LED与高压钠灯经济效益分析.doc

高压钠灯与LED路灯比较与分析

LED是最新一代照明光源，由于它采用半导体发光原理，具有光效高、光色好、耐振动寿命长等优点，目前代表了道路照明的最先进技术。
一、LED路灯与传统高压钠灯的比较
1、光效
经过最近10年的发展，照明用LED优质供应商的光效已经发展到现在的110lm/w以上。
以光源功率160w的LED路灯为例，（现采用CREE-X2E系列，光效为114lm/w）初始光通量18240lm。因为LED是单向性发光，灯具效率较高，采用工大海宇独有的平面配光专利技术和电源技术，灯具出光率为95%，电源效率为91%以上，则灯具光通量为15768lm,灯具总功率174w,所以LED灯的灯具光效为：90.6lm/w
以400w高压钠灯为例：初始光通量48000lm,但因为高压钠灯是360度发光，应用到照射方向的光很少，因此，高压钠灯的整灯效率一般为45%。因此，灯具光通量21600lm。400w钠灯实际功率480w，所以400w高压钠灯的光效是45lm/w。即LED灯具的能耗不到高压钠灯的50%。
2、灯具功率
LED功率组成。光源功率+电源损耗=整灯功率，现在工大海宇自行开发的电源，电源效率整体都超过90%，160W LED灯具的功率174w。
高压钠灯400w高压钠灯的灯具功率 480w。同时，在整个灯的线路上还要有无功损耗，线损，变压器损耗等等，功率还会更高。
3、灯具寿命
灯具寿命是指这个灯具从开始使用到达到死亡的时间；灯具平均寿命是指一批灯具开始使用到其中一半数量失效的时间；灯具的整体寿命不单是光源寿命，灯具还包括驱动，透镜部分的影响。所以最终灯具的寿命应该以所有灯具部件中寿命部件最短为限。
经科学的热设计，且质量得到保证的LED灯具，在规定结温范围内的散热设计，光源70%光衰标准下，驱动电源和反射器在满足灯具的均能达到50000小时。
而根据2008年电力出版社出版的《路灯》一书，全国600多城市，在用高压钠灯约为413万盏，截至07年底高压钠灯全国平均寿命为4000小时。
4、环境污染
在环保方面，高压钠灯光源中含金属汞、金属钠，后续废品处理对环境污染大。
而LED不含上述以及欧盟ROHS环保指令禁止的有害物质。
5、照度均匀度
照度均匀度是道路照明另一个非常重要的标准。现在国家道路照明表准中支路0.3,次道0.35,主干道0.4。
LED光源经过配光后光型是矩形光斑，非常适合道路照明应用，在满足照度要求的情况下，照度均匀度都能达到0.4以上,超过国家标准。
钠灯的配光是通过反射形成，一方面损失大部分光线，另一部分很难做到非常好的均匀度，也就是能满足道路照明标准。
6、散热
高压钠灯由于温度越高会越亮，而LED灯具的光源对于温度的要求较高，LED的散热决定着灯具的寿命和光衰。一般LED灯具厂家由于技术所限，出现很多LED灯具坏掉，光衰严重的负面案例。
而经过工大海宇的系统化散热设计，在35度环境温度下，节点温度能控制到65度以下，从而保证了LED光源的寿命达到50000小时以上（按每天工作10小时，长达十几年）。 
7、调光
LED路灯可以实现自动调光，能实现在满足不同时段照明要求，最大可能的降低功率，实现二次节能。
8、启动快、可频繁开关
LED光源在启动发光过程中只是电子跃迁引起的电致发光，没有材料物理状态的变化，所以从通电到发光的时间可以做到纳秒级（10－6秒），并且可以随意频繁开关，开关次数不会影响光源的使用寿命。而高压钠灯通常都需有较长的启动时间，而且发光过程中伴随着光源中材料的物理变化，频繁开关会对光源的寿命产生明显的影响。
9、无低温启动困难问题
高压钠灯以及其他气体放电灯，由于低温下气体不易电离，都存在低温启动困难的问题，或者启动时会有比较长的预热阶段。
LED是电致发光器件，完全不存在这样的问题，在低温下LED的启动时间与正常温度下没有任何不同。而且低温会使LED的结温下降，亮度还会有所增加，低温下亮度会增加约10％。
二、高压钠灯与LED路灯的经济效益分析
在保证主干道平均照度维持值30lx,均匀度大于等于0.4，以及功率密度值小于等于1.25W/平米的情况下，160W、120W、80W的LED路灯可分别替代400W、250W、150W高压钠灯的使用。
某项目要求参照室外主干道路照明照度标准设计，平均照度20 LX以上，均匀度≥0.4，适应道路情况要求，需采用12米高的灯杆，间距30米。采用125W LED节能路灯即可替代传统250W 高压钠灯，可以同样达到国家主干道路照明标准的要求。
下面按照1公里LED路灯和高压钠灯的节能和费用进行对比。
1、 电缆造价对比
其他因素相同，当采用LED节能路灯时，影响工程造价的主要因素是灯杆内电缆及灯具。根据通用供电回路设计方法做电缆造价分析，导线长度为970米（5%预算余量33个灯杆电缆）

电缆规格
单价(元/米)
数量（米）
总价（元）
ＬＥＤ照明系统
YJV22-5*10 mm2
29
970
28130
高压钠灯照明系统
YJV22-4*35+1*10mm2
90
970
87300
ＬＥＤ照明系统比高压钠灯照明系统电缆节省费用59170（ 相当于节省费用1793元/盏）

2、 灯具造价分析
ＬＥＤ灯具（125W）
7000元/盏
高压钠灯灯具（250W）
3000元/盏
每盏增加投入
4000元
3、 耗电分析
按每日工作10小时，年365天, 每度电的市场价格为0.8元/度计算。

年耗电量（度）/盏
年电费（元）/盏
ＬＥＤ照明系统
524
419
高压钠灯照明系统
1314
1051
ＬＥＤ照明系统比高压钠灯照明系统节省632元/盏
4、 维护费用分析

年维护费（元）/盏
ＬＥＤ照明系统
10
高压钠灯照明系统
180
ＬＥＤ照明系统比高压钠灯照明系统节省170元/盏
5、 总结
ＬＥＤ路灯对比传统路灯
电缆投入节省
1793元/盏
灯具投入增加
4000元/盏
初期投入增加
4000-1793=2207元/盏
年节电费用
632元/盏
年维护费用节省
170元/盏
年总运行费用节省
802元/盏
LED照明工程投资回收期：2207/802=2.7年
每公里年运行费用节省：2.65万元
10年每公里运行费用共节省：2.65万元*7.3年≈20万元
考虑到未来电费及人工费上涨的因素，经济效益将更加显著。

4