道路LED与钠灯对比.doc

实际案例对比分析LED路灯同高压钠灯
来源：电子工程世界　 作者：　 浏览：476人次　 发布：2011-08-17
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　　2007年led的光源光效最好的只能达到80lm/w,国内的就更差。再经过灯具之后实际应 用光效就更低。在那个阶段led光源绝大部分都被用来作为指示照明和景观照明使用,并没有在像路灯照明这样的应用环境下推广。但一些无良厂家和少数部门为 了利益就硬上,导致实际应用失败。到现在这样的厂家还依然存在。但这并不代表led的应用就一直是这个标准。当年电脑还386呢,现在呢?看事物不能停留 在以前的阶段,要多看看现在和未来。现在欧司朗正常出货的kz系列光源就是112-130lm/w。
　　1、关于led和纳灯的光效
　　2007年led的光源光效最好的只能达到80lm/w,国内的就更差。再经过灯具之后实际应用光效就更低。在那个阶段led光源绝大部分都被 用来作为指示照明和景观照明使用,并没有在像路灯照明这样的应用环境下推广。但一些无良厂家和少数部门为了利益就硬上,导致实际应用失败。到现在这样的厂 家还依然存在。但这并不代表led的应用就一直是这个标准。当年电脑还386呢,现在呢?看事物不能停留在以前的阶段,要多看看现在和未来。现在欧司朗正 常出货的kz系列光源就是112-130lm/w。
　　以光源功率100w的led路灯为例：初始光通量11200lm,因为led是单向性发光,灯具效率较高,透镜损失10%,灯具损失10%。灯 具光通量为9070lm,灯具总功率110w,所以此款led灯的灯具光效为：82.5lm/w ,纳灯光效从90-140lm/w。但是因为是360度发光,应用到照射方向的光很少,只有30%。必须通过反射部分非应用方向的光以达到更高的光的利 用。由于灯具的设计和成本问题,钠灯灯具效率只有40-45%。
　　以250w钠灯为例：初始光通量30000lm,灯具光通量13500lm。250w钠灯实际功率300w(这个后面会说明),所以250w钠灯的光效是45lm/w。
　　钠灯灯具另外还有一个非常大的问题就是钠灯的照明持续性非常不好。钠灯在工作状态下,灯具腔体内的温度要超过150度,在非工作状态下因为负压回吸进去非常多的灰尘和昆虫,大大影响钠灯的出光效果。
　　从以上结果看现阶段的led灯的灯具光效要优于钠灯,随着led技术的发展和成熟,灯具光效会再大大的提高。
　　2、关于led和钠灯的实际功率
　　led光源灯具的功率组成：光源功率+电源损耗=整灯功率,现在led驱动的效率已经可以做到91%甚至更好,而且不需要做无功补偿。
　　之前100w光源的led灯具的功率：100+100*(1-0.91)=109w 钠灯整灯功率组成比较复杂,因为钠灯的效率较低只有0.38-0.45,存在与游泳功率相等的无功功率存在。250w钠灯在不做无功补偿的情况下整灯的视 在功率高达627va,为了解决这个问题必须要增加无功补偿部分。现在做单灯就地无功补偿一般做到85%。钠灯电感整流器损耗20%,电子整流器10%但 成本高,寿命短。
　　之前250w钠灯的灯具功率：250+250*20%=300w,在整个灯的线路上还要有无功损耗,线损,变压器损耗等等,在这就不增加进去,仅以理论中较低值比较。
　　3、关于led和钠灯的寿命
　　首先要分清楚灯具寿命和平均寿命的概念,不能把这两个概念混淆。
　　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死亡的时间;
　　对于led灯具的寿命现在各大厂家都在提光源寿命大于多少多少小时。此提法不科学,led光源的理论寿命都非常长(前提是满足在规定节温范围 内,L70光衰标准下),但一个灯具的整体寿命不简单是光源寿命,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。
　　现在国内做的不错的驱动电源和采用硅材料制作的透镜的寿命均能达到50000小时(前提是灯具的散热做的符合要求)。
　　对于钠灯的寿命所有有厂家都在提平均寿命。甚至有人提出钠灯的寿命“钠灯用于路灯平均寿命3~5年,节能型电感镇流器不会低于20年,灯具也是如此。”这样的提法我表示怀疑。
　　以下是两个实际的数据：包头市市政工程管理处的《路灯维护单灯费用的探讨》
　　a.1)根据我市的实际情况依据灯泡寿命按平均6000小时计算,全年亮灯时间为3960小时,理论计算灯泡更换周期为T=6,000/3,960=1.5年,灯泡代换率为0.67
　　,根据路灯多年实际运行经验灯泡代换率应为0.95。
　　2)镇流器理论寿命为16,000小时,更换周期T=16,000/3,960=4年,代换率为0.25,根据多年运行经验镇流器代换率应为0.23。
　　3)触发器的使用寿命参照灯泡的寿命也定为1.5年,代换率约为0.95。
　　4)电控设备按分断次数3000次计,更换周期为4年,代换率约为0.23。
　　b.在08年由电力出版社的《路灯》一书中,全国600多城市,在用钠灯约为413万盏,截至07年底钠灯全国平均寿命为4000h。
　　在第一点中,实际应用中钠灯灯泡的代换率是0.95,在第二点中,钠等平均寿命只有4000h。从此实际能看到钠灯的寿命远没有3，5年,可见理论分析的结果与实际的差异太大。
　　至于led路灯的寿命到底是怎样的?在现在led灯具品质参差不齐的行业状态下,我想应该首先找到符合一些led灯具基本要求的产品实际应用,而不是看到一些做的非常烂的公司非常烂的产品就把led否定。
　　4、关于环保
　　钠灯光源中含金属汞、金属钠,寿命短(相对于led来讲)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、关于照明效果
　　a.眩光,只要是灯具设计问题不论是钠灯还是led灯都回出现,这需要在灯具配光设计上进行改进,与光源本身关联不大。
　　b.显色性。钠灯显色性差,对物体本事色彩的还原性差,不利于对周边环境深度进行判断。led光源显色性好,能很好的还原物体的实际色彩,但白光偏冷。
　　c.对于光线的透射性。在雾天车灯要求打开雾灯并慢行,雾灯其作用不是照明用的,只作为指示作用。
　　对于道路照明,使用穿透性好的光源也仅仅是能仰着头看到一个黄色的光点,对道路前方的照明没有什么实际的作用。
　　d.对于照度。照度是对于照明效果判断的重要的标准之一。因为钠灯的配光问题,导致照度均度不高为了更好的照度均匀度和效果,往往很多使用单位在实际应用中过度照明。
　　如以下在青岛的一个测试结果：
　　LED路灯时中微光电子150W
　　无极灯是荷兰雨丁150W
　　氙气灯厂家不明150W
　　高压钠灯飞利浦400W
　　时　　间：2009年4月24日
　　地　　点：山东省青岛市黄岛区井冈山路
　　组织单位：青岛市路灯管理处及个区路灯管理处
　　具体位置：在井冈山路上未通车段,共装19个杆,其中高压钠灯,无极灯,氙气灯各5杆,LED4杆。
　　杆高12-13米灯头高低不一),间距30米,一杆左右两灯头。
　　道路情况：双向4车道,人行道宽3米,单侧路宽8米,中间绿化带宽4米。沥青路面。
　　测　　量：为了不受其他灯的干扰,照度测试选取的工作点在每种灯的中间两杆照射区。
　　以一个光源的正下方为点,做垂线,交行车道两边AB两点。从AB两点出发各取15米长,为CD两点。ABCD就为一个长15米宽8米的矩形。在做成3*6的网格,共18个工作点。测这18个工作点的照度,取平均值。并算出照度均匀度。
　　结　　果：高压钠灯65.77Lux 0.38
　　LED21.55Lux 0.32
　　氙气灯22.77Lux. 0.17
　　无极荧光灯16.22Lux 0.24
　　从结果来看：
　　1、钠等照度存在过度照明,但照度均匀度未能达到道路照明0.4的标准,并不是说不够亮而是存在明暗区域(相对)
　　2、led路灯照度符合要求,但是同样照度均匀度不达标,此产品的配光有问题。但是就算达配光要求也无法达到400w钠灯的实际亮度的效果,因为钠灯是属于过度照明。
　　3、氙气灯,无极荧光灯不用考虑未来一定会淘汰出照度要求高的道路照明,庭院小区道路还有可能。
　　4、对于照度均匀度。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0.8,远远高于钠灯。
　　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(这个标准制定的时候LED还没有出来,这些数据的确定都是根据当时照明能达到的最好数据指定)
　　5、关于散热
　　led的散热决定着灯具的寿命和光衰。因为国家大力支持led照明事业,这个行业充满着发展
　　现在已经有很多原来在电子散热行业的公司进入到led照明行亚,如：富士康,欧普司(原九州风神团队出来)avc,coolermaster 等。他们在电子散热的丰富经验给led灯具散热带来了新的散热理念,基本上已经达到led在节温上的要求。以欧普司产品为例：35度环境温度下,节点温度 能控制到65度以下。
　　6、关于国外对于了led的应用
　　有人提到在国外led被否定,并提出led在国外将不会被应用的说法。我觉得对这个公布结果的理解有问题,应该说从2006-2008年在 led技术还在起始的阶段时,一些应用效果没有达到理论的推算,不代表08年以后led就要推出市常而恰恰相反,日本未来3年要把国内所有商业照明换成 led照明,美国洛杉矶2009年10月8日宣布准备在未来五年内将该市的14万高压钠灯全掉用LED灯替换。