美國(guó)LED路燈推廣應(yīng)用情況簡(jiǎn)介

美國(guó)的全國(guó)路燈5200萬(wàn)盞，其中50%是公路燈，另外一半是街燈和城市公共廣場(chǎng)用燈，是全世界規(guī)模最大的城市照明系統(tǒng)，超過(guò)我國(guó)(3500萬(wàn)盞左右)。美國(guó)的能源部在2009年開(kāi)始，策劃安排用LED替換現(xiàn)有的路燈的計(jì)劃，它的啟動(dòng)時(shí)間比我們的“十城萬(wàn)盞”要晚一些。是全世界LED路燈的一部分，但推廣的計(jì)劃和安排比較嚴(yán)謹(jǐn)。

由于目前的LED道路照明燈在性能方面還難以滿足主干道的照明要求，經(jīng)濟(jì)回報(bào)不理想，因此美國(guó)的LED道路照明主要是集中在次干道及城市照明道路上。

2010年開(kāi)始挑選用東南西北中，內(nèi)陸和沿海不同地理位置;科技經(jīng)濟(jì)條件不同，規(guī)模大小不同的幾個(gè)城鎮(zhèn)，采用不同產(chǎn)品和方案試點(diǎn)，以便能比較全面的取得各種條件下的試驗(yàn)結(jié)果。在初步取得良性結(jié)果后，在其它城鎮(zhèn)自愿的基礎(chǔ)下逐步擴(kuò)大范圍。按不完全統(tǒng)計(jì)，目前的推廣應(yīng)用約占不到路燈總量的5%?，F(xiàn)在還沒(méi)有任何一個(gè)城市做到全面使用LED路燈。洛杉磯市正在率先執(zhí)行全世界最大的LED道路照明計(jì)劃，計(jì)劃安裝22萬(wàn)個(gè)LED路燈，其次是東部的波士頓。

按上面計(jì)劃配套，在2010年5月份成立了一個(gè)LED市政道路照明聯(lián)盟，給各個(gè)試驗(yàn)城市和專業(yè)部門(mén)提供一個(gè)交流平臺(tái)。其目的是打破地方性的局限，減少重復(fù)性的試驗(yàn)投入，盡量降低投入風(fēng)險(xiǎn)，縮短對(duì)LED照明使用學(xué)習(xí)的周期?？偨Y(jié)交流，提供對(duì)項(xiàng)目評(píng)審的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，和工具軟件。

試點(diǎn)城市的LED路燈分階段進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)。第一階段是探討照明條件改進(jìn)的應(yīng)用效果和投資回報(bào)的可行性。第二階段的擴(kuò)大試用期，追求技術(shù)改進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)的確立，產(chǎn)品的性價(jià)比和應(yīng)用方式層面進(jìn)一步提高，達(dá)到在應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)保節(jié)能，社會(huì)效果足以吸引社會(huì)資金投入。第三階段是自然引入社會(huì)資金投入，從而使LED照明可以得到全面推廣。也有些城市把推廣應(yīng)用階段分成五個(gè)階段。初步估計(jì)，全面成熟使用要到2020年。

在每個(gè)城市的LED路燈的選擇試驗(yàn)選區(qū)的時(shí)候，采用地理環(huán)境信息系統(tǒng)，根據(jù)推廣應(yīng)用決策的權(quán)重，決定各階段的試驗(yàn)區(qū)域。項(xiàng)目選擇首先是以照明改進(jìn)需求兼顧回報(bào)放在第一位，在LED照明的回報(bào)率得到確認(rèn)之后，在逐步分期進(jìn)行改進(jìn)，回報(bào)較高，效果明顯得以優(yōu)先安排。

改造項(xiàng)目設(shè)定和后繼的結(jié)果總結(jié)，都是以直接的照明效果和為經(jīng)濟(jì)效益為中心進(jìn)行評(píng)估。從預(yù)期的回報(bào)和實(shí)際的獲得的回報(bào)對(duì)比，衡量產(chǎn)品是否成功。其它的評(píng)價(jià)因素還包括居民習(xí)慣，城市安全，照明效果等。由于替換的基礎(chǔ)條件不同，成本費(fèi)用差別。從開(kāi)始試點(diǎn)城市的總結(jié)來(lái)看，投入回報(bào)(不計(jì)各種補(bǔ)貼)周期是在2~7年之間。都可以達(dá)到了可以接受的水平。聯(lián)盟提供了一個(gè)路燈城市道路改造的核算的工具軟件，只要填入有關(guān)資料，就可以自動(dòng)給出投入的風(fēng)險(xiǎn)和回報(bào)周期，避免了人為的干預(yù)和差錯(cuò)。有助于缺乏經(jīng)驗(yàn)的城市，項(xiàng)目評(píng)估，投標(biāo)項(xiàng)目的標(biāo)書(shū)設(shè)計(jì)。增加市政建設(shè)預(yù)算的公開(kāi)透明度，便于監(jiān)督(LED道路改造經(jīng)濟(jì)分析的軟件輸入和輸出界面)。

LED道路改造經(jīng)濟(jì)回報(bào)的核心是實(shí)際照明效率，維持成本的改善。核算模式與燈具的光分布設(shè)計(jì)，和路燈設(shè)置的設(shè)計(jì)以及對(duì)比樣本有極大的關(guān)系。為了對(duì)比原有高壓鈉燈或不同分布LED路燈和設(shè)置，提出了一種FTE的照明效率的測(cè)算方案。這種方法完全的好處就是會(huì)引導(dǎo)路燈設(shè)計(jì)人員把主要力量投入到二次光學(xué)的設(shè)計(jì)的改進(jìn)上，可以發(fā)揮LED路燈的系統(tǒng)潛力，而不是閉鎖在燈具每瓦流明的舊觀點(diǎn)上。(ETF測(cè)算方法的示意圖)。試點(diǎn)城市照明節(jié)電效果從20%到60%，顯然是得益于燈具的光分布。

出于經(jīng)濟(jì)和實(shí)效，美國(guó)道路和照明比較重視目標(biāo)能見(jiàn)度，偏向于較低平均照度。所以路燈設(shè)計(jì)距高比普遍大于我國(guó)。對(duì)照度均勻性要求不高，很少涉及路面亮度要求。但出于追求目標(biāo)能見(jiàn)度和避免擾民，路燈設(shè)置對(duì)眩光的控制要求比較嚴(yán)格。相對(duì)來(lái)說(shuō)，美國(guó)道路照明的耗電費(fèi)用比較低，對(duì)燈具的光分布性能要求比較高。

由于道路照明的用電大部分都是從電網(wǎng)直接接入的，路燈的控制普遍采用自適性控制。由于新的LED路燈有可能接受調(diào)光控制。2013年4月，新公布的關(guān)于道路照明燈的自適應(yīng)和遠(yuǎn)程控的標(biāo)準(zhǔn)，為今后新型LED的產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)置，建立了一個(gè)框架。

路燈道路照明的色溫問(wèn)題，由于應(yīng)用場(chǎng)合不同，目前還在爭(zhēng)議探討中。一般在繁華市區(qū)和街道公共安全出發(fā)，傾向于白光。傳統(tǒng)街區(qū)，純居民區(qū)，郊外道路，偏向于低色溫。初期安裝的LED都是色溫比較高，目前色溫下調(diào)的可能性。大致范圍都是3500~5000K之間。

LED道路照明的回報(bào)的一個(gè)最大不確定因素，就是燈具的光衰壽命可靠性，這都是一個(gè)需要時(shí)效來(lái)驗(yàn)證。對(duì)光衰、光效的控制借助LM-80和LM-79的資格。

對(duì)于早期失效可靠性，目前還只能依靠對(duì)進(jìn)入的產(chǎn)品嚴(yán)格把關(guān)。送選產(chǎn)品中大約有30%，可以達(dá)到候選指標(biāo)，在候選指標(biāo)里，也只有1/3可以真正采納進(jìn)入使用。大約不到10%的產(chǎn)品可以被接受參與試驗(yàn)使用，最后選定產(chǎn)品的只有2%.嚴(yán)格篩選取得了LED路燈三年來(lái)失效更換率為0.2%的理想結(jié)果。

個(gè)別城市由于對(duì)進(jìn)入產(chǎn)品檢驗(yàn)不嚴(yán)，對(duì)采購(gòu)審查不嚴(yán)，在惡劣天氣下造成了較高的早期失效，造成全部拆卸退回供應(yīng)商，并對(duì)管理部門(mén)追責(zé)的案例。引以為戒，改進(jìn)今后的LED道路推廣工作。

三年來(lái)的試驗(yàn)表明，當(dāng)前的LED道路照明技術(shù)水平已經(jīng)可在支次干道應(yīng)用上滿足替代原有的HPS路燈。但嚴(yán)格把關(guān)，合理的安排正確的評(píng)估是成功的關(guān)鍵。但相關(guān)應(yīng)用的技術(shù)和裝備還在成長(zhǎng)完善，過(guò)急的推廣很可能面臨落后的風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)此對(duì)上海市LED道路照明推廣計(jì)劃的幾點(diǎn)建議：

A.參照美國(guó)LED道路照明的能效的評(píng)價(jià)方法，以及LED路燈的經(jīng)濟(jì)效率計(jì)算軟件。結(jié)合我市的具體情況建立起我們的LED道路照明的科學(xué)評(píng)估方法。指導(dǎo)我們的城市照明推廣工作安排。

B.調(diào)查學(xué)習(xí)我國(guó)各地的成功案例，和失敗經(jīng)驗(yàn)。

C.利用上海市的城市建設(shè)環(huán)境信息系統(tǒng)，結(jié)合市政的要求設(shè)定LED路燈的試點(diǎn)的階段和范圍。

D.參照國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)情建立LED路燈的最低準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，公開(kāi)招募優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。對(duì)達(dá)標(biāo)產(chǎn)品采取性能獨(dú)立復(fù)驗(yàn)，專家，用戶，工程，EMC投資人分別獨(dú)立評(píng)定的方式，評(píng)出候選產(chǎn)品。

E.設(shè)立幾種典型試用區(qū)，采用長(zhǎng)短期結(jié)合的淘汰制，對(duì)中選產(chǎn)品通過(guò)實(shí)際使用進(jìn)行篩選。

F.對(duì)已經(jīng)安裝驗(yàn)收的LED路燈的工程，定期進(jìn)行失效率和光衰復(fù)查，并接受社會(huì)調(diào)查反映。

G.鼓勵(lì)有資質(zhì)的EMC公司積極參加LED路燈推廣工作，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)，給予經(jīng)濟(jì)支持和補(bǔ)償。不提倡銷售環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)貼，防止舞弊和掩飾存在的問(wèn)題。

H.以城市或?qū)＜医M的名義參加美國(guó)LED路燈城市論壇，從而可以直接取得照明推廣的經(jīng)驗(yàn)，減少我們摸索代價(jià)。