高压钠灯从1966年投入市场至今已经有40多年了,经过几十年的市场检验,其应用尤其是在道路照明中的应用已非常成熟,是目前应用最广泛的道路照明光源。
我国LED路灯示范应用从2007年开始,在示范应用中有些工程取得了较好的效果,部分工程存在一些问题,这些问题主要集中在LED配光曲线不合理,导致路面照明度均匀度不够,出现斑马效应;SR值不符合标准要求;光衰大;寿命有争议,维护困难等。
中国照明学会电光源专业委员会王立洪秘书在“专业照明设计与智能控制系统峰会”上就道路照明用高压钠灯与LED灯的各项性能的对比与参会嘉宾一起分享。
王立洪秘书就目前LED灯在道路照明中的应用数据和高压钠灯做了比较。如下图:
参数 |
高压钠灯路灯 |
LED路灯 |
功率(W) |
150 |
150 |
光源光效(lm/W) |
95~107 |
40~90 |
灯具效率(%) |
75~85 |
80~90(理论模拟) |
系统光效(lm/W) |
71~91 |
32~81 |
显色指数 |
23 |
60~80 |
相关色温(K) |
1 950 |
5 000~7 000 |
色温一致性 |
好 |
较差 |
不同方向色温的均匀性 |
好 |
较差 |
色温飘移 |
无 |
较严重 |
眩光 |
轻 |
较严重 |
光通维持率(%) |
85~90(2 000h) |
70~87(3000h)(低于标准要求) |
光源平均寿命(h) |
15 000~24 000 |
20 000~30 000(单颗) |
系统平均寿命(h) |
12 000~20 000 |
10 000~18 000 |
价格(元/套) |
800~2 500 |
4 000~10 000 |
王立洪秘书认为目前商品化的LED芯片的功率最大只有几瓦,因此LED路灯需要将若干颗LED按一定方式排列在一起,或将若干LED芯片集成封装在一起,这两种方式都会影响芯片散热,使LED路灯的光效比单颗芯片的光效低,而且光色一致性不好。紧密排列的LED比单颗LED发光点大,会增加光学设计的难度,而且会增加眩光。
为了达到较好的散热效果,大部分LED厂商采用散热面积足够大的散热器,致使LED灯具较重,功率越大灯具越重,现有灯杆往往不胜负荷,降低了其抗风能力,继而形成安全隐患。
“城市道路照明设计标准”中对道路照明采用的灯具作了规定:“快速路、主干路必须采用截光型或半截光型灯具”,“次干路应采用半截光型灯具”,而目前很多LED道路照明灯具不符合上述要求。导致其照明指标不符合标准要求。
传统光源根据其自身特点,应用领域各有偏重,如高压钠灯多用于道路、隧道照明,金属卤化物灯多用于厂房(大功率)和商店照明(小功率),荧光灯多用于室内照明等。LED光源也有其局限性,如大功率产品的散热问题是一个技术难点,并直接制约其主要性能的提高,因此对于其在照明领域的应用应该有理性的推进。
高压钠灯已经经过了几十年的发展,性能提升空间较小,如果出现在道路照明方面性能和性价比优于高压钠灯的光源,那么高压钠灯会逐渐失去其在道路照明领域的优势。
尽管目前LED路灯还存在很多问题,但其相关技术发展很快,政府和企业也在积极推动其应用,这将加速该产业的发展,未来应该有更广阔的应用空间。