全球總路燈數(shù)高達1.2億盞~1.3億盞,其中美國約1,000萬盞,中國大陸則是有1,500萬盞,臺灣地區(qū)則有130萬盞,并且路燈的數(shù)目正逐年增加的態(tài)勢,所耗費的電力能源與資源相當(dāng)驚人。
目前,世界還有許多類似中國的國家電力供應(yīng)還不足,同時再加上綠色節(jié)能之風(fēng)在國際上盛行,許多政府把路燈節(jié)能放到了議事日程。傳統(tǒng)的高壓納燈雖然已經(jīng)比普通的白熾燈節(jié)約電能,但是采用高壓納燈的路燈,仍然在消耗著巨大的電能。于是人們嘗試用LED路燈作為照明光源,雖然LED的好處是環(huán)保、節(jié)能,LED燈用在家庭及一般用途為3瓦特到20瓦特在技術(shù)上沒有太大的問題。但若是用在飛機場、運動場、公路或街道需要50瓦~300瓦的高功率時,在可達到足夠的亮度,卻產(chǎn)生高熱的問題。由高熱問題引起的光衰現(xiàn)象,嚴重影響著LED路燈的壽命和發(fā)光效率。
一、全球LED路燈應(yīng)用情況
1. 2005年P(guān)hilips宣稱于荷蘭Dutch town of Ede安裝全球首批LED路燈,這些路燈每個光學(xué)模組包含18個白光和黃光LED,因此將使路燈能根據(jù)季度節(jié)和夜晚時間的不同發(fā)出柔軟或明亮光線。此外,Philips的LED路燈在包含2個光學(xué)模組下,光照范圍為4米,且在離地8米情況下,到地面亮度為10 lux。
2.英國林肯城市由于使用LED交通號號誌后每年節(jié)省了30,000美元,認為若使用LED路燈勢必將節(jié)省更多的費用。因此于2006年英國林肯(Lincoln)提撥74.5萬美元交由Lincoln Electric System (LES)作LED路燈試驗,期望在使用LED路燈后可以節(jié)省20%的電費。
3.LED路燈使得加拿大多倫多(Toronto)更明亮、更環(huán)保。此示范計畫主要目的為節(jié)省電費支出以及減少溫室氣體的散發(fā)。多倫多有16萬盞路燈,若將其全部改為LED路燈,則預(yù)計每年將節(jié)省6億美元的電費支出以及減少1.8萬噸溫室氣體散發(fā),等同于約3,600輛汽車從街上消失。
4.美國北卡州的Raleigh和Cree攜手,從公有停車場著手,打造第一座LED City,市民對于LED所呈現(xiàn)的照明品質(zhì),看法更趨正面,認同度約提升了3倍。宣示成為美國第一個LED城市的愿景下,Raleigh和Cree將持續(xù)攜手合作,在未來的18個月,為路燈、人行道照明、建筑照明和其他各種LED可應(yīng)用的范圍內(nèi),打造名副其實的LED City,將行之有成的節(jié)源和環(huán)保成果樹立典范,帶動其他城市的跟進。
二、LED路燈的種類
目前的路燈光源一般采用水銀燈和高壓納燈為照明光源,多數(shù)路燈為單點光源,即由單只發(fā)光體加上反射罩組成。相比之下,LED路燈光源一般采用一顆或數(shù)顆大功率LED作為照明光源,多數(shù)路燈為多點光源,因為單燈LED很難做到較高的功率。LED路燈最大的優(yōu)點是節(jié)能環(huán)保。與傳統(tǒng)的高壓鈉燈相比,這種新型大功率LED路燈可節(jié)約80%的電能;同時,由于這種新型光源不含汞、鉛等有害物質(zhì),并且沒有諸如紫外線等有害輻射,避免了對環(huán)境的二次污染。
針對不同的應(yīng)用場合和使用要求,LED路燈可以分為:單燈LED路燈、多燈LED路燈、環(huán)形廣場路燈、大功率LED路燈及太陽能LED路燈等多種形式。以目前的技術(shù)來說,現(xiàn)在最先進的LED路燈仍然不能替代目前的主流路燈,因為LED路燈在應(yīng)用中還存在著許多問題沒有解決。
三、目前LED路燈應(yīng)用存在的問題
1.無論是單點還是多點光源的LED路燈都存在著散熱難的問題。
一盞采用250W高壓納燈的路燈,由于技術(shù)較成熟,散熱控制的很好。即使工作5000個小時后,光衰仍然較小,發(fā)光效率還可以達到70%以上。以目前的技術(shù),相同條件下大功率LED路燈,由于散熱問題不易解決,光衰較大,發(fā)光效率會下降到30%,如果想用加大電壓電流的方法提高光效,很容易造成LED芯片損毀的現(xiàn)象。
2.LED路燈造價較高,不利于推廣普及
雖然有些公司透過技術(shù)手段,初步解決了LED路燈的散熱問題,但是過高的價格和過重的燈頭仍然會阻礙LED路燈的普及。如:100W的高壓納燈成本在50元新臺幣左右,而100W的LED路燈成本則高于5000元新臺幣。并且以目前的技術(shù),LED路燈尚未會達到理論的10萬小時之久。
3.LED路燈射程短、顯示指數(shù)低。
即使解決了散熱難題和高成本問題,LED路燈還要面臨解決LED燈射程短和顯色指數(shù)低的問題。多LED的方法只能提高亮度,并不能加長光照距離。所以LED的燈,由于光線比較發(fā)散,就算采用了很好的聚光調(diào)節(jié),其照明距離也不過幾十米!主要用于近距離的照明,性能還沒達到能完全取代白熾燈泡的地步,成本也是非常高昂的。顯色指數(shù)低會造成色彩還原能力差,容易造成視覺的誤差和判斷失誤。這點不解決,做為交通輔助的LED路燈會引發(fā)許多交通事故,造成不必要的損失。
4.大量品質(zhì)差、亮度低、壽命短的LED路燈充斥市場
LED路燈相比較高壓納燈存在著,品質(zhì)好的LED照明產(chǎn)品可能有4萬~5萬小時的壽命,品質(zhì)差的5千小時都沒有,這也是目前LED行業(yè)價格相差很大的原因。大量的偽劣產(chǎn)品影響了人們對LED路燈的認同,影響了LED路燈的普及。
四、創(chuàng)新才是LED路燈發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力
無論是技術(shù)的創(chuàng)新還是外在創(chuàng)新,都會為LED路燈的普及提供內(nèi)驅(qū)動。大家知道,路燈屬于公共工程,政府為主要購買者。目前以政府驅(qū)動為照明應(yīng)用之切入點,短期內(nèi)考慮產(chǎn)品品質(zhì)及穩(wěn)定性,初期LED路燈將以輔助道路及公園巷道為主要應(yīng)用市場。因為低照度的LED路燈用在公路上,由于射程短,光線照不遠,雖然近距離看的時候覺的很亮,其實不然。公路兩邊的高桿燈一般都有5、6米高,LED照在路面上已經(jīng)是沒什麼光了,如果用在公園和小路上,亮度要求不高的地方,裝不是很高的路燈還可以。這種場所最好是應(yīng)用太陽能LED路燈,不但沒電的時候都可以點兩到三天,并且節(jié)省電費。我們還可以采用傳統(tǒng)光源和LED結(jié)合的方法,上半夜用傳統(tǒng)光源照明,下半夜人少的時候用LED光源照明,達到亮度與節(jié)能的平衡。
儘管目前LED路燈的應(yīng)用還有許多局限性,但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們觀念的轉(zhuǎn)變,解決LED路燈的所有問題也不是不可能的。相信在不久的將來,綠色照明的LED路燈替代傳統(tǒng)高壓納燈指日可待。