1、大功率 LED 路灯可行性报告一、 前言路灯是城市照明的重要组成部分,传统的路灯常采用高压钠灯,高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费,因此,开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。美国加州大学著名科学家登巴斯表示,如果美国四分之一的灯泡换成“每瓦 150 流明“的发光二极管,则美国到 2025 年前将可以节省约合 1150 亿美元的电耗。这相当于新建 133 个热电厂,与此同时,向大气排放的二氧化碳数量将减少 258 吨。韩国目前转正计划,利用 5 年时间将国内 10%的路灯换成 LED 路灯。我国科技部 “ 十城万盏 ” 计划: 通过以
2、LED 在市政照明的应用示范工程为载体,选择 10 个城市,每个城市推广应用 LED 功能照明 ( 路灯、隧道灯、地铁 ( 轻轨 ) 、加油站、地下停车场等功能照明灯 )大功率 LED 路灯与常规高压钠灯路灯不同的是,大功率 LED 路灯的光源采用低压直流供电、由 GaN 基功率型蓝光 LED 与黄色荧光粉合成的高效白光二极管,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,可广泛应用于城市道路照明。所以 LED 照明的发展趋势还是很好的!二、 实效对比:我公司制造的 LED 路灯功率为 20W180W。80WLED 路灯实际光利用率可达高压钠灯的 250W。三、 情况分
3、析众所周知,金卤灯和钠灯发光时表面温度 150以上,内芯温度超过 200,其所耗电能 70%左右均转化为热能。而且灯泡发光时,光线四散,光实际利用率低,金卤灯和钠灯实际光利用只占电耗的 20%左右。LED 芯片为半导体材料数字解码供电,能将电能有效转化为光能,发光时表面温度不到 40,加置我公司的双重聚光专利技术,使得 LED 路灯光实际利用率达 70%。四、LED 路灯的优势1、 电费对比:使用 80W LED 路灯一年产生的电费,仅为使用 250W 普通白炽路灯一年产生的电费的 20,大大节省了用电开支,是理想的节能降耗产品,也顺应了构建节约型社会的趋势。2、 铺设费用对比我公司 LED
4、路灯功率是普通路灯的 1/4,铺设铜电缆所需截面积只要求普通路灯的 1/3,节省了大量铺设费用。综合以上两项节省的费用,使用 LED 路灯较之使用普通白炽路灯,前者可使业主在一年内收回初期增加投入的成本。3、 照度对比:使用 LED 60W 路灯可达到 300W 白炽灯的照度,大大降低了使用功率;而使用高压钠灯或者汞灯,功率不能低于 250W。LED 路灯因其使用功率低,可与风能、太阳能结合,使用在城市次干道上,高压钠灯及汞灯则不具此功能。4、 使用温度对比比之普通路灯,LED 路灯在使用过程中产生的温度低,连续使用不会产生高温,不发黑不烧黑灯罩。5、 安全性能对比目前市场上的冷阴灯、无极灯,
5、都是通过高压点极激发 X 光照明,含有害金属如汞等,及有害射线;与之相比,LED 路灯属于安全低压产品,在安装和使用的过程中大大降低了安全隐患。6、 环保性能对比普通路灯含有害金属,光谱中含有有害射线。与之相比,LED 路灯光谱纯净,不含红外线和紫外线,没有辐射,不会产生光污染,且不含有害金属,废弃物可回收利用,属于典型的绿色环保照明产品。7、 使用寿命与质量对比普通路灯的平均使用寿命是 12000 小时,更换路灯不仅成本高,而且影响交通,在隧道等地施工尤其不便;LED 路灯的平均寿命为 50000 小时,按每天使用 10 小时计,使用寿命长达十年以上,一劳永逸。除此之外,LED 路灯防水性、
6、抗冲击性、防震性都很好,质量稳定,在保质期内属免维护产品。LED 路灯的光衰小,一年的光衰不到 3%,使用 10 年仍达到道路使用照度要求,而高压钠灯光衰大,一年左右已经下降 30%以上,因此,LED 路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低;8、 美观、视觉对比钠灯四面发光既耗电又刺眼,尤其在小区、广场、等人聚集处,会照成明显的光污染。LED 灯光线析数朝下,灯面与地面间无明显光影,不刺眼又视觉宽阔、清爽。灯面如颗颗亮丽的宝石,极具高档视觉感。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,L
7、ED 路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低 20%以上,(参照英国道理照明标准);五、案例解析:假设某城市有段道路长度为 3 公里,铺设路灯以每隔 30 米一盏,每边一盏计算,这三段路所需的路灯总数为 202 盏传统路灯以功率为 250W 的高压钠灯为准,LED 路灯以功率为 80W 为准进行对比!1、光源成本传统路灯单价:800 元/盏,那铺设传统路灯所需光源成本为: 202*800=161600 元(不含灯杆),LED 路灯单价: 2500/盏, 铺设 LED 路灯所需的光源成本分别为:202*2500=505000(不含灯杆),(如表 1)路长 传统路灯 LED 路灯3 公里 161600
8、 5050002、铺设电缆的成本传统路灯主干线电缆负载流量 I=P/U=202*250/220=230A,它需横截面积为 60mm2 *3 倍=180 mm2 铜芯电缆(高压钠灯瞬间启动电流是正常照明的 3 倍)其单价为 120 元/米,则其电缆成本为120*3000m=36 万元。LED 路灯干线电缆负载流量 1=P/U=202*80/220=73A,它需横截面积为 19mm2 的铜芯电缆,它需横截面为 12mm2 的铜芯电缆,单价为 13 元/米,电缆成本为 13*3000=3.9 万元,对比情况(如表 2)传统路灯 LED 路灯3 公里 360000 390003、一年的耗电成本计算方法
9、以每天亮灯 10 小时,每度电以 1 元人民币计算。3 公里道路传统路灯一年耗电量为 202(盏)*10(小时)*365(天) *250W=184325000w,即184325 度电,合人民币 184325 元,LED 路灯一年总耗电量为 202*80*10*365=58984000W,即 58984 度电,人民币 58984 元,对比情况(如表 3):传统路灯 LED 路灯3 公里 184325 元 58984 元4、光源寿命对比现今市场流通的路灯光源:高压钠灯,国产的因质量和技术问题寿命较短,一般都小于 3000 小时,进口的以菲利普最好,达到 3000-4000 小时,单体 LED 的寿
10、命在 5 万小时以上,集群变成一个特大功率的 LED 后,它的寿命在 3 万小时以上,等于是现今流通最好的高压钠灯 5 倍以上的寿命,即高压钠灯更换 5 次以上, LED 路灯才更换一次,维护费用与及因此而造成的诸多不便已是最明显的对比,(因路灯用途特殊,更换困难,要花费一定的人力.机器资源才能完成操作)以上三个图表对比与及寿命对比中可以看出,LED 路灯替代传统路灯在光源成本不占优势,但在铺设费用中,LED 路灯已可以将光源成本节省,使用后节省的电费就是收益,还有各自的寿命带来的好处与及坏处,安装的道路越长节省的费用越大,(以上不包含电杆、安装、维护等费用,实际上安装 LED 路灯所需的费用
11、也远低于安装传统路灯的费用)(表 4)以下是道路光源.电费.电缆总成本对比3 公里道路 传统路灯 LED 路灯 备注光源费用 161600 505000电缆费用 360000 元 39000 元一年的电费 184325 58984总计 705925 6029843 公里道路 202 盏路灯费用比较,单位为人民币元以上是 LED 路灯 80W 与高压钠灯 250W 对比,随着 LED 路灯技术日渐完善, LED 路灯的优势就更明显,当年就可以收回成本!-。二、技术部分(B)1 、产品介绍(说明书等内容);LED 路灯原理介绍:LED 路灯是由 LED 发光芯片(光学配光透镜)、铝极线路板、恒流驱
12、动电源、LED 专业灯壳(散热系统、)组成大功率 LED 路灯与常规高压钠灯路灯不同的是,大功率 LED 路灯的光源采用低压直流供电、由GaN 基功率型蓝光 LED 与黄色荧光粉合成的高效白光二极管,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,可广泛应用于城市道路照明。发光二极管(LightEmittingDiode,简写为 LED)是基于半导体 PN 结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源,在一定的正向偏置电压和注入电流下,注入 P 区的空穴和注入 N 区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子,将电能直接转化为光能。与传统路灯照明相比,LED 路灯具有以下优
13、点:1 、 LED 路灯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 的光源效率目前已达 100lm/W,而且还有很大的发展空间,理论值达 250lm/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;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,(参照英
14、国道理照明标准); 5、LED 路灯的光衰小,一年的光衰不到 3%,使用 10 年仍达到道路使用照度要求,而高压钠灯光衰大,一年左右已经下降 30%以上,因此,LED 路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低;6 、 LED 路灯有自动控制节能装置,能实现在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;7、LED 是低压器件,驱动单颗 LED 的电压为安全电压,系列产品单颗 LED 功率都为 1 瓦,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所(例如:路灯照明、厂矿照明、汽车照明、民用照明等);8 、每个单元 LED 小片只有很小体积,所以可以制备成各种形状的器件,并且适
15、合于易变的环境。9 、寿命长:能使用 5 万小时以上,提供三年的质量保证。10、光效高:采用100LM 以上的芯片,相对于传统高压钠灯能节能 75%以上。11、安装简便:无需加埋电缆无需整流器等,直接将路灯灯头安装于灯杆接上或者将光源嵌套原有灯壳。12、散热控制出色:夏天温度控制在 45 度左右,并采用被动散热方式。13、质量可靠:电路电源全部采用高质量元器件,每颗 LED 都有单独过流保护,无需担心损坏。14、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。综合上述原理,大功率 LED 路灯的节能效果显著,代替高压钠灯可节电 60%以上。2、LED 路灯技术指标 (1
16、 )、产品参数 : 规格尺寸: 660*266*70() 含本体/面板/钢化玻璃/硅胶圈/重 9.5 千克光源功率:80W 色 温: 6500K500K光 通 量:7200lm 平均照度: 8 米 25Lux输入电压: AC 110V-260V特 点: 1、 LED 灯珠采用美国旭明芯片。2、 采用公司自主研发多路恒流驱动, 320MA/路。外形美观,内设有散热系统充分解决了大功率 LED 散热问题。本身是由铝合金一体压铸而成,灯体采用高质量钢化玻璃,具有良好的透光性,灯头表面采用环保氟碳静电喷涂,安全可靠,使用寿命长等特点。3、LED 驱动电源技术参数 HV9910B 宽电压开关式 LED 驱动?宽输入电压 8450V?高效率,达 90%以上?恒定电流输出,mA 1.5A?CS 脚 250mV 检测电压脚Supertex Confidential?具有线性与 PWM 两种调光功能,低频调光?外置开关管。可拓展输出电流?可设计成降压,升压,升降压恒流输出?有定频与定关断时间两种开关模式?LD 脚电压与 脚电压比较进行调光脚电压与 CS 脚电压比较进行调光脚电压与