射器效率，高压钠灯的灯具效率一般仅有70%。但LED是定向出光，如采用恰当的配光设计，大部分光线会直接投射到路面，灯具效率能达85%以上。盐城市采用LED路灯后，每年总节电为463.85万kW·h，相当于每年减少使用标准煤570.07t，减少排放二氧化碳（CO2）4624.58t，减少排放二氧化硫（SO2）139.16t，减少排放氮氧化物（NOX）69.58t，减少排放碳粉尘1261.67t。

4.2 大幅度减少运行成本

（1）项目提升改造前高压钠灯功率3341.05kW，全年耗电量1386.54万kW·h，改造后LED灯功率3329.38kW·h，全年耗电量1381.69万kW·h，全年节约用电463.85万kW·h，大大减少路灯运行电费。

（2）高压钠灯需经常更换光源配件，每根灯杆用于更换配件的材料采购成本和人工成本每年约200元。而LED路灯由于使用寿命长，维护费用年平均节约200万元。

4.3 道路视觉效果明显改善

采用LED路灯进行改造后，消除了原高压钠灯在使用中存在的耗电量大、视觉效果差（严重偏色、显色性低）、维护费用高等缺点。为机动车驾驶人员和路人创造出良好的视觉环境，在保障交通安全、提高交通运输效率、节约电费和维护费的同时，也美化、亮化了城市夜晚环境。

5 结语

总结了这次路灯照明提升的成功之处，一方面归功于对改造方案的决策，切合我市实际情况，在原有灯具基础之上，进行升级改造，对原有资源的进行回收利用；另一方面归功于选择了一线品牌厂家的高效光源模组及配套的驱动电源。大幅度降低了能耗，达到节能的效果。截至目前，我市在高速范围内及城市快速路网总共使用LED大功率模组灯具23000余盏。