LED路灯改造方案.docx
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LED路灯改造方案
LED
厶匕
能
二O一二年五月
背景
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。
sUzQAAgy88K4T6h3I7Hb2。
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乍为新兴的一种光源，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。
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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。
LEDE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%勺白炽灯、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%勺白炽灯换成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%勺白炽灯及100%3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
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
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。
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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。
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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
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
10-15
双向4车道
8
20-25
10/15
>0.4
双侧父错布置
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）
囹512舜规祁明灯風布a的五科基木方式
（了年训布H-fb）交稍布童k）寒冋衬秫布s；g）中心討称:
布賀传!
權向谯ft冇S
（e）
1,灯《的《挑tya不S逛过*搭高廈的"4,灯貝的切角不宜超过1實?
、tre的布■方或.$^«底和岡瞑可按表5.1.7<51：
讦后駆灾.
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）。
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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.
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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。
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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
时
源
光源。
也不会
「的，而反射器疋
收部分光线
的
是固态
7JqSlou。
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向发光，有
oflAfJh。
此光线损失比较大、
蝕光，光线的利用率比传
■h..7
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。
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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60WVedeNFB8hF8br2。
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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
路宽，根据几何三角关系可以计算出照明灯具的配光角度应当为
C0/180方向约
140度，C90/270方向约80度。
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示意图
规光源的配光曲线的
依照现在的
浪费，也给夜间行驶带来很大的不便
强生心安全
常规路灯容易形成部分黑暗地带、形设计的LED应用在路灯灯具上,
F灯高，由于常
仅造成能源的
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使灯具的发光
匕为2:
1的光斑,X的照度均匀的
通过特殊光
移,提升了路边的照明利用率；根据矩形的长宽比可以产生这样相邻的光斑_以在路面上形成一条明
光带，因而更符合现在的交通道路的照明设计，不需要提高灯杆高度即可满足足够宽的照射范围，而且还提高了灯具的照明效率，降低了道路的照明功率密度
角度发生偏
从而真正达到节能及绿色环保。
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四、
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
4GVsHhO
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。
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2、采用200WLED路灯的模拟
1.单向2车道单侧布置带人行道:
IX
2齡吉区或比佇适I
■t^JS:
2B.0DCm直虑:
2000m阿&:
门尺？
点
■O囱41道耶填因素.人fmI.迭禪的枫更笄址CE5
車位為Lux,比洌1:
244
阿搐：
10x5*
平均耶度
最小照虞
最丈頤度
最小照度/丰均照
最小照度/最大照
[1x1
[1x1
[1x1
度
度
25
17
40
0681
0.426
2.标准双向4车道双侧对称布置：
渲染效果图
评怙区域道路代道路2
长度：
30.000m,宽14.OTm
网格：
10x10^
从厲的街道环境因素:
道路h廿隔岛1■道路2
选捋的照度等级：
CE1（所有的光度真求均已得到满足。
）
平均鬧度［I对
33歩30
4
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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咕接到达路
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=
20%经反射后再到达路面，反射器反射效率
40%
100X0.2X0.4=8Lm
26.4Lm
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=220Lm
6、按产生5000Lm照明效果，所需消耗电功率
P=5000/70.4〜71
W
P=5000/220^22.7W
7、节能效果，按百分比计算
0%
节能68%
&次干道照明布置，常规路灯品种
标称250Vy实际消耗功率280W
标称120vy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：
CO
0.175Kg/KWh
0
节煤2095.83Kg减排CO926.2Kg
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200WLE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：
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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同时还有巨大
因此，采用LED路灯替换传统路灯，不但有巨大的经济效益，
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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
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