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道路路灯节能技改的光源选择
我国城乡道路路灯节能技改的光源选择:
高效高压钠灯陶瓷金卤灯、氙气灯还是LED
                               龚英辅
  1、LED光源:

  LED发光二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。LED灯发光是点光源(其它光源为面光源),其发光效率较高,色温也高,目前用于室内5米以下空间照明已经较为普及。但由于LED芯片物理特性导致其对温度敏感,随着温升而光效下降,容易光衰;且其照度不均匀,色温高而光穿透效果差,并产生较严重眩光(光污染),因此不适合多雨多雾多霾地域的道路照明,也不利于夜间交通安全;LED路灯比较现有的高压钠灯+电感镇流器组合,节电率在45%~65%之间;LED路灯价格较昂贵,每盏灯价位在3200元~7500元之间;大部分LED灯为整体模块封装,维修与更换不便;迄今LED路灯还没有超过四年的稳定运行记录。上述问题致使各地路灯管理部门对使用LED光源路灯并不积极。
  2014年4月15日,在江苏扬州的高邮市举行国家级2014(第十届)中国道路照明论坛上,中国建筑科学研究院光环境与照明研究中心王书晓高工在大会主题报告中指出,他受权领导的团队对全国10条采用LED光源照明的城市主干道和19条采用LED光源照明的次干道进行了长达18个月的持续跟踪监测。监测结论是:主干道采用LED光源的合格率只有10%,次干道合格率只有5%
    报告中列举了一系列有关LED路灯照明质量的重要监测数据,如平均照度E:79.3%(比国家专业标准少20%);道路亮度纵向均匀度:75.9%(如果夜间道路亮度均匀度不够,容易导致驾驶员的视觉疲劳和驾驶疲劳而引发交通事故。较差。);眩光阈值增量:96.6%(即光污染增量,属于重度光污染,夜间驾驶风险高)等。
  报告还指出,通过一年半的持续跟踪检测,这些LED灯具在一年半后的光衰率平均为15%,最差的为30%以上,个别LED光源使用一个季度就光衰30%!LED光源产品的光通量维持率均低于实验室预测值,LED光源(包括多个名牌产品)的质量不稳定,存在巨大差异。王书晓高工的大会报告在业界引起极大反响和议论。
  2015年4月2日在广东中山市小揽举行2015(第十一届)全国路灯论坛上,上海时代之光照明电器检测有限公司质检中心关于LED路灯的报告再次证明:LED路灯在光通量,均匀度,光穿透率,眩光度等指标上,50W以下稍好,90W以上均难达标。
  2、氙气灯、陶瓷金卤灯、高效高压钠灯光源和电子镇流器。
  高压钠灯已经使用于城乡道路照明30年以上,氙气灯和陶瓷金卤灯也广泛使用十多年,其知识产权和主要产能均在中国大陆。高压钠灯、氙气灯和陶瓷金卤灯均为绿色光源,它们具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点。目前全球各国的城市道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业及植物栽培均是绝大部分均采用高压钠灯、氙气灯或陶瓷金卤灯。但多年来其配套的传统电感镇流器耗电大,输出不稳定,影响了其照明效果和光源寿命。
     近年推出与高压钠灯、氙气灯和陶瓷金卤灯配套的电子镇流器,其知识产权、产能和关键技术均在中国大陆,例如位于长沙高新区的湖南星联顶晟电子科技有限公司 (www.ee1168.com) 研发生产的XLDS系列电子镇流器,自有国家发明专利,技术世界领先,是实施大功率照明节电的关键产品之一,它具有功耗低、效率高、自动稳压、功率因数高、节电效果显著、可以通过内联网络远距离测控,也可自动调光等优点。
  同时,中国几家主要光源厂家自主研发的新一代高效高压钠灯、大功率氙气灯和陶瓷金卤灯已经供应市场。
  新一代高效高压钠灯光效高,可达80~150lm/W,比现有高压钠灯提高光效15%;启动快,只需约45秒,比普通高压钠灯启动快80%,且工作寿命可达25000小时。稀土陶瓷瓷金卤灯,其高光效高(85~140lm/w),寿命长(25000h),显色性优秀(Ra85~95),结构紧凑、性能稳定等特点。氙气灯,光效(85~110lm/W),寿命10000小时以上,显色性优秀。因此氙气灯和陶瓷金卤灯发展快,用途越来越广。
  在多个具体项目案例中,新一代高效压钠灯、氙气灯或陶瓷金卤灯 + XLDS电子镇流器的组合,不须更换灯具,其有功节电率比高压钠灯+电感镇流器高55%以上,综合节电率可达65%(高于LED光源的实际节电率),无功损耗减少90%,每盏灯的改造成本不到LED灯的35%,且各项关键照明质量均优于LED光源,还可以实现路灯网路的远距离测控或自适应调控,成为智慧城市建设的基础硬件之一。可以说新一代高效高压钠灯、氙气灯或稀土陶瓷金卤灯 + XLDS电子镇流器的组合,是现在用于路灯节能技改的照明质量最好,节能效果最优,成本最低,性价比最高的更新换代产品。
  3、四种光源的使用效果分析、比较
  (1)、高效高压钠灯的色温(Tcp)为2100K左右,为黄白暖色,是雨雾穿透率最高的色温,所以全世界各国的道路照明几乎全都是采用高压钠灯。但钠灯显色指数(Ra)只有23~25,显色性偏低;
(2)、氙气灯的色温(Tcp)为4000K~5000K,为暖白色,显色指数Ra达85~95 ,显色性非常优秀。
(3)、陶瓷金卤灯的色温(Tcp)为3000K~4000K,为暖白色,显色指数Ra达75~85 ,显色性优秀。
(4)、LED路灯色温(Tck)一般为5000K以上,属冷白色,其显色指数Ra达70~80,显色性较好。
  在机动车行驶的快速道、主干道,偏黄色光的高压钠灯,对看清前方90~160米左右距离路面状况,效果优于白色光;特别是在多雨雾、多尘霾空气条件下,钠灯优势更明显。而在人行道、商业步行街、居住小区内小道,陶瓷金卤灯和LED灯的显色性优于钠灯,分辨人的状况更清晰,较有优势。
  4、发光效率比较
  LED光源的发光效率,目前美国、日本的产品约75Lm/w左右,国内生产的LED光源约65Lm/w左右,市场上主流白光LED,是由蓝光芯片激发黄色荧光粉制作而成,这种方法制作相对简单成本低而得到普遍运用。多年实践经验表明在相同显色指数、相同芯片的情况下正白光色温段5000K~6000K的光通量为最高,高色温至低色温的光通量其光效则依次下降。为了达到符合国家相关标准要求的照度,市面上的LED产品不可避免的出现色温都高的现象,这导致其穿透性差,光污染严重。高效高压钠灯,氙气灯和陶瓷金卤灯光源的发光效率为100Lm/w左右,每瓦发出的光通量比LED高25~35Lm。
  5、光源透雾性比较
  我国江南地区雨雾天多,北方地区则雾霾天气多,对光源的透雾性要求较高。在光源的光谱中,黄色光的透雾性最好。
    综上所述,可以看出,LED光源的特性比较适合于5米以下室内空间和小街小巷照明,不适合户外和5米以上室内或户外空间照明。5米以上室内或户外空间照明,仍应采用HID光源(高效高压钠灯、氙气灯、陶瓷金卤灯)。

  

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