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摘要：当前世界经济飞速发展，自然资源储量日益减少，节能环保已成为全世界政府和人民的共识。在道路照明这一应用分支里，LED路灯具有功率低、耗电量少、寿命长、稳定性强、绿色环保等特点，因此，LED路灯成为照明设计的最佳选择，具有广阔的前景。文章对LED路灯在城市道路照明设计中的应用进行了探讨。
关键词：LED路灯；城市道路；应用；优势
引言
漂亮的路灯给美好的夜晚生活带来光明，并且把城市的夜晚点缀的丰富多彩。但路灯消耗电量非常多，低压输电线路过长也致使输电线路上的耗电量也十分多。随着能源危机逐渐加重，新能源已变成当前世界上的主要能源。随着半导体材料应用技术的高速发展，LED技术逐渐被照明行业重视。
一、LED 节能路灯是城市照明的发展方向
城市道路照明的作用和地位日益突出，已成为现代化都市的重要标志之一。一方面，市民和各级领导对亮灯率和维护及时性要求提高，城市路灯的覆盖范围、照明质量和数量也随之快速增加，致使城市路灯的能源消耗和运行成本急剧增加。而且随着近年社区整治、中小街道改造工作的深入发展，以及亮灯率指标的不断提高，路灯电耗将逐年快速增长。目前太阳能路灯在使用过程中主要存在的问题是：太阳能转化板能源转换效率较低，不足以支撑大功率用电；空气中大量存在的粉尘颗粒影响太阳能转化板的接收效率；城市树木对路灯太阳能板有遮挡作用；太阳能电池板的回收利用及综合处理困难等等。此外，对于一些盆地型城市（如成都），受地域因素限制，风能、太阳能较贫乏，也一直制约着太阳能光电、风光互补照明路灯的应用和推广。现阶段我国路灯照明系统节能的一个重要研究方向为 LED 灯管的推广和使用。
二、常规路灯照明型式
（一）太阳能路灯照明方式
太阳能路灯通过吸收太阳光，不需要接入市网电，而是通过光电转换将太阳能转化为电能，并LED光源配合来为路灯供电，是一种科技含量较高的绿色路灯照明型式。该方式最突出的优点是节能、环保，同时不需要敷设电缆管线和配置路灯供电设备，安装施工方便工作量小。
（二）市电路灯照明型式
市电路灯照明型式是当前我国各城市里应用较为广泛的一种照明方式，该方式照明效果好且照明方式灵活多样，灯具较易维护，被应用于多种标准的道路照明系统，其缺点是需要敷设电缆管线并配置路灯供电设备，施工以及安装的工作量比较大。
（三）风光互补路灯照明方式
风光互补路灯可以在白天利用太阳能和风能发电供电，而在晚上则可以通过风能发电来供电，将风能供电和太阳功能统一配合应用起来，增强了供电系统的可靠性和稳定性。其缺点是系统结构复杂，运行维护费用较高。
三、LED路灯在工程应用上的优势
（一）LED路灯不含铅、汞等污染元素，对环境没有污染
高压钠灯等气体放电光源的工作原理是电弧的高温作用激发液纳汞气发光，气体放电光源在生产过程中会对环境造成汞污染，即使是光源失效后在废品处理过程中也会产生汞污染。据统计，自工业革命以来，地球大气环境的汞含量上升了400多倍，土壤、地下水、大气被污染后，对人类以及动植物产生了巨大的威胁，而LED路灯则不存在这些问题。电网环保方面，LED路灯功率因数高，谐波失真率低，目前很多厂家已做到功率因数φ≥0.9，谐波失真η≤20%，有效降低了其在供电线路中的损耗，并避免了高频干扰与电网污染。另外，LED光源无紫外线、热辐射低，并且纯直流工作，无闪烁，消除了传统路灯频闪引起的视觉疲劳。
（二）LED 路灯有自动控制节能装置，可实现0～100%连续调光，可根据环境光照及交通状况灵活调整光输出。LED 路灯这一特性，能够在保证照明质量的同时降低不必要的功耗，在满足不同时段照明要求情况下最大可能的降低功率，节省电能。受最低工作电压要求的局限性，采用传统钠灯及金卤灯的路灯，一般只能实现小范围的调光控制。
（三）LED光源显色指数最高达到80%，几乎接近自然太阳光，而道路上使用的高压钠灯显色指数一般只有23%。随着显色指数的提高，人们能够更清晰地看清不同颜色外貌的物体。
（四）LED光源可做到无闪烁、无紫外线辐射，发热量比传统灯具少60%～78%，无碳排放，已被作为室内及长时间工作场所的主要照明，对人眼起到保护作用。
（五）LED灯为恒流驱动，不受电网波动影响
LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它没有燃烧的灯丝和电离的气体，大多为恒流驱动，这与传统光源是不同的。LED灯一般通过交流转变成12～24V直流供电，适用于85～265V AC的全电压输入范围，范围很宽，全球通用，并且对启动电压和电流都没有要求。如果对每个LED模块实行智能监控，采用PWM恒流技术，电网不管怎样波动，都能精确恒流，使LED工作安全电流下。LED灯的能耗大小几乎不随电源电压变化，所以它工作时的温度非常低，对电网影响也小，因此在满足电缆敷设的条件下，可以设计采用线径相对较小的电缆，故采用LED路灯还可节省能电缆方面的费用。此外，LED光源的工作电流大小可以控制，因此能够控制亮度。只要电流在额定的范围内，无论是频繁地开关电源还是通过控制系统调节电流，LED的寿命均不会受到影响。
四、LED路灯的缺点
（一）均匀度低
LED灯由于其特殊的结构特点，它发出的光线是直射的，灯具正对的方向亮度很高，但周围就比较暗淡，虽然目前一些灯具的厂家针对这一点对灯具结构进行了改进，由原来的平板式改成了蝴蝶式，这一改动虽然在某一程度上让均匀度有所提高，但仍未能彻底解决均匀度低的问题，而且LED灯只能做到12 m的高度，再高的灯杆则光衰大增，也严重制约了LED灯作为路面宽度较大的主干路照明灯具的条件。
（二）散热问题
大功率LED路灯的推广应用，技术上最大的障碍主要是散热问题，这是因为LED芯片光效率与工作温度成反比，温度每升高10℃就会产生5%～8%左右的光衰，并且寿命也会大幅度缩短。
（三）使用寿命受限
LED 的一大优势是长寿命，大功率 LED 芯片的寿命可达5 000 h[4]。城市路灯管理部门及房地产开发商在选用路灯产品时，除考虑节能经济性外，往往同时考虑产品的维修成本。
结语
在当前资源紧缺的大环境下，节能环保成为人类发展的共识，在道路照明领域，LED照明具有功率低、耗电量少、契合国家的环保节能政策、辐射污染少、更具人性化、稳定性好的优点，这使LED照明在道路照明领域有着广阔的应用前景和潜力，因此LED灯成为道路照明的最佳选择。
参考文献
[1]方百宁. 实例讨论LED灯在道路照明方面的适用性[J]. 科技资讯，2014，15：242+244.
[2]侯骏. LED灯在道路照明方面的应用[J]. 安徽建筑，2008，04：161-163.
关键词：LED路灯；城市道路；应用；优势
引言
漂亮的路灯给美好的夜晚生活带来光明，并且把城市的夜晚点缀的丰富多彩。但路灯消耗电量非常多，低压输电线路过长也致使输电线路上的耗电量也十分多。随着能源危机逐渐加重，新能源已变成当前世界上的主要能源。随着半导体材料应用技术的高速发展，LED技术逐渐被照明行业重视。
一、LED 节能路灯是城市照明的发展方向
城市道路照明的作用和地位日益突出，已成为现代化都市的重要标志之一。一方面，市民和各级领导对亮灯率和维护及时性要求提高，城市路灯的覆盖范围、照明质量和数量也随之快速增加，致使城市路灯的能源消耗和运行成本急剧增加。而且随着近年社区整治、中小街道改造工作的深入发展，以及亮灯率指标的不断提高，路灯电耗将逐年快速增长。目前太阳能路灯在使用过程中主要存在的问题是：太阳能转化板能源转换效率较低，不足以支撑大功率用电；空气中大量存在的粉尘颗粒影响太阳能转化板的接收效率；城市树木对路灯太阳能板有遮挡作用；太阳能电池板的回收利用及综合处理困难等等。此外，对于一些盆地型城市（如成都），受地域因素限制，风能、太阳能较贫乏，也一直制约着太阳能光电、风光互补照明路灯的应用和推广。现阶段我国路灯照明系统节能的一个重要研究方向为 LED 灯管的推广和使用。
二、常规路灯照明型式
（一）太阳能路灯照明方式
太阳能路灯通过吸收太阳光，不需要接入市网电，而是通过光电转换将太阳能转化为电能，并LED光源配合来为路灯供电，是一种科技含量较高的绿色路灯照明型式。该方式最突出的优点是节能、环保，同时不需要敷设电缆管线和配置路灯供电设备，安装施工方便工作量小。
（二）市电路灯照明型式
市电路灯照明型式是当前我国各城市里应用较为广泛的一种照明方式，该方式照明效果好且照明方式灵活多样，灯具较易维护，被应用于多种标准的道路照明系统，其缺点是需要敷设电缆管线并配置路灯供电设备，施工以及安装的工作量比较大。
（三）风光互补路灯照明方式
风光互补路灯可以在白天利用太阳能和风能发电供电，而在晚上则可以通过风能发电来供电，将风能供电和太阳功能统一配合应用起来，增强了供电系统的可靠性和稳定性。其缺点是系统结构复杂，运行维护费用较高。
三、LED路灯在工程应用上的优势
（一）LED路灯不含铅、汞等污染元素，对环境没有污染
高压钠灯等气体放电光源的工作原理是电弧的高温作用激发液纳汞气发光，气体放电光源在生产过程中会对环境造成汞污染，即使是光源失效后在废品处理过程中也会产生汞污染。据统计，自工业革命以来，地球大气环境的汞含量上升了400多倍，土壤、地下水、大气被污染后，对人类以及动植物产生了巨大的威胁，而LED路灯则不存在这些问题。电网环保方面，LED路灯功率因数高，谐波失真率低，目前很多厂家已做到功率因数φ≥0.9，谐波失真η≤20%，有效降低了其在供电线路中的损耗，并避免了高频干扰与电网污染。另外，LED光源无紫外线、热辐射低，并且纯直流工作，无闪烁，消除了传统路灯频闪引起的视觉疲劳。
（二）LED 路灯有自动控制节能装置，可实现0～100%连续调光，可根据环境光照及交通状况灵活调整光输出。LED 路灯这一特性，能够在保证照明质量的同时降低不必要的功耗，在满足不同时段照明要求情况下最大可能的降低功率，节省电能。受最低工作电压要求的局限性，采用传统钠灯及金卤灯的路灯，一般只能实现小范围的调光控制。
（三）LED光源显色指数最高达到80%，几乎接近自然太阳光，而道路上使用的高压钠灯显色指数一般只有23%。随着显色指数的提高，人们能够更清晰地看清不同颜色外貌的物体。
（四）LED光源可做到无闪烁、无紫外线辐射，发热量比传统灯具少60%～78%，无碳排放，已被作为室内及长时间工作场所的主要照明，对人眼起到保护作用。
（五）LED灯为恒流驱动，不受电网波动影响
LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它没有燃烧的灯丝和电离的气体，大多为恒流驱动，这与传统光源是不同的。LED灯一般通过交流转变成12～24V直流供电，适用于85～265V AC的全电压输入范围，范围很宽，全球通用，并且对启动电压和电流都没有要求。如果对每个LED模块实行智能监控，采用PWM恒流技术，电网不管怎样波动，都能精确恒流，使LED工作安全电流下。LED灯的能耗大小几乎不随电源电压变化，所以它工作时的温度非常低，对电网影响也小，因此在满足电缆敷设的条件下，可以设计采用线径相对较小的电缆，故采用LED路灯还可节省能电缆方面的费用。此外，LED光源的工作电流大小可以控制，因此能够控制亮度。只要电流在额定的范围内，无论是频繁地开关电源还是通过控制系统调节电流，LED的寿命均不会受到影响。
四、LED路灯的缺点
（一）均匀度低
LED灯由于其特殊的结构特点，它发出的光线是直射的，灯具正对的方向亮度很高，但周围就比较暗淡，虽然目前一些灯具的厂家针对这一点对灯具结构进行了改进，由原来的平板式改成了蝴蝶式，这一改动虽然在某一程度上让均匀度有所提高，但仍未能彻底解决均匀度低的问题，而且LED灯只能做到12 m的高度，再高的灯杆则光衰大增，也严重制约了LED灯作为路面宽度较大的主干路照明灯具的条件。
（二）散热问题
大功率LED路灯的推广应用，技术上最大的障碍主要是散热问题，这是因为LED芯片光效率与工作温度成反比，温度每升高10℃就会产生5%～8%左右的光衰，并且寿命也会大幅度缩短。
（三）使用寿命受限
LED 的一大优势是长寿命，大功率 LED 芯片的寿命可达5 000 h[4]。城市路灯管理部门及房地产开发商在选用路灯产品时，除考虑节能经济性外，往往同时考虑产品的维修成本。
结语
在当前资源紧缺的大环境下，节能环保成为人类发展的共识，在道路照明领域，LED照明具有功率低、耗电量少、契合国家的环保节能政策、辐射污染少、更具人性化、稳定性好的优点，这使LED照明在道路照明领域有着广阔的应用前景和潜力，因此LED灯成为道路照明的最佳选择。
参考文献
[1]方百宁. 实例讨论LED灯在道路照明方面的适用性[J]. 科技资讯，2014，15：242+244.
[2]侯骏. LED灯在道路照明方面的应用[J]. 安徽建筑，2008，04：161-163.