傳統(tǒng)高壓鈉燈相比,LED照明路燈具有哪些優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)高壓鈉燈相比,LED照明路燈具有哪些優(yōu)勢(shì)?目前城市道路照明的光源主要有傳統(tǒng)高壓鈉燈、日光燈等,其中,高壓鈉燈以其光效高、霧穿透能力強(qiáng)等特點(diǎn),在道路照明中使用量最大。結(jié)合我國(guó)目前道路照明設(shè)計(jì)特點(diǎn),采用高壓鈉燈的道路照明存在以下以下不足:
(1)燈具直接照射在地面上,并且照度極高,在一些次干道也可以達(dá)到401x以上,但是顯然,這種照度屬于過(guò)度照明,造成了大量的電能浪費(fèi)。同時(shí),在相鄰兩個(gè)燈具的交叉位置,照度僅僅達(dá)到直接照射方向的40% 左右,無(wú)法有效滿足照明需求。
(2)高壓鈉燈的反射器效率僅為50—60%左右,這也就表明在照明中,由將近30—40%的光都照射在了燈具內(nèi)部,整體效率僅僅達(dá)到60%,存在嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。
(3)理論上,高壓鈉燈的壽命可以達(dá)到15000小時(shí),但是受電網(wǎng)電壓波動(dòng)以及運(yùn)行環(huán)境的影響,其使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到理論壽命,每年燈具的損壞率都超過(guò)60%。
與傳統(tǒng)高壓鈉燈相比,LED 路燈具有如下優(yōu)勢(shì):
(1)作為一種半導(dǎo)體元件,理論上,LED燈的有效使用壽命可以達(dá)到50000小時(shí),較高壓鈉燈的15000小時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出。
(2)與高壓鈉燈相比,LED燈的顯色指數(shù)可以達(dá)到80以上,相當(dāng)接近自然光照,在這樣的光照下,人眼的識(shí)別功能能夠得到有效發(fā)揮,從而保證道路行車(chē)安全。
(3)在路燈開(kāi)啟時(shí),高壓鈉燈需要一個(gè)預(yù)熱的過(guò)程,其光線從暗到明需要一定的時(shí)間,不僅造成了電能的浪費(fèi),而且影響了智能化控制的有效開(kāi)展。而相比之下,LED燈在打開(kāi)的瞬間就能夠達(dá)到最佳光照,不存在所謂的啟動(dòng)時(shí)間,因此能夠?qū)崿F(xiàn)良好的智能化節(jié)能控制。
(4)從發(fā)光機(jī)制看,高壓鈉燈采用的是汞蒸汽發(fā)光,在光源廢棄后,如果不能有效處理,必然會(huì)造成相應(yīng)的環(huán)境污染。LED等采用的是固態(tài)照明,不存在對(duì)人體有害的物質(zhì),是一種綠色環(huán)保的光源。
(5)從光學(xué)系統(tǒng)方面分析,高壓鈉燈的光源屬于全向發(fā)光,有超過(guò)50%的光線需要經(jīng)反射器反射后才能照射到地面,在反射過(guò)程中,必然會(huì)損失一部分光線,影響其利用率。LED燈屬于單向發(fā)光,光線能夠直接定向照射,因此利用率相對(duì)較高。
(6)在高壓鈉燈中,配光曲線需要由反射器決定,因此存在著很大的局限性;在LED燈中,采用的是分布式光源,通過(guò)對(duì)各個(gè)電光源的有效設(shè)計(jì),能夠使得燈具的光源呈現(xiàn)出理想狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)配光曲線的合理調(diào)整,控制光線的分布,在燈具的有效照射范圍內(nèi),照度相對(duì)比較均勻。
(7)同時(shí),LED燈擁有更加完善的自動(dòng)化控制系統(tǒng),可以根據(jù)不同的時(shí)段和光照條件,對(duì)燈具的亮度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,能夠起到良好的節(jié)能效果。
用LED作為路燈來(lái)取代高壓鈉燈,亦存在一些不同觀點(diǎn),例如,相比高壓鈉燈,LED燈的發(fā)光效率較低,照度較差;LED燈的照射過(guò)于集中,照射的均勻度相對(duì)較差;LED燈的光衰減率較大,使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到理論壽命等。其實(shí),這些觀點(diǎn)可通過(guò)下面的分析予以說(shuō)明。
首先是所謂的“發(fā)光效率”問(wèn)題,在當(dāng)前的技術(shù)條件下,LED燈的發(fā)光效率的確比不上高壓鈉燈,這是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí),但是高壓鈉燈的光譜集中在黃色區(qū)域,其色溫較低,只有2000—2500K,而LED等色溫相對(duì)較高,LED 路燈的中性白色溫達(dá)4000—5000K,LED的冷白色溫達(dá)5000—8000k。同時(shí)相比于高壓鈉燈,LED燈具有較高的顯色指數(shù),在實(shí)際照明中接近自然光,可以帶給人舒適的感覺(jué)。
其次是“照射均勻度”問(wèn)題,雖然LED燈的光照相對(duì)集中,但是可以通過(guò)對(duì)其光路的二次設(shè)計(jì),能夠使得燈具的光源呈現(xiàn)出理想狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)配光曲線的合理調(diào)整,控制光線的分布,從而實(shí)現(xiàn)照度的均勻性。
然后是“光衰”問(wèn)題,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,由于長(zhǎng)期處于高溫工作環(huán)境中,LED燈的使用壽命會(huì)受到相應(yīng)的影響,在不同結(jié)溫時(shí)的壽命如圖1所示。可以看出,如果結(jié)溫由115℃提升到135℃,則LED 燈的使用壽命會(huì)從理論的50000小時(shí)降到20000小時(shí)。
在當(dāng)前的技術(shù)條件下,要想在短時(shí)間內(nèi)提升LED燈的發(fā)光效率基本上是不可能的,因此只能通過(guò)加強(qiáng)散熱的方式來(lái)延長(zhǎng)LED燈的使用壽命。
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