1、前言
近年来,用于照明的LED在成本、性能方面有了很大的进步,与传统光源相比,LED照明节电效果明显,LED照明还具有使用寿命长(达到100000h)、小尺寸、易于控制等优点。
本文对LED路灯用于街道可行性从技术和经济两个方面进行评估,通过对目前最新研发的LED路灯的安装现场实地考察所得数据,对LED的应用性、能源节约及维护成本进行了分析评估。
2、LED照明技术概述
LED照明,也叫固体照明。目前LED有六大应用场合:LED显示屏、背光源、汽车照明、室内装饰、景观照明、商业照明。
3、LED路灯总述
在LED照明的应用中,对人们的生产、生活影响最密切、最直接的当数LED路灯。
3.1、国内外LED路灯产品介绍
目前,LED应用于照明的产品种类很多,在众多的产品中由于路灯对人们生活的重要影响,在本节将重点介绍国内外产商及LED路灯产品,以此分析LED应用于照明的优势。
美国Mooncell公司在2003年开始生产LED路灯产品,目前推出了三款用于路灯的LED产品,其中Econo-LumTM是一种比较实用的产品。欧洲照明产品的顶级制造商Philips于2005年7月首次将其三款全新LED路灯安装在荷兰Ede市的中心街道上,第四款即将安装在Ede、Edendreef的停车场。这些产品是由Philips在法国里昂附近的工厂生产的,其LED灯泡来自其合资公司Lumileds。从2006年开始,国内已经有些厂家开发出适合中国道路标准的LED路灯,并已经投入使用。
3.2 道路照明标准
国内的道路照明标准的第2.0.1条,按快速路、主干路、次干路、支路和居住区分为五级。
道路照明标准
级 别 |
道路类型 | 亮 度 | 照 度 | 眩光限制 | 诱导性 | ||
平均亮度 Lav(Cd/㎡) |
均匀度 Lmin/Lav |
平均照度 Eav(Lx) |
均匀度 Emin/Eav |
||||
Ⅰ | 快速路 | 1.5 | 0.4 | 20 | 0.4 | 严禁采用非 截光型灯具 |
很好 |
Ⅱ | 主干路及迎宾路、通向政府机关和大型公共建筑的主要道路、市中心或商业中心的道路、大型交区纽等 | 1.0 | 0.35 | 1.5 | 0.35 | 严禁采用非 截光型灯具 |
很好 |
Ⅲ | 次干路 | 0.5 | 0.35 | 8 | 0.35 | 不得采用非 截光型灯具 |
好 |
Ⅳ | 支路 | 0.3 | 0.3 | 5 | 0.3 | 不宜采用非 截光型灯具 |
好 |
Ⅴ | 主要供行人和非机动车通行的居住区道路和人行道 | -- | -- | 1~2 | -- | 采用的灯具 不受限制 |
-- |
注:①表中所列的平均照度仅适用于沥青路面,若系水泥混凝土路面,其平均照度值 可相应降低20~30%。
②表中各项数值仅适用于干燥路面。
3.3 LED路灯与传统路灯对比
传统路灯照明所采用的光源类型主要有:金属卤化物灯、高压钠灯、白炽灯以及节能灯(紧凑性荧光灯)等。其中高压钠灯具有发光效率高、节能、色温适中等优点,在路灯中使用最广泛。但是,LED路灯与高压钠灯相比更有优势。
4、LED路灯的经济性评估
LED路灯与传统路灯的科学对比数据
仅供参考!
假设某城市有三段道路长度分别为3公里、5公里、10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分别为202盏、333盏、666盏、传统路灯以功率为250W的高压钠灯为准,LED路灯以功率为50W为准进行对比!
4.1 光源成本对比
传统路灯单价为1000元/盏,LED路灯单价为3000/盏,那铺设传统路灯三种长度的道路所需光源成本分别为:202*1000=202000元,333*1000=333000元,666*1000=666000元,铺设LED路灯三种长度的道路所需的光源成本分别为:202*3000=606000,333*3000=999000,666*3000=1998000(如表1)
表1
传统路灯 | LED路灯 | |
3公里 | 202000 | 606000 |
5公里 | 333000 | 999000 |
10公里 | 666000 | 1998000 |
4.2 铺设电缆成本对比
接下来我们来分析三段长度的道路两种光源铺设电缆的成本,3公里道路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 的铜芯电缆,其单价为120元/米,则其电缆成本为120*3000=36万元,LED路灯干线电缆负载流量1=P/U=202*50/220=44A,它需横截面积为10mm2的铜芯电缆,它需横截面为12mm2的铜芯电缆,单价为12元/米,电缆成本为12*3000=3.6万元,5公里道路传统路灯主干线电缆负载流量I=P/U=333*250/220=377A,它需横截面为90mm2的铜芯电缆,单价为180元/米,电缆成本为980*5000=90万元,LED路灯主干线电缆负载流量I=P/U=333*50/220=73A,它需横截面为20mm2的铜芯电缆,单价为25元/条,电缆成本为25*5000=12.5万元,10公里道路传统路灯主干线电缆流量I=P/U=666*250/220=680A,它需横截面为400mm2的铜芯电缆,单价为360元/米,电缆成本为360*10000=360万元,LED路灯主干线电缆负载流量I=P/U=666*50/220=146A,它需横截面为42mm2铜芯电缆,单价为60元/米,成本为60万元,对比情况(如表2)
表2
传统路灯 | LED路灯 | |
3公里 | 360000元 | 36000元 |
5公里 | 900000元 | 125000元 |
10公里 | 3600000元 | 600000元 |
4.3 一年耗电成本对比
下面我们来计算三段长度的道路两种光源的情况下一年的耗电成本。计算方法以每天亮灯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*50*10*365=36865000W,即36865度电,人民币36865元,5公里传统路灯一年总耗电量为333*250*10*365=303862500W,即303863度电,人民币303863元,LED路灯一年总耗电量为333*50*10*365=60772500W,即60773度电,10公里道路传统路灯一年总耗电量为:666*250*365*10=607725000W,即607725度电,人民币607725元,LED路灯一年总耗电量为:666*50*365*10=121545000W,即121545度电,人民币121545元,对比情况(如表3):
表3
传统路灯 | LED路灯 | |
3公里 | 184325元 | 36865元 |
5公里 | 303863元 | 60773元 |
10公里 | 607725元 | 121545元 |
4.4 光源寿命对比
再下面我们来分析光源寿命对比,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的寿命在4万小时以上,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,亦即是话,高压钠灯更换5次以上,LED路灯才更换一次,更换光源成本不在活下,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路灯所需的费用也远低于安装传统路灯的费用)
4.5 总成本对比
以下是三种长度的道路光源.电费.电缆总成本对比请看
表4(安装1年成本对比)
传统路灯 | LED路灯 | |
3公里 | 746325元 | 678865元 |
5公里 | 1536863元 | 1184773元 |
10公里 | 4873725元 | 2719545元 |
表5(安装5年成本对比)
传统路灯 | LED路灯 | |
3公里 | 1483625元 | 826325元 |
5公里 | 2752315元 | 1427865元 |
10公里 | 7304625元 | 3205725元 |
4.6 路灯改造成本分析
传统路灯灯头单价为250元/盏,LED路灯灯头单价为2200/盏,那改造三种长度的道路所需LED灯头光源成本分别为:202*2200=444400元,333*2200=732600元,666*2200=1465200元,首此投入回比较大,但很快就会在电费上回收!请见表6!
表6
传统路灯电费/年 | LED路灯电费/年 | 电费差/年 | 改造成本 | 回收年限 | |
3公里 | 184325元 | 36865元 | 147460 | 444400 | 3.01 |
5公里 | 303863元 | 60773元 | 243090 | 732600 | 3.01 |
10公里 | 607725元 | 121545元 | 486180 | 1465200 | 3.01 |
注:电费按照1.00元/度计算,如果电费为0.75元,则回收成本年限为:
3.01/0,75= 4.01年
以上是LED路灯50W与高压钠灯250W对比,高压钠灯400W的等于70W LED路灯,推算方法如此类推,但LED路灯的优势就更明显,使用时间越长收益更大!(高压钠灯的电器箱大约20W,即250W=270W)
5、LED路灯应用图片
5.1 最新研发的LED路灯灯头
5.2 工程案例图片
天津工业大皇家线上官网(中国)有限公司园LED路灯照明工程
浙江临安城
6、结束语
当前LED技术的发展可以用一日千里来形容,虽然目前LED价格尚高,但是现在它应用在路灯上的经济适用性已经被完全体现。根据飞利浦照明和朗讯实验室合资公司Lumileds的首席技术执行官乔治•克拉福德的说法,现在,价格比较公道、寿命更长、超高亮度白光LED灯,适合大规模投放市场,尤其是路灯。相信LED照明时代已经向我们来了。