LED防爆道路燈 太陽能LED防爆道路燈 太陽能LED防爆馬路燈

目前大功率白光LED的光效已超過100lm/W，科銳（Cree）、歐司朗（Osram）光電半導體等公司的大功率白光LED的實驗室水平早在2009年年初就達160lm/W。根據美國能源部（DOE）預測，到2020年前后，大功率LED商業產品的光效可以達到165lm/W，實驗室樣品光效可以達到230lm/W。到2020年之后，LED光效基本不再會有大的提高，將進入一個遲緩期。
在道路照明方面，高壓鈉燈因為其光效可達到120lm/W而占主導地位。但是，隨著LED光效的不斷提高，高壓鈉燈路燈的壟斷地位岌岌可危。目前在次干道上使用的150W以下的LED路燈，已體現出明顯的節能優勢。

傳統路燈光源一般向整個空間發光，但需要路燈照亮的只是行車和行人的路面，因此在路燈燈具設計時，為了盡可能地使燈光均勻并集中地投射到路面上，需要使用曲面反射器來收集光線，使其向所需要的方向照射。在光線傳播過程中，由于光源的阻擋和反射面的吸收而損失，致使路燈的出光效率僅為65%~70%。反觀LED路燈，因其具有良好的方向性，在采用二次光學透鏡時，燈具效率可達80%左右。如果再進行三次光學設計，燈具的出光效率可達85%~90%。
表1列示了某一400W的高壓鈉燈與一盞250W的LED路燈燈具效率及路面利用率等參數比較。
表1400W高壓鈉燈與250W的LED路燈參數比較
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事實證明，用配光科學合理的100W的LED路燈替代次干道上使用的250W的高壓鈉燈路燈，不僅能達到道路照明標準要求的平均照度，而且均勻度也得到大幅提高。而高壓鈉燈路燈的平均照度局部區域可能較高，但均勻度卻很差。由此可見，LED路燈具有相當大的節能空間。
高強度放電（HID）燈路燈，一般只能在小范圍內進行調光，而LED路燈可以實現從0%~100%范圍內的調光控制，可以根據環境光照和交通狀況靈活調節光輸出，在保證照明需求的情況下降低不必要的能耗。由此可見，對于占總照明用電量約為15%~20%的道路照明來說，大規模地推行LED路燈，對于節能降碳具有重要意義。
（2）使用壽命長
路燈的壽命直接影響整個道路照明的維護成本。目前高壓鈉燈的壽命一般為2萬小時左右，道路照明用高壓鈉燈的使用壽命僅約5000小時，而大功率LED的壽命一般達5~7萬小時。
高壓鈉燈和LED的平均壽命定義是不同的。高壓鈉燈的平均壽命定義為“將一批受試光源樣品點燃至50%數量損壞時的時間”，而LED的平均壽命則是指“將一批受試樣品點燃至50%數量的光衰至70%的時間”。
若按高壓鈉燈的壽命定義來衡量LED，壽命為5萬小時的LED則可達10萬小時；若按LED的壽命定義來衡量高壓鈉燈，壽命為2萬小時的高壓鈉燈僅約1萬小時。
當然，LED的壽命并不是LED路燈的壽命。LED路燈的壽命是由LED光源壽命和驅動電路的壽命共同決定的，而LED及其驅動電路的壽命取決于燈具的散熱能力、電路拓撲結構及其電子元器件的選擇等多種因素。從目前的技術水平看，LED路燈的壽命可以超過高壓鈉燈路燈。
（3）顯色性好
雖然在傳統光源中高壓鈉燈的光效最高，但其顯色性最差，顯色指數Ra僅約20。如此差的顯色性只能幫助人們察覺道路狀況，并不能幫助行人清晰辨別。而LED的顯色指數可達80左右，基本上接近自然光，對顏色的呈現更為真實，更能夠反映出物體本身的顏色。LED的高顯色性無疑有助于司機和行人識別目標，在同樣的路面亮度下提供更好的通行條件。
（4）快速啟動
白熾燈一點即亮，但實際上的啟動時間約0.1~0.2秒。高壓鈉燈和金鹵燈等氣體放電燈從啟動到穩定光輸出需要幾十秒乃至十分的時間，在關閉后需等待3~6分鐘冷卻后方可啟動。而LED的啟動時間僅為幾十鈉秒（ns），也不存在重新啟動的等待時間，LED燈具可以正常工作在連續開/關狀態。
（5）便于光學設計
LED體積小，可以在半平面上定向發光，在燈具設計時可以將其近似視為是點光源，非常適合于采用透鏡或反射器來進行光學設計，獲得比較理想的配光，實現較高的燈具效率。
（6）造型可塑性強，結構牢固
LED路燈燈具的造型可塑性強，可以通過造型設計來體現裝飾性和地方人文特色，增添美感和城市意象的附加價值。
LED是一種固態光源，不含玻璃和燈絲等易損壞部件。LED燈具通過合理設計，在結構上可以做得非常牢固。
（7）低碳環保，尤其適合采用太陽能光伏技術
高壓鈉燈等氣體放電燈含有汞等有害物質，光源廢棄后會對環境和水源造成長期嚴重污染。LED芯片及其封裝可以滿足歐盟RoHS指令要求，不含汞和鉛等有害物質。LED廢棄后可以回收利用，不會對環境造成污染。
LED直流驅動之特點，尤其適合采用太陽能光伏技術和風光互補技術應用于道路照明，從而實現真正意義上的節能環保照明。
（8）具有潛在總成本優勢
目前LED路燈燈具單價比高壓鈉燈路燈高4倍以上。一盞250W的LED路燈功效相當于400W的高壓鈉燈路燈，但前者價格為6000~8000元，后者僅為1500元。但是，LED路燈的高光效和長壽命特點只要能夠充分發揮，可以依靠節約的電費和維護費用收回初始成本的差價。隨著LED路燈技術的逐漸成熟和初始成本的不斷降低，其在總成本上的潛在優勢用不了多長的時間就會顯現出來。
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、LED路燈目前存在的問題
雖然LED路燈與傳統路燈比較具有一些優勢，但由于LED路燈的發展時間很短，目前仍處于試驗和探索階段，有一些LED路燈在示范應用中出現了諸多問題，并沒有達到人們預期的效果。
目前LED路燈存在的不同程度的問題表現為：
（1）實際發光效率低于高壓鈉燈路燈，在照明效果上路面亮度偏低，均勻性差，“斑馬效應”比較明顯，只能滿足照明級別比較低的道路，例如燈桿在8米以下的次干道。
（2）色溫過高，刺眼，無舒適感
（3）散熱性能差，溫升過高，致使光衰比較嚴重，可靠性變差。
（4）驅動電源性能差，故障層出不窮，從LED路燈早期失效的情況下，有95%以上的故障都是由驅動電路損壞所致。
（5）成本太高，一次性投入太大，成為推廣應用的一大瓶頸。
（6）由于尚無統一的LED路燈技術標準，不同廠家的產品通用性極差，維護十分困難。
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出現上述這些問題的原因很多，既有技術層面上的因素，也有思維定勢等方面的影響。
事實上，LED路燈是一個系統工程。由于LED光源與高壓鈉燈本質不同，在設計方法上LED路燈與傳統路燈是截然不同的。設計人員除了燈具的設計經驗外，還需要對LED的性能有一個全面而深入的了解。有些路燈生產廠家在還不甚了解LED道路照明制作要求和特點的情況下，沿用傳統路燈設計思路來設計LED路燈，在造型上仍采用常規“蛇頭”外形，套用氣體放電燈的概念，認為只要將一定功率的LED排放在燈座中就可以滿足路面照明要求。按照這樣的思路設計和生產的LED路燈，不可能做到實用化。
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相比較于傳統的防爆路燈，LED防爆路燈的LED光源簡而言之，主要有下面一些特點。1、LED路燈本身的特性——光的單向性，沒有光的漫射，保證光照效率。
2、LED路燈有獨特的二次光學設計，將LED路燈的光照射到所需照明的區域，進一步提高了光照效率，以達到節能目的。
3、LED的光源效率已達110-130lm/W，而且還有很大的發展空間，理論值達250lm/W。而高壓鈉燈的發光效率是隨功率增加才有所增加，因此，總體光效LED路燈比高壓鈉燈強;(這個總體光效是理論上的，實際上250W以上高壓鈉燈的光效高于LED)。
4、LED路燈的光顯色性比高壓鈉燈高許多，高壓鈉燈顯色指數只有23左右，而LED路燈顯色指數達到75以上，從視覺心理角度考慮，達到同等亮度，LED路燈的光照度平均可以比高壓鈉燈降低20%以上，(參照英國道路照明標準)。
5、光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍達到道路使用照度要求，而高壓鈉燈光衰大，一年左右已經下降30%以上，因此，LED路燈在使用功率的設計上可以比高壓鈉燈低。
6、LED路燈有自動控制節能裝置,能實現在滿足不同時段照明要求情況下最大可能的降低功率，節省電能。Spark智能LED路燈可實現電腦調光，分時間段控制，光線控制，溫度控制，遠程控制，自動巡檢等人性化功能。
7、LED是低壓器件，驅動單顆LED的電壓為安全電壓，系列產品單顆LED功率都為1瓦，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所(例如：路燈照明、廠礦照明、汽車照明、民用照明等)。
8、每個單元LED小片只有很小體積，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環境。
9、壽命長：能使用5萬小時以上，提供三年的質量保證。不足之處就是電源的壽命得不到保證。
10、光效高：采用≥100LM以上的芯片，相對于傳統高壓鈉燈能節能75%以上。
11、安裝簡便：無需加埋電纜無需整流器等，直接將路燈燈頭安裝于燈桿接上或者將光源嵌套原有燈殼。
12、散熱控制出色：夏天溫度控制在45度以下，并采用被動散熱方式，夏天的散熱保障不足。

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