随着城市化进程的加快,LED路灯早已走进人们的视野,如今,市的大街小巷,LED路灯随处可见,它点缀了城市的夜空。但是,它仍然没有得到充分的利用,无非是因为其本身还存在着一定的局限性。为了保证LED路灯能够在我们的生活中发挥更多的作用,在未来的研究生产和推广运用中,我们应该解决一下的这些问题
:灯具的外形结构问题。传统路灯灯具的外形基本上小异,一般分为光源与电器二部分,可是由于LED光源的性及配光方式的不同,使得如今LED路灯灯具的外形可谓花样繁多,其中不少灯具外形并不能满足运行的要求,甚至有些企业是以户内标准应用于户外路灯。
*二:LED灯具与灯杆的连接存在问题。目前,几乎所有的LED路灯都是以螺丝定位固定的,很少有抱箍螺栓固定。如此,对于灯具的安全运行存在着大的隐患。
LED路灯本身的局限性制约其发展
*三:灯具部件的可更换性问题。LED路灯部件一般有LED芯片、电源(驱动器)和灯具外壳几个部分。易坏部件主要是电源和芯片。一般来说,LED灯具芯片是不能更换的,而电源(驱动器)可更换,然而,很在有很多产品在电源(驱动器)的更换上还不够方便,更换太费时。
而众所周知,现在LED灯具的寿命能达到3—5万小时。如果LED芯片不能更换,那就意味着要更换整个灯具,也会造成浪费。
*四是电源(驱动器)的寿命问题。电源(驱动器)是目前LED灯具十分关键的部件。可目前市场上一般都是只保证LED芯片的质量,而电源(驱动器)的寿命却另当别论。一般厂家承诺保证2年就不错了。这归根结底是因为,LED路灯的发展遇到了新的瓶颈――电源(驱动器)的质量得不到保证,它制约了LED路灯的发展。
成本对比
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、334盏、668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。
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=20.2万元,334*1000=33.4万元,668*1000=66.8万元,铺设LED路灯三种长度的道路所需的光源成本分别为:202*3000=60.6万元,334*3000=100.2万元,668*3000=200.4万元。
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l=P/U=202*50/220=44A,它需横截面积为1Omm2的铜芯电缆,它需横截面12mm2的铜芯电缆,单价为12元/米,电缆成本为12*300=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400m2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*50220=146A, 它需横截面为42mm2铜芯电缆,单价为60元/米,成本为60万元。
定义
道路照明是城市照明的重要组成部分,传统的路灯常采用,高压钠灯360度发光,光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。当前,**的环境在日益恶化,各国发展清洁能源。而随着国民经济的高速增长,我国能源供需矛盾日渐**,电力供应开始存在着严重短缺的局面,节能是所急需解决的问题。因此,开发新型、节能、寿命长、显色指数高、环保的LED路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。
道路照明与人们生产生活密切相关,随着我国城市化进程的加快,LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野、成为世界上有替代传统光源优势的新一代节能光源,因此,LED路灯将成为道路照明节能改造的选择。
解决方法
要解决这些既存问题,建议路灯厂商从基本材料上着手,从根本由内而外的解决高功率LED热源问题。举例来说在发光组件与铝基板的黏合时,导热胶就扮演关键角色,有些厂商以为导热胶膜或导热胶垫的导热系数要好,膜厚要越厚越好,却没想热阻问题。导热系数再好,碰到膜厚的热阻也没用。更何况导热胶膜或软质导热垫片,并不能真正的与基板密合,贴合面其实存在着许多孔隙。这些孔隙在电子显微镜下观看,就像是空洞的气穴,也就是另一种形式的热阻质。在这么多干扰热传导的热阻存在之下,散热导热的效率无形中就被降低了。
热阻要低要用对导热胶,推荐网印施工的软陶瓷导热胶。网印施工的软陶瓷导热胶不同于传统的贴合式导热胶膜,软陶瓷导热胶是软质半液态,在网印机刮刀涂布于铝基板时,导热粒子会渗入基板表面的孔隙并予填补到满。这样就会形成一个完全平整没有孔隙的平面,与LED磊晶载板黏合时会完全的密合。这样一来就把热阻减少到程度,热度就能迅速的被传导出去,自然就降低了LED晶粒的环境温度,也延长磊晶的寿命以及大幅延缓光衰的发生。此外由于网印施工的软陶瓷导热漆具有延展性,在高温烘烤或回焊时,会随着铝基板的热胀冷缩一起变化,应力非常小,不会造成铝基板弯翘,更不会爆板。
在LED灯具的外部保护推荐采用LED灯具软陶瓷散热漆。这种喷涂式软陶瓷散热漆可直接喷涂于LED灯具外部,施工操作简便,可适应各种形状的散热结构,也可调整成不同色彩,因应景观设计的需求。喷涂式散热漆内的软陶瓷粒子,是经过奈米化处理,粒子细微不仅易于喷操作,也让同一涂布面积上的导热粒子又多又密集,让温度挥发透散的面积也变大,让LED灯具的热能迅速的传导出去。软陶瓷散热漆属于热固型材料,符合RoHS环保安全规范,施工程序简便也*任何机具,经过烘烤后热固,可长时间承受LED的高温不会有质变问题。在户外使用的LED路灯、LED景观灯、或是LED广告广告牌、也都会面临风吹雨打、酸雨鸟粪、空气粉尘、黑烟排放hELlip;等等的酸碱侵害。所以这种喷涂式软陶瓷散热漆一定要具备抗酸碱的特性,的抗酸碱值幅度在PH3~11,可以有效保护LED户外灯具外观不被侵蚀。
LED灯具的成本结构随着封装技术、载板设计、散热模块结构的精进发展,质量不断的提升,成本也随着技术发展及市场需求而下降。但是投入在材料改进的厂商还不多,这主要是跟闽台工商发展的历程与习性相关。闽台厂商长于制程与设计,在材料基础研发上着墨较少。所以在解决技术问题或降低成本等议题上,比较偏向采购思维或是生管思维。但是美日厂商在时间点,会从应用材料上去思考,从创新的角度去降低成本,提升质量及增加获利。
优点
1、本身的特性——光的单向性,没有光的漫射,保证光照效率。
2、LED路灯有特的二次光学设计,将LED路灯的光照射到所需照明的区域,进一步提高了光照效率,以达到节能目的。
3、LED的已达110-130lm/W,而且还有很大的发展空间,理论值达360lm/W。而高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加,因此,总体光效LED路灯比高压钠灯强;(这个总体光效是理论上的,实际上250W以上高压钠灯的光效**LED灯)。
4、LED路灯的光显色性比高压钠灯高许多,高压钠灯显色指数只有23左右,而LED路灯显色指数达到75以上,从视觉心理角度考虑,达到同等亮度,LED路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上,。
5、光衰小,一年的光衰不到3%,使用10年仍达到道路要求,而高压钠灯光衰大,一年左右已经下降30%以上,因此,LED路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低。
6、LED路灯有自动控制节能装置,能实现于满足不同时段照明要求情况下可能的降低功率,节省电能。可实现电脑调光,分时间段控制,光线控制,温度控制,自动巡检等人性化功能。
7、寿命长:能使用5万小时以上,提供三年的质量保证。不足之处就是电源的寿命得不到保证。
8、光效高:采用≥100LM以上的芯片,相对于传统高压钠灯能节能75%以上。
9、安装简便:*加埋电缆*整流器等,直接将安装于灯杆接上或者将光源嵌套原有灯壳。
10、散热控制出色:夏天温度控制在45度以下,并采用被动散热方式,夏天的散热**不足。
11、质量可靠:电路电源全部采用高质量元器件,每颗LED都有单过流保护,*担心损坏。
12、光色均匀:不加透镜,不以提高亮度而牺牲均匀光色,从而保证无光圈光色均匀。
13、LED不含有害金属汞,在报废时不会对环境造成危害。
综合上述原理的节能效果显著,代替高压钠灯可节电60%以上。
维护成本低:相对于传统路灯,LED路灯维护成本较低,经过比较,不到6年即可收回全部投入成本。
LED路灯需要防水、防腐蚀:因为LED路灯的工作环境都是在户外,风吹雨淋,所以LED路灯的材料好是能防水,放腐蚀的。LED灯杆防腐采用表面热浸锌后喷塑处理,防腐质量符合规定,其中热浸锌层的平均厚度不小于85μm,LED灯杆喷塑应采用户外纯聚酯塑粉,平均厚度≥100μm,喷塑层均匀、完整、表面光洁,其附着力符合相关标准的要求。
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