太阳能LED路灯将能无可争议地取代高压钠灯-010-81914270英文优化Eg _ ...


本文讨论了和传统的高压钠灯在性能上和造价上的比较。目前在LED的光衰和稳定性方面尚有较多争议。因此本文重点介绍了提高LED的长期寿命(光衰)和短期发光稳定性的方法。前者主要靠采用热管来改善其散热。后者则主要靠采用恒流驱动芯片。采用以上措施以后,太阳能LED路灯将能无可争议地取代高压钠灯。

我国的光电子产业近年来的发展速度很快,每年以30-40%的速度增长,但目前仅占全球市场的5%,估计到2010年将占全球市场的10%。另外,我国的LED产业也发展极其迅速。中国高亮度白光GaN类的LED产量年增长率达到59%,2006年产量为72亿个。市场规模为90亿元。预计2010年产量将达到200亿个,超过日本,成为世界上第二大生产国。所以,这两者相结合,将使我国在这个领域走在世界的前列。只是有点遗憾的是,我国的太阳能电池板有95%都是出口,而只有5%是内销。而我国的发电70%以上都是由燃煤的火力发电厂产生的。看来关键还是从政府到老百姓都还缺乏环保的概念。
 
二. LED路灯和高压钠灯的比较


太阳能最简单的应用是产生热水,其次是发电。而发电的一个很重要的应用是照明,中国的照明用电占全部电能耗费的12%。但大型的太阳能发电厂的建厂成本很高,而且大功率太阳能电池板要占用很大的无遮挡面积,所以太阳能照明{zh0}的实现方法是和发光器件结合在一起,构成独立的照明装置。目前,最有前景的是太阳能路灯,太阳能庭院灯,太阳能草坪灯,太阳能信号灯,和太阳能航标灯等。其中尤以太阳能LED路灯的经济价值{zg}。因为普通的路灯需要铺设很长的输电线路,而且随着距离的增加,电压会逐渐降低,过一定距离还要用变压器升压。其电源线路的铺设要投入很高的费用。而太阳能路灯则不然。因为每一根路灯杆都是独立的,不需要铺设输电线路,这就大大降低了架设的费用。而且LED的发光效率远高于白织灯,虽然从数字上比不过高压钠灯(高压钠灯的发光效率为132流明/瓦,而LED只有90流明/瓦),但是LED的发展潜力很大。表1是各种灯具的发光效率的比较。

高压钠灯的光谱比较集中于黄色,它的色温比较低只有2000-2500oK,而LED的色温较高,可以达到3500-4500oK以上。另外高压钠灯的光线是向四处发射的,有很大一部分光无法到达路面。还有,高压钠灯的显色指数差,只有20到40,感觉昏暗;而LED的显色指数高,可以达到75-80。所以路面明亮,感觉舒适。所以从实际的发光效果来看,LED反而可以比高压钠灯高出很多。100W的LED可以取代250W的高压钠灯,或300W的水银灯。100W的LED,其输出光通量大约只有6250流明(经过二次光学设计,会有所损失),到达路面时的流明数仍为6000流明,而路面的平均照度可以达到16Lux(12m高杆)。250W高压钠灯的输出光通量为20,000流明。但到达路面的流明数就只有7000流明。路面的照度大约为30-40Lux,由于显色系数的差别,LED的照度修正系数为2.35倍,高压钠灯的修正系数为0.94倍。所以100W的LED经过修正以后地面的照度为37.6Lux,而高压钠灯的修正后的照度为28.2-37.6。二者相当。所以,100W的LED可以取代250W的高压钠灯,LED可以节能2.5倍。


另外,LED的寿命长,不需要经常更换。高压钠灯设计寿命2万小时,由于受电压变化及高启动电流的影响,实际寿命在2年以下。所以其实际寿命通常只有4000小时,假定每天工作10小时,只能工作400天,一年多一点就要更换;而大功率LED的寿命为50,000小时,假定每天工作10小时,13.7年才需要更换。这就大大节省了维护费用。

 

 

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