如某城市城區(qū)道路需建設(shè)2km 的道路照明,路燈高度為10m,路燈間隔為40m,兩側(cè)對稱布置、所需102 盞路燈。有兩種方案可供選擇,方案一是采用高壓鈉燈作為光源,方案二是采用LED 路燈作為光源。以250W 鈉燈為標準,比較其成本。 5.1 方案1 成本分析 傳統(tǒng)路燈燈具(含光源電器)單價為1,000 元,合價為102,000 元;電纜規(guī)格16mm2 單價為70 元/m, 合價為280,000 元;路燈燈桿單價為2,000 元,合價為204,000 元。 年使用電費每千瓦1.2 元,每天使用10 小時計算,365×10×1.2×102×0.25=111,690 元。 5.2 方案2 成本分析 LED 燈具(70W LED 光源及控制器) 單價為3,500 元,合價為357,000 元;電纜規(guī)格6mm2 單價為30 元/m, 合價為120,000 元;路燈燈桿單價為2,000 元,合價為204,000 元。 年使用電費每千瓦1 元,每天使用10 小時計算,365×10×1.2×102×0.07=31273.2 元。 5.3 兩種方案成本比較(以上兩種方案沒有將維護成本考慮進去) 第一年LED 路燈照明使用費計算如表1 所示,第二年LED 路燈照明使用費計算如表2 所示。 表1 第一年LED 路燈照明使用費 表2 第二年LED 路燈照明使用費 5.4 兩種方案使用壽命比較 考慮到LED 年光衰7%的實際狀況,目前LED路燈壽命在3 萬小時到5 萬小時左右,而高壓鈉燈實際使用以1 萬小時計。LED 路燈可以使用8 年左右(不考慮使用條件對其壽命的影響),傳統(tǒng)路燈可以使用2 年左右(不考慮使用條件對其壽命的影響)。 從以上數(shù)據(jù)可以看出,采用LED 路燈照明方案在第二年后的總成本就低于采用傳統(tǒng)路燈的照明方案。再考慮到維護等因素,一般情況下,采用LED 照明路燈的方案投資成本在LED 目前的技術(shù)條件下,可以在5 年內(nèi)在節(jié)約用電費用中收回。 6 LED 路燈投資建設(shè)的建議 由于LED 路燈目前生產(chǎn)成本較高,市場價比傳統(tǒng)高壓鈉燈要高出許多,無形中增加了投資或建設(shè)成本。但是考慮到LED 照明技術(shù)的不斷進步,LED的光效隨著技術(shù)進步不斷提高及實用化,同時從節(jié)能的角度來考慮,LED 照明前景遠大。 從兩組數(shù)據(jù)比較可以看出,采用LED 路燈比采用傳統(tǒng)路燈年節(jié)電8 萬千瓦,年節(jié)省電費8 萬余元。 此數(shù)據(jù)還沒有考慮到減少其它資源的消耗等社會效應(yīng)。而LED 路燈的建設(shè)成本為68 萬余元,比傳統(tǒng)路燈的建設(shè)成本僅高出10 萬有余,隨著LED 路燈價格的下降,其建設(shè)成本也將隨之下降,因此,其高于傳統(tǒng)路燈的部分可以通過節(jié)省電費來實現(xiàn)。 7 結(jié)論 根據(jù)以上數(shù)據(jù),通過比較,為了能讓LED 路燈照明在我國迅速推廣應(yīng)用,可以采用目前較流行的BOT 投資方式來解決LED 路燈照明中建設(shè)投資經(jīng)費。建設(shè)主管部門通過精確測算傳統(tǒng)路燈照明方式的電量消耗,通過考核LED 路燈照明的電量消耗,用兩種照明方式的電量消耗差作為LED 路燈照明建設(shè)投資方的收益來實現(xiàn)。一般實際投資回收期為5 年。因此,采用LED 路燈有兩方面的優(yōu)勢,一是投資成本可用節(jié)省電費方式支出;另一方面在目前能源資源日趨緊張的條件下,盡可能減少資源的消耗。由于全國照明用電量占總用電量的13%,而路燈照明用電量又占照明用電量的30%左右,采用LED 道路照明節(jié)約電力資源的效果是顯而易見的。
摘要:文章主要對LED 道路照明與傳統(tǒng)路燈在體積、反應(yīng)速度、抗震性、使用壽命、使用電源適應(yīng)性、成本等方面進行了一系列比較。就目前而言,LED 路燈照明與傳統(tǒng)路燈各具優(yōu)勢, 而LED 照明更先進且受期待、前景廣闊。我國LED 路燈開發(fā)走在國際前列,但也存在諸多問題,其中之一是針對投資建設(shè)成本高的問題。LED 路燈是道路照明的發(fā)展方向,未來將有更大機遇。文章主要提出了以BOT 投資方式來建設(shè)LED 路燈照明。
引言
路燈是城市照明的重要組成,傳統(tǒng)的路燈常采用高壓鈉燈,而高壓鈉燈整體上光效低的缺點造成了能源的巨大浪費。因此,開發(fā)高效、節(jié)能、壽命長、顯色指數(shù)高、環(huán)保的新型路燈對城市照明節(jié)能具有十分重要的意義。近年來LED 路燈在國內(nèi)發(fā)展迅速,市場規(guī)模不斷擴大,但前期投資成本要比傳統(tǒng)路燈高出很多,本文提出了以BOT 投資方式來建設(shè)LED 路燈照明。
1 LED 路燈的特點
大功率LED 路燈的光源采用低壓直流供電、由GaN 基功率型藍光LED 與黃色熒光粉合成的高效白光二極管,具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、響應(yīng)速度快、顯色指數(shù)高等獨特優(yōu)點,可廣泛應(yīng)用于城市道路照明。
2 LED 路燈的優(yōu)點
?。?)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(shè)計,將LED路燈的光照射到所需照明的區(qū)域,進一步提高了光照效率,以達到節(jié)能目的;
(3)LED 的光源效率目前已達90~110 lm/W,而且還有很大的發(fā)展空間,理論值達250 lm/W。而高壓鈉燈的發(fā)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;
(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(shù)只有23 左右,而LED 路燈顯色指數(shù)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)LED 路燈的光衰小,一年的光衰不到7%,使用10 年仍達到道路使用照度要求,而高壓鈉燈光衰大,一年左右就下降30%以上,因此LED 路燈在使用功率的設(shè)計上可以比高壓鈉燈低;
(6)LED 路燈有自動控制節(jié)能裝置,能實現(xiàn)在滿足不同時段照明要求情況下最大可能地降低功率,節(jié)省電能;
(7)LED 是低壓器件,驅(qū)動單顆LED 的電壓為安全電壓,系列產(chǎn)品單顆LED 的功率都為1W,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(如路燈照明、廠礦照明、汽車照明、民用照明等);
(8)每個單元LED 小片體積小,所以可以制備成各種形狀的器件,并且適合于易變的環(huán)境;
(9)壽命長:能使用5 萬小時以上;
(10)光效高:采用≥100 lm 以上的芯片,相對于傳統(tǒng)高壓鈉燈能節(jié)能75%以上;
(11)安裝簡便:直接將路燈燈頭安裝于燈桿或者將光源嵌套原有燈殼;
(12)質(zhì)量可靠:電路電源全部采用高質(zhì)量元器件,每顆LED 都有單獨的過流保護,無需擔心損壞。
綜合上述原理,大功率LED 路燈的節(jié)能效果顯著,代替高壓鈉燈可節(jié)電60%以上。相對于傳統(tǒng)路燈,LED 路燈維護成本極低,經(jīng)過比較,不到6 年即可收回全部投入成本。
3 LED 路燈的缺點
?。?)單個LED 功率低。為了獲得大功率,需要多個同時使用;
(2)光斑。由于白光LED 本身制造工藝上的缺陷以及與反射杯或透鏡的配合誤差,容易造成“黃圈”問題;
(3)散熱。路燈都是用大功率的LED,大功率的LED 是需要設(shè)置合適的散熱裝置來保證LED 的正常使用,其成本的80%是用在散熱器上?,F(xiàn)在市場銷售的LED 路燈最大的是250W,價格很高;
(4)電源壽命得不到保證。
4 技術(shù)指標
目前,LED 照明技術(shù)日趨成熟,大功率LED 光源功效已經(jīng)達到100 lm/W 以上,這使得城市路燈照明節(jié)能改造成為可能。LED 路燈,特別是大功率LED 路燈,正以迅猛的速度沖擊傳統(tǒng)的路燈市場。
(1)LED 發(fā)光效率≥80 lm/W 。LED 路燈使用的LED 光源發(fā)光效率不能低于此值;
(2)透鏡透過率≥93%,耐溫- 38~+90℃。主要用于LED 路燈的透鏡,光斑為矩形,材料是PMMA 光學材料,也可以是硼砂玻璃,可以保證透鏡的使用壽命;
(3)路面照度均勻度比平均照度≥0.4。光斑比值1:2 ;
(4)符合道路照度要求。實際1/2 中心光斑達到25LUX,1/4 中心光強達到15LUX,16 米遠的最低光強4LUX,重疊光強約6LUX;
(5)輸入電壓:AC90V~280V/50Hz;
(6)功率消耗:實際功率消耗與整燈功率消耗比≥80%;
(7)功率因素≥0.9;
(8)適應(yīng)濕度≤95%;
(9)燈具外表溫度≤60℃。
盡管LED 路燈的發(fā)展速度迅猛,但LED 路燈的標準卻相對滯后,各地區(qū)對LED 路燈的標準在指標上不盡相同。
5 LED 路燈與傳統(tǒng)路燈使用之比較