LED路灯改造方案.docx
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LED路灯改造方案
LED
路
灯
节
能
改
造
方
绍
二O一二年五月
随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法。
一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用；另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。
在过去的一百多年中，照明光源经历了三个重要的阶段：
白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯（HID）,如今在照明界具有广阔发展前景的LED光源被称为第四代光源。
LED作为新兴的一种光源，具有寿命长、发光效率高、功耗低、启动时间短、显色指数高、工作温度低、结构牢固、不怕震动、方向性好、工作电压低、无紫外辐射、重量轻等显著特点，是世界上最有发展潜力的新一代光源。
而且LED光源可实现无汞化生产,对环境保护同样具有重要意义。
用半导体LED作为光源的固态照明灯，将会逐渐取代传统的照明灯而进入各种应用领域。
目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%，大大降低照明用电是节省能源的重要途径。
LED正以其固用的优越性吸引着世界的目光。
美国，日本等国家及台湾地区对LED照明效益进行了预测，美国55%的白炽灯、日光灯被LED取代，每
年可节省350亿美元电费，每年可减少7.55亿吨二氧化碳排放量。
日本100%的白炽灯换成LED,可减少1-2座核电站发电量，每年可节省10亿公升以上原油消耗。
台湾地区25%的白炽灯及100%日光灯被LED取代，每年可节省110亿度电。
LED照明灯还将会形成500亿美元的巨大产业市场。
近年来国际上著名的照明公司
如飞利浦、欧司朗、GE等都相继推出LED半导体照明计划，设立国家级重点实验室，投入巨资开发研究。
争先占领LED照明领域的最前沿。
我国有资料显示，每年用于照明的电力接近2500亿度，其中若能有三分之一采用LED照明，每年就可以节约800亿度电，基本上相当于一个三峡电站的年发电量，对缓解我国日益严峻的能源危机，电力紧缺将起到巨大的积极作用。
为此，我国专项成立了“国家半导体照明委员会”，出台了国家半导体照明工程
计划，建立LED产业化基地，推动我国LED产业的健康发展。
二、道路照明设计一般要求
按照《城市道路照明设计标准》的要求，机动车交通道路照明应以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度均匀度和纵向均匀度（或路面照度均匀度）、眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。
人行道路及小区照明应以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度为评价指标。
F表为几种常规路灯布置方式的相关指标
布置方式
灯具仰角
道路宽度
安装高度
H（m）
间距
S（m）
地面照度
照度均匀度
单侧布置
10-15
双向2车道
6
16-18
8/10
>0.4
双向4车道
12
33-36
10/15
>0.4
双侧交错布
10-15
双向4车道
8
20-25
10/15
>0.4
置
双向6车道
10
25-30
20/30
>0.4
双向8车道
10
25-30
20/30
>0.4
双侧对称布
置
10-15
双向4车道
8
20-25
10/15
>0.4
双向6车道
10
25-30
20/30
>0.4
双向8车道
10
25-30
20/30
>0.4
常规照明的五种基本布置方式如下图所示:
（a）（b）（c）（d）（e）
回5I2常盘祖明灯員布需的五种基木方式
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三、LED路灯在道路照明方面的优势
用大功率LED灯用作道路照明，与传统高压钠灯相比有着无可比拟的优点：
1.发光机制不同，由于LED是一种半导体器件，其有效寿命可达50000小时（即经过50000小时后，光衰小于30%）,远远高于钠灯以及金卤灯（它们的寿命大概在12000-15000小时）。
2.由于LED是半导体材料，无灯丝及其它附加材料，因此它的抗震性好。
3.LED光源照明灯的显色指数可达到80以上，比较接近于自然光，人眼在此情
况下更易辨别事物，有利于的行车安全；而高压钠灯的显色指数只有20-30。
4•传统的气体放电灯如高压钠灯在启动时有一个预热过程，既浪费能源又不利
于智能化控制；LED路灯由于在光源方面有本质上的区别，不存在“启动时
间”的问题，加电可立即正常工作，能够非常方便的实现智能化节能控制。
5.由于传统的路灯光源都是采用汞蒸汽的机制来发光，因此，废旧光源的处理也是目前全世界亟待解决的问题，同时，传统光源的发光机制决定了它会发出对人体有害的紫外线。
LED光源是固态照明，没有有害物质如汞等元素，
也不会发出紫外线，因此，是环保的光源。
6•在光学系统内，传统的路灯光源是全向发光，有一半的光线是需通过反射器
反射出来的，而反射器是要吸收部分光线的，因此光线损失比较大。
由于LED是单向发光，光线的利用率比传统的路灯高。
7•传统路灯的配光曲线是由反射器决定的，因此具有一定的局限性，而LED光
源是一种分布式光源，可以通过各个电光源的设计，使灯具光源呈理想的蝙蝠翼形，通过合理控制光的分布，使路面光斑呈矩形，在有效的照射范围内，获得较高的照度均匀度。
8.更完善的自动控制（选配）：
可根据不同时间段的需要设定不同的亮度，更加
提高节能的效果。
如晚上7时亮时是200W，到了半夜12点人少时，亮度
自动调节为100W,其中还可以省电60W。
现在的道明照明设计中，灯距一般是灯高的3倍，而灯高一般等同于道路的
140度，C90/27
:
意
各方向路灯.间距一般
曲线的关系造成有些光源无法
生
过特殊光
计
斑，这
匀的光
F高度即可满
足足够
，而且还提高了灯具的照明效率,
，因而更符合现在的交通道路的照明设计，不需要提高
采用特殊光学设计的LED路灯形成的照明光带，照度均匀，无阴影
四、采用LED路灯的实际测试指标
1、以某系列LED路灯为例，在不同布灯方式下，实测数据如下表:
布置方式
道路宽度
安装高度
H（m）
灯具型号
间距
S（m）
地面平均
照度
照度均匀度
双侧布灯
双向8车道
12
200W
30
24
0.7
从实测数据可知，用LED路灯代替高压钠灯，照明效果完全可以达到《城
市道路照明设计标准》的要求。
同时，由于LED路灯的配光曲线是理想的蝙蝠
翼形，使得道路路面照度均匀度大于普通的高压钠灯，起到了很好的诱导作用。
2、采用200wLED路灯的模拟
1.单向2车道单侧布置带人行道：
渲染效果图
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最小照度/摄K照
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度
度
25
17
40
0601
0.426
2•标准双向4车道双侧对称布置:
渲染效果图
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评估砲閏列表
比例1：
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长度；30.000m,14.200m
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从雇的街道环境因素:
道路1.分隔岛1■道路2
选择的照度等级：
CE1（所有的光度墓求均已得到满足°）
平均慣厦阪］计算得岀前实际佰：
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五、LED路灯与传统路灯产品性能对比分析
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六、采用LED路灯的节能减排社会效益
在满足道路照明较高标准情况下
路灯节能减排对比表
传统路灯
LED路灯
1、单个光源理想光效
110lm/W
100lm/W
2、每瓦直接到达路面的光通量
40%直接到达路
面，441m
80%直接到达路面，
801m
3、经反射到达路面的光通量
60%经反射后再
到达路面，反射器
反射效率40%，
110X0.6X0.4:
26.4Lm
20%经反射后再到达
路面，反射器反射效率
40%，
100X0.2X0.48帥
4、实际到达路面的光通量
44+26.4=70.4Lm
80+8=88Lm
5、按中间视觉的效果，LED应乘2.5系数，折算有效视觉光通量
70.4Lm
88X2.5老20Lm
6、按产生5000Lm照明效果，所需消耗电功率
P=5000/70.4~7
1W
P=5000/220〜22.7W
7、节能效果，按百分比计算
0%
节能68%
8、次干道照明布置，常规路灯品种
标称250W，实际
消耗功率280W
标称120W，实际消耗
功率135W
9、每天点灯10小时，计算年用电量（KWh）
1022KWh
492.75KWh
10、每盏10年节电（KWh）/节费（元）
0
5292.5KWh/5292.5
元
11、每盏灯10年折合节煤/减排：
耗煤：
0.396Kg/KWh排放：
CO2
0.175Kg/KWh
0
节煤2095.83Kg
减排CO2926.2Kg
七、节能效益分析
（1）双向6车道照明推荐方案
双侧对称布灯，以17长道路，灯杆间距30米，灯杆高度12米，双向共布
198盏路灯，采用200WLED路灯（实际消耗功率227w）代替原有的400W高
压钠灯（实际消耗445w），每天按10小时点亮计算：
方案
项目
400w高压钠灯
200WLED路灯
备注
年用电量（万度）
180.3
91.8
年用电费用（万元）
72.12
36.72
LED路灯在使用阶段每一
年可以节省约35.5万元
年灯管维护费用（万
元）
11.1
0
年使用费用合计（万
元）
83.22
36.72
5年各种费用合计
（万元）
416.1
183.6
使用5年，总共可以节省
约177.5万元
由于在满足路灯地面照度的要求下，LED路灯比传统路灯节电60%以上，因此对路灯电缆以及路灯变压器的负荷要求也相应降低，如为新建道路，投资效
益比原有路灯改造会更为显著，主要体现在电缆费用及变压器投资费用可大大降低。
综合以上分析，我们可以得出如下结论：
按一个城市5万盏路灯计算，用LED路灯改造传统路灯，10年可节约3亿元电费，平均每年可节约3000万电费，如果在建设阶段采用LED路灯，节省投
资费用则更为可观
目前，照明耗电量约占整个社会用电量的20%。
如果用LED代替传统光源，可降低照明用电50%以上，在当今社会提倡的节能降耗4%的目标中发挥巨大的作用。
按照我国火力发电396克/KWh的标准煤耗计算，每盏LED路灯10年节电5694KWh，可节约电煤2254.8公斤。
按照我国火力发电每KWh排放175.4g二氧化碳和8g二氧化硫计算，每盏LED路灯10年可减少二氧化碳排放998.7公斤，减少二氧化硫排放45.6公斤。
因此，采用LED路灯替换传统路灯，不但有巨大的经济效益，同时还有巨大的社会效益和环保效益，功夫在当秋，利在万世！
八、LED路灯实景图
图二
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