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LED路灯与传统钠灯的对比

2019/7/19 18:31:25点击:
  LED路灯与传统钠灯的对比


  当前我国正在创建资源节约型、环境友好型社会,“绿色照明”的概念也在逐步深入人心。随着科技的不断进步,半导体材料应用技术的高速发展,小功率LED光源已广泛应用于的景观照明,大功率的LED路灯也越来越多的引起各方面的关注。


  LED灯的发光原理:


  LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是由Ⅲ—Ⅳ族化合物制成,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,半导体晶片由三部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。


  高压钠灯的发光原理:


  高压钠灯是利用通电后,电弧管两端电极之间产生电弧,由于电弧的高温作用使管内的钠汞齐受热蒸发成为汞蒸气和钠蒸气,阴极发射的电子在向阳极运动过程中,撞击放电物质的原子,使其获得能量产生电离或激发,然后由激发态回复到基态;或由电离态变为激发态,再回到基态无限循环,此时,多余的能量以光辐射的形式释放,便产生了光。


  大功率LED路灯是一种通过直流低压点亮发光二极管组来实现照明需求的一种新型照明方式,具有亮度高、显色性好等特点;另外,由于LED路灯的输入为低压直流,能与太阳能结合起来,使得太阳能LED路灯成为了未来道路照明方式的一种可能。


  1、关于能效分析、比较


  应按照达到相同照度(亮度)水平,接近的照明质量标准的前提下比较两者的照明安装功率。由于高压钠灯大功率灯管(250~400W)光效高,可达130~1401m/W,而小功率灯管(100~150W)光效约为80~1001m/W,而现用大功率LED路灯多用1WLED管,其光效都差不多,所以宜分别对大功率路灯与小功率路灯作分析。


  (1)大功率(≥250W)路灯:高压钠灯光效高,考虑镇流器损耗,灯具效率以及光道利用率等三个因素,综合效率若按0.55计,则钠灯的有效光效约为70~751m/W;而LED路灯的有效光效,目前在美国约为621m/W,国内最好的企业已达56~581m/W。因此,古镇润景路灯觉得对于大功率路灯来说,目前LED比钠灯的能效要低一些。


  (2)小功率(≤150W)路灯:钠灯的有效光效(计入综合效率0.55)约为45~551m/W,而LED仍按56~581m/W计,则LED比钠灯可实现节能10%~20%,最高可达30%。从上分析,可知用于支路的小功率(≤150W)时,LED路灯比钠灯的可节能达10%~30%,而大功率仍比不上钠灯的能效。所以,那些笼统宣称LED路灯比高压钠灯节能,甚至可节能50%,60%等说法,显然有夸大和炒作之嫌。我们应坚持科学的分析,实事求是的原则,否则容易误导使用者和广大群众。


  2、光源光色对道路照明效果的分析


  高压钠灯的相关色温(Tcp)为2100K左右,属暖色温,其显色指数(Ra)只有23~25,显色性低;而LED路灯现在使用的色温多大于5300K,属冷色温,较好的产品,其Ra可达70~80,显色性好。作为机动车行驶的快速道、主干道,偏黄色光的钠灯,对看清前方90~160m左右距离路面状况,效果比白色光略优,特别是对有雾、多尘的空气条件下,钠灯较有优势。对于人行道、商业步行街、居住小区等道路,LED路灯的显色性优于钠灯,分辨人的状况更清晰,较有优势。


  3、经济性分析对比


  高压钠灯具,每套约为1200~1500元;目前LED路灯,按功率大小不同,价格相差较大,大约在4000~8000元左右。就现状而言,LED路灯明显太贵,价高达3~5倍之巨。如前?小于150W的LED可以节能10%~30%,每年每灯节电约50~150KWh,根本无法回收多花费的购灯费用。只能期望在未来若干年,LED发展趋势看其价格会逐步下降,能效进一步提高,再比较其经济性能。


  4、使用寿命分析


  比较使用寿命应立足于整灯寿命。高压钠灯包括光源、电器附件(主要是镇流器、触发器)和灯具,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。而LED路灯的使用寿命暂无使用经验,现有的企业号称5万、6万小时,尚无可靠依据。美国能源之星制订的要求,分为不低于35000h和25000h两档,主要是LED芯片寿命很长,却与封装后的温度,散热等诸多因素关系极大,另外还有驱动电路装置的电子元器件寿命问题,如电容器往往只有8000h至10000h。所以整体说,LED路灯使用寿命不能和钠灯路灯比拟。