主干道LED路灯改造可行性报告.docx
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主干道LED路灯改造可行性报告
主干道LED路灯改造工程
可行性研究报告
当前，我国经济快速增长，能源紧X的矛盾日益显现，国家将贯彻节能优先政策，并将“照明器具〞列入节能重点领域，在“十一五〞期间，大力推进绿色节能照明工程，LED路灯就是LED技术〔即半导体绿色照明技术〕的重要节能应用。
LED为固体发光,按固体发光物理学原理，LED的发光效率达90％以上，因此，LED被誉为21世纪新光源，即将成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。
近几年，随着LED的发光效率增长100倍，本钱下降10倍，其在照明领域的开展前景，吸引全球照明大厂家都先后参加LED光源及市场开发中。
极具开展与应用前景的是白光LED，用做固体照明器件的经济性显著，且有利环保〔无重金属污染、无气体污染、无热辐射污染〕，正逐步取代传统的白炽灯，白光LED世界年增长率在20％以上，美、日、欧及中国XX省均推出了半导体照明方案。
我国2001年863方案立项，2003年6月紧急启动了“国家半导体照明工程〞。
2、当前LED路灯光源与其他光源的技术性能比照：
描述
LED路灯
金卤灯路灯
钠灯路灯
供电
电网AC100～240V
电网AC220V
电网AC220V
发光源
LED灯〔半导体照明〕
型号：
ZKFY100W
金属卤素灯〔属节能灯〕
高压钠灯
功率
100W〔节能>80%〕
500W〔节能>30%〕
500W
发热
冷光源
中等
发热严重
光色〔色温〕
3000～10000
（太阳色至亮白光）
4000～8000
〔白色〕
2700～5000
〔黄色〕
光源照度衰减
小于10%
大于30%
大于40%
发光源寿命
40，000小时
〔10年〕
5，000小时
〔一年多〕
3，000小时
〔一年〕
无功损耗
极小
有
有
垂直地面路灯中心照度〔10米高度〕
22lux以上
22lux以上
22lux以上
照度均匀度
0.43，优
>0.35，良
>0.40，优
照射X围〔均匀度〕
半径12米以上
半径12米以上
半径12米以上
眩光限制
截光型，最大光强方向小于60°，极好
截光型，最大光强方向大于60°，不好
截光型，最大光强方向大于60°，不好
穿透性
穿雾性极,好
穿雾性,差
穿雾性,差
高压镇流器等配件
无，不怕破坏
有，灯杆底，怕破坏
有，灯杆底，怕破坏
环境保护
无闪烁、冷光源
发热，外壳容易发黄
发热，外壳容易发黄
防火等级
94V-0
94V-0
94V-0
灯壳反光罩
不需〔节约本钱〕
需
需
安装
方便
LED路灯推出与未来趋势分析
1、LED—新光源的革命
由于LED是一种寿命长、功耗低、无辐射的节能环保型光源，大多专家预测21世纪将是以固体发光材料为核心的，即以LED为代表的新型光源、绿色照明的世纪。
今后，随着发光二极管发光效率的提高，LED的发光强度会大幅度的提高，再结合相应控制技术的进步，相信在不久的将来，LED光源会逐步取代传统的照明光源，而掀起一次照明领域新的革命。
中国国家半导体照明产业工程日前正式启动。
2003年7月18日，科技部高新司司长李健在承受记者采访时称：
与人类生活、生产息息相关的照明领域，正在孕育着巨大变革。
随着第三代半导体材料氮化镓的突破和蓝、绿、白光发光二极管的问世，继半导体技术引发微电子革命之后，又在孕育一场新的产业革命——照明革命，其标志是半导体灯将逐步替代白炽灯和荧光灯。
半导体灯采用发光二极管（LED）作为新光源，同样亮度下，耗电仅为普通白炽灯的1／10，而寿命却可以延长10倍。
由于半导体照明（亦称固态照明）具有节能、长寿命、免维护、环保等优点，业内普遍认为，如同晶体管替代电子管一样，半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯，也是大势所趋。
一场抢占半导体照明新兴产业制高点的争夺战，已经在全球打响。
美国能源部预测，到2010年前后，美国将有55％的白炽灯和荧光灯被半导体LED灯替代，每年可节电350亿美元。
日本提出，2006年就要用半导体灯大规模替代传统白炽灯。
据测算，5年后仅在美国，半导体照明就可能形成一个500亿美元的大产业。
科技部有关领导提出：
我们要以2008年奥运会和2010年XX世博会为契机，推动半导体灯在城市景观照明的应用。
半导体照明包括普通照明和特种照明，考虑到性能价格比，宜先从特种照明做起。
“以节约为主〞的指导思想，联合科技部、国家发改委及信息产业部、交通部等产业部门，从国家层面制订国家半导体照明总体方案。
一个三峡电站照亮了半个中国，如果中国三分之一用上LED半导体照明，那么每年节省的电力就相当于一座三峡电站。
如果中国的路灯用上LED半导体照明，那么每年节省的电力也相当于半座三峡电站。
2、LED发光原理及特点：
LED〔Light Emitting Diode〕，又称发光二极管，它们利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。
当两端加上正向电压，直接发出红、黄、绿、青、橙、紫、白色的光。
发光二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。
其发光过程包括三局部：
正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。
微小的半导体晶片被封装在干净的环氧树脂物中，当电子经过该晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。
电子和空穴之间的能量〔带隙〕越大，产生的光子的能量就越高。
光子的能量反过来与光的颜色对应，可见光的频谱X围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。
由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。
LED发光效率高， 白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明／瓦，荧光灯50～70流明／瓦，钠灯90～140流明／瓦，大局部的耗电变成热量损耗。
LED光效经改进后将到达达50～200流明／瓦，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。
LED的能耗低，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，它的耗电量只有白炽灯的十分之一、荧光灯的三分之一，节能效果非常明显。
LED属于低压供电，绝缘要求不高，不需要变压器、镇流器、启动器等附件，明显节省投资。
LED构造简单，属于固体光源，不需要充气，不需要玻璃外壳，也不存在气体密封等问题，而且耐冲击，耐震动，不易破碎。
LED是冷光源，可控性好，响应时间快，可反复频繁亮灭，不会疲倦。
LED光源的色彩纯粹、丰富，胜过彩色金卤灯，还可演变任意色彩，其装饰性无与伦比。
LED光源轻质构造〔环氧树脂封装〕，体积小巧，能适应多种几何尺寸和不同的空间大小，对灯具强度和刚度的要求比其他电光源的要求低。
LED光源的使用寿命长，其寿命是白炽灯的100倍、荧光灯的20～30倍，免去了频繁维修之苦。
高节能：
直流驱动，超低功耗，电光功率达90％以上，同样照明效果比传统光源节能80％以上。
寿命长:
LED光源无灯丝、使用寿命可达4万到10万小时。
利环保：
生产中无有害元素和重金属、无辐射。
3、LED电网路灯灯泡的构造与特性：
〔1〕灯泡构造：
LED路灯灯泡系采用LED作为光源、传统电网作为能源的国家专利产品，其LED具有使用寿命长，雾穿透力强，节省85%以上电费，五到十年免维护费用。
在安装过程中，由于电耗低，所以降低变压器功率、减少配电柜和电缆等投资，环保、安装方便、在节约能源的城市，其高效节能的优点倍受青眯。
〔2〕根本配件：
2.1
型号
ZKFY100W
2.2
灯泡规格
ZKFY100WLED路灯灯泡一个，超高亮进口大功率LED组合
2.3
保修卡
一年包换，两年免费保修
2.4
合格证书
一份
2.5
说明书
路灯说明书一份
〔3〕LED路灯照度：
3.1
适应环境温度
-40℃至50℃
3.2
最正确环境温度
-5℃至20℃
3.3
LED灯泡耗电量
100W/盏
3.4
LED灯泡寿命
〔1〕额定环境温度下，每天工作低于12小时，寿命可达40，000小时以上。
3.5
LED路灯平均照度
22lux以上〔在10米高度〕
3.6
LED路灯照度均匀度
>0.35〔即中心区照射X围10米以上〕
3.7
眩光限制
截光型，最大光强方向0°～65°
3.8
诱导性
很好，可以给驾驶员提供有关道路前方走向、线型、坡度等视觉信息
3.9
LED照度衰减度
工作10000小时后衰减不超8%
3.10
防火等级
94V-0
4、LED路灯光源的未来开展趋势分析：
白炽灯的发光原理是电能将发光钨丝进展加热而发光的，经过相当长时间的加热，钨丝就会老化甚至烧断，至此，白炽灯泡的寿命也就此告终了。
各种节能灯和高压钠灯都是靠高压和气体而发光，由于本身材料和发热，再加电网电压的大波动，导致它们的寿命只有一年或一年多，而发光二极管的发光机理是由二极管特殊的组成构造决定的，二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成，当在电极上加上正向偏压之后，使电子和空穴分别注入P区和N区，当非平衡少数载流子和多数载流子复合时，就会以辐射光子的形式将多余的能量转化为光能。
其发光过程包括三个局部：
正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。
由此可见二极管主要是靠载流子的不断移动而发光的，不存在老化和烧断的现象，其特殊的发光原理决定了它的发光寿命长达5-10万个小时。
超高亮度单色光的LED已经在市场上取得了进展。
尽管它们与传统的灯泡相比更加昂贵，但是它们的优点完全可以抵消其较高的价格，据科学家们测定，LED通电发光时，有90%的电能可以转化成光能，而白炽灯泡的转化效率只有7-8%，由此可见，要到达同等的照明效果，LED灯比白炽灯节能是显而易见的了.
全球能源危机的时候，能源是一种珍贵的资源，所以节约能源是我们未来的面临的问题。
LED做为一种新型的节能、环保的绿色光源产品，将它应用到路灯上也是未来开展的一种趋势,已被列入2003年十大前沿技术之一,2004年我公司正式开发出第一代LED路灯。
LED光源这种新型照明光源必将会取代传统照明光源，LED作为照明光源，就像晶体管取代电子管一样，大势所趋，不可阻挡。
环境保护
1、环境保护的原那么：
按照国际GDP和国际FDA认证标准进展环境保护设计。
2、环保概念：
LED科技为最新高科技的节能环保材料，如可以全部照明采用LED光源，照明用电将节约80%以上，用电量少了，就可以少建电厂，减少二氧化碳、氮氧化物排放量和二氧化碳温室效应，提高我市空气质量，同时LED本身不含铅、汞，无污染、无闪烁，平安、绿色环保，可以解决传统照明汞污染等问题。
工程的经济效益评价
1、经济效益评价：
通过本文的LED技术分析，我们都会深感LED的优势，下面我们分析LED干道路灯灯泡〔100W〕的经济性能指标：
〔1〕、100WLED路灯的经济性能指标：
100WLED路灯与传统路灯节能对照表
工程 \ 品名、光源
备注
LED路灯
纳灯
LED灯
灯具功率〔W〕
250W
100W
耗电量
配电器〔W〕
变压器
驱动电源
12.5
3
综合线损〔5%\W〕
12.5.00
5.00
国际标准:
5%
镇流器\驱动电源损耗〔3%\W〕
0.40
0.09
100KVA变压器3%
功率因数
0.70
0.95
灯具总功耗〔W〕
325
108.09
每日使用时间〔h）
12
12
12H/天
每日功耗〔W）
3900〔不恒定〕
1306.8〔恒定〕
每日耗电量（度）
3.9
1.3
一度等于1千瓦时
1年耗电量（度）
1423.5
474.5
一年按365日计
效率电省DEL
75%
电费
1年电费支出
1466.21
488.735
1.03元\Kwh
灯具损坏与维护费用
灯具
整灯寿命
＜10年
＞10年
LED灯寿命＞50000小时
单价
400.00
2800.00
配件
寿命〔发光体〕
＜0.5年
1年更换次数
2
单价
100.00
小计
200.00
人工费
工价
20.00
1年更换次数
2
小计
40.00
平均1年维护支出
240.00
综合效益评估
1年电费与损坏维护总支出
1706.21
488.735
单支计算
1年电费与报废维护总节约
1217.48
单支计算
LED灯用量〔pcs〕
1
LED灯投资额
2800.00
LED灯投资1年收益
1217.48
LED灯投资回收期〔月〕
22
10年净收益〔已减去LED灯投资额〕
9374.8
（2）、60WLED路灯的经济性能指标：
60WLED路灯与传统路灯节能对照表
工程 \ 品名、光源
备注
LED路灯
纳灯
LED灯
灯具功率〔W〕
150W
60W
耗电量
配电器〔W〕
变压器
驱动电源
12.5
3
综合线损〔5%\W〕
12.5.00
5.00
国际标准:
5%
镇流器\驱动电源损耗〔3%\W〕
0.40
0.09
100KVA变压器3%
功率因数
0.70
0.95
灯具总功耗〔W〕
195
63
每日使用时间〔h）
12
12
12H/天
每日功耗〔W）
2340〔不恒定〕
765〔恒定〕
每日耗电量（度）
2.34
0.765
一度等于1千瓦时
1年耗电量（度）
854.1
279.23
一年按365日计
效率电省DEL
75%
电费
1年电费支出
879.72
287.61
1.03元\Kwh
灯具损坏与维护费用
灯具
整灯寿命
＜10年
＞10年
LED灯寿命＞50000小时
单价
300.00
2000.00
配件
寿命〔发光体〕
＜0.5年
1年更换次数
2
单价
100.00
小计
200.00
人工费
工价
20.00
1年更换次数
2
小计
40.00
平均1年维护支出
240.00
综合效益评估
1年电费与损坏维护总支出
1119.72
287.61
单支计算
1年电费与报废维护总节约
832.11
单支计算
LED灯用量〔pcs〕
1
LED灯投资额
2000.00
LED灯投资1年收益
832.11
LED灯投资回收期〔月〕
26
10年净收益〔已减去LED灯投资额〕
6321.1
2、投入本钱与回报：
从上表可容易看出，LED路灯在长期的投资中可获得良好的经济和节能效益，虽然前期投资较大，但在电费和维护费用方面，可大大减少，下面我们分别以1255盏主干道路灯和767盏次干道为例测算一次性投资与回报：
〔1〕1255盏主干道路灯
描述
LED路灯
高压钠灯路灯
1255盏路灯投资费用
351.4万元
50.2万元
1255盏路灯第一年电费〔按1.03元计〕
61.3万元
184万元
1255盏路灯第一年更换维护费
0元
60万元
1255盏路灯一年后总费用
412.7万元
244万元
1255盏路灯第二年电费
61.3万元
184万元
1255盏路灯第二年维护费
0万元
60万元
1255盏路灯两年后总费用
474万元
488万元
从上表格可容易看出，1255盏路灯的投资回收期为二年左右。
〔2〕767盏次干道路灯
描述
LED路灯
高压钠灯路灯
767盏路灯投资费用
153.4万元
23万元
767盏路灯第一年电费〔按1.03元计〕
22万元
67.47万元
767盏路灯第一年更换维护费
0元
30万元
767盏路灯一年后总费用
175.4万元
120.47万元
767盏路灯第二年电费
22万元
67.47万元
767盏路灯第二年维护费
0万元
30万元
767盏路灯两年后总费用
197.4万元
217.94万元
从上表格可容易看出，767盏路灯的投资回收期为二年左右。
此外，我们还没计算更换下来的灯罩以及镇流器等配件可以折成的费用，因此实际的投资回收期可以缩短到两年半左右的时间。
社会效益评价
1、环保节能意义远大。
节能工作是一项跨行业、综合性工作，因此，在工程立项时，要注重节能。
假设用LED光源替代白炽灯那么可节电80%以上，路灯假设用超高亮度发光二极管〔LED〕替代白炽灯不仅可节电80%以上，不需高压镇流器等任何配件，免除小偷灯不法分子的破坏，而且LED光线的角度性控制，不会对司机产生刺眼，具有较好的路面诱导性。
推广使用LED光源节能优势明显，具有划时代的社会效益和意义。
LED光源是一种绿色光源，它没有频闪，无红外和紫外辐射，并且发出的光色度纯，这些都是白炽灯和日光灯永远也达不到的。
按照科学开展观，大力推行绿色照明，不单是解决电力紧缺矛盾的重要途径，更重要的是节约能源、保护环境、促进安康、可持续开展的必然需要。
从这一意义出发，我们应加速推进绿色照明的进程，为广阔人民创造一个平安、安康、舒适、高品位的现代文明的城市照明环境。
LED电网路灯，节能80%以上，可将节省的电能用于支持企业生产建立，具有特别重要的意义和社会效益。
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