LED路灯的设计简介课件.ppt

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1、LED路灯的设计简介一.概述1.我国路灯的规模据我国建设部统计,全国现有街路照明灯具1700万盏,2012---2015年每年增加数约为150万盏,用电约为3000亿度/年。绝大多数用HID(高压气体放电灯)作光源,每盏功率(不计入镇流器功率)为90---400W。近年来,经过用LED替代HID的十城万盏实践,业己证明,可节电4亿度/年,LED路灯较HID路灯节电约40％---60％。建设部规划,到2020年耍用LED替代HID,则平均每年需耍220万盏不问功率的LED路灯来替代现冇路灯,加上农村城市

2、化新增路灯,对LED路灯年需求数量以数百万盏计,同时耍求年可节能400亿度以上,可见市场和节能潜力之大。2.目前LED路灯进展我国计划到2015年實現200萬盞LED路燈的目標至2011年底，国内LED路燈已安裝數量約為75萬盞(包括LED隧橋燈)，較2009年20餘萬盞成長了257%，年均複合增長率(CAGR)高達89％。預計2012年,LED路燈的安裝數量將達到110萬盞，且後續仍將以31%的CAGR高速增長，至2014年就將提前完成200萬盞LED路燈目标。圖1.2009～2015年LED路燈市

3、場規模預估圖2.LED路燈發展的推動因素2.LED路灯的技术进展經過近幾年的技術發展和積累，隨著大功率LED光效迅速提高和價格的持續下降，LED路燈逐步進入實用階段。LED路燈整體光效已由早年的70lm/w提升到目前主流的90lm/w，一些採用Cree等進口大廠晶片的路燈能夠達到100lm/w.由中國科學院海西研究院及福建省萬邦光電科技有限公司、三安光電共同研製的路燈，經國家半導體發光器應用產品品質監督檢測中心的監測，初始光效達到131.42lm/w，超過了目前國際上所有公開報導的LED日光燈管初始光

4、效指標.2011年1W白光LED(封裝器件)價格3.路灯设计的标准依据目前路灯的行业入门标准按国家建设部制订的有关路灯的技术标准：CJJ—45—2006“城市道路照明设计标准”,对不同用途的道路：主干道、次干道、支路、街路四类道路,规定路面亮度(戓照度)、亮度均匀度、环境比、眩光限制(灯具截光类型)以及照明功率密度等光、电性能最低要求。CJJ—45—2006“城市道路照明设计标准以路面亮度要求为例,标准规定：快速、主干路,路面平均亮度Lav≥1.5—2cd/m2,亮度均匀度Lmin/Lav在0.4--

5、-0.7之间,功率密度：≤1.05cd/m2。环境比；0.5,眩光限制增量≤10％,路灯必需是截光或半截光型。在规定亮度的同时,还规定平均照度Eav应在：8---30lx之间、照度均匀度Emin/Eav应在：0.3---0.4,供L和E比对。(详见标准中表3.3.1)。由于当前路灯绝大部分采用HID(以其中HPS为主),故标准中没有对光色(色温)和显色性作出规定。二.HID(HPS)路灯的不足HID路灯除能耗高之外,还存存性能上的不足。要设计替代HID的LED路灯,必先弄清HID的特点及用于道路照明时

6、的不足,同时对道路照明的基本耍求,特别是从行驶人员对路面物件的视觉识别能力,即能见度,这一安全保障的耍求,所谓能见度可用下式表示：VL=∣Lb－Lp∣/△Lmin式中：Lb---背景亮度,Lp---障碍物亮度△Lmin---亮度差辩别阈值。国际上又用显示能力Rp,即看到路面障碍物的百分率来衡量照明效果,HID在VL和Rp方面也存在不足。1.HID的光学特性和能效(1).HID的光学持性HID是一种波长为589.2---589.6nm的单色(黄)光,正因其光谱单一,其显色性就比宽光谱的光源要差,Ra仅为

7、20---30,还原物件颜色能力极差,降低了行驶人员对路面物件的辨色力,为弥补这一不足,只能通过增加亮度来改善,这也是主干道要用400w以上的HID,能耗也就高了。但HID光对雾气穿透力较强,是其优点。由于HID是园柱形灯泡,在灯具中耍加反光罩,将部份光反射到路面,即使如此,灯具中光线利用率不大于70％。LED光的利用率可达95％。(2).HID的电学特性HID耍通过专用镇流器来点亮,起动时间在数十秒到数分钟,十分迟钝,不利于加入调光等智能控制元素。HID用镇流器功耗较高,约为其光源功耗的15％---

8、25％,且功率因素一般仅为0.45,因此其供、配电设施的容量较大,使灯头之外的供电设施成本增大。HID的工作寿命约在8000hrs---10000hrs,仅为LED的25％,另外HID含汞,是非环保光源,废弃物处理成本也高(3).HID的人眼瞳孔(视觉)流明和能效通常,我们说的光源的光通量Ф和光效(lm/w)是在明视觉条件下测得的,即光源处在10cd/m2以上的背境光亮度下测得的,HID的光效在95lm/w---130lm/w,其辐射出的光中仅30％为可