LED节能路灯再突破

LED照明灯具是一种高效节能、具有超长使用寿命的灯具，目前已经在众多领域中应用，例如道路照明、工业照明、舞台照明、景观装饰照明、室内照明等。作为一种半导体发光材料，与其他发光材料相比较，LED以其绿色、高效、可靠、耐用的优势，使得其他发光材料黯然失色。随着大功率LED成本的不断降低，逐步替代传统灯具成为可能。LED光源在道路照明中的应用已成为近年来半导体照明行业的热点。但是LED路灯却一直未能大面积得到应用，主要问题是散热不好，也没有行业标准对产品加以规范。

据哲能光电董事长刘志勇介绍，用于公路、高速路、城市街道等道路路面照明的路灯，为了减少对驾驶员的眩光干扰，必须使用按照国家道路照明设计标准设计制造的、光线投射角为120度的截光型灯具，例如采用传统的高压钠灯等泛光型路灯装设灯罩制成的、光线投射角为120度的截光型灯具。目前，在道路路面照明领域中应用的LED照明路灯，为了满足国家道路照明设计标准的要求，大多是采用大投射角有LED作为发光元件制成的、具有120度投射角的灯具。

众所周知，路灯节能定律是提高照明的总均匀度，良好的照明总均匀度就可以适当地降低照明的平均亮度，从而既能达到同样的识别辨认物体的视觉效果，又能达到节能降耗的目的。而现有的照明路灯，其光源所发的光照有很大的一部分投射到路面以外不需要被照明的地方，而真正需要被照明的路面，仅得到占光源所发出全部光照不足一半的光通量，灯照利用率低，造成了光的损失和电能的浪费，投射到路面外的光照，还会形成不必要的光污染。普通照明路灯，由于采用灯罩反射光线，造成光照不均匀，灯具正下方的照度较高，远离灯具的地方照度较低。路面照明不均匀容易对驾驶者产生影响，从而带来交通事故隐患。而LED路灯，由于采用大投射角，光散射严重、透射力弱，难于实现远距离照射，安装高度受到限制。

哲能光电总经理刘壹德总结了目前LED路灯面临的几大技术瓶颈制约。他认为，一是因为散射严重，至今最好的配光水平只能把LED灯具安装到8米的高度；二是由于普遍采用大功率LED部件，发热厉害，实际节省的能耗很有限，造成能量的大量散失；三是配光技术水平不高，严重眩光，降低了可视度，带来光污染；四是散热技术水平不高，路灯寿命短，光衰严重；五是灯具效率低导致功率无谓加大，同等路面照明效果下价格并没有优势。

提高配光均匀度实现节能降耗

正是因为LED路灯存在诸方面的瓶颈，刘志勇才一直致力于开发出一种比LED路灯更好的节能产品。经过多年的努力，刘志勇于2007年10月申请了“发光二极管定向照明节能灯具及其制造方法”发明专利。

他发明的这种LED定向照明节能灯具与现有的照明灯具相比，具有诸多优点：（1）采用独特方法布置LED，实现了准确的定向照射。能根据照射预定的目标范围，有效地提高灯照利用率，避免光损失、电能浪费和光污染。（2）采用小投射角的LED作为灯具的发光元件，大大降低光线散射，提高了光照射强度，克服了现有LED灯具存在的安装高度和照射距离受限制的不足。其安装高度可达到15－20米，可用于高杆路灯领域。（3）克服了照度不均匀，无需采用反射灯罩。用于道路照明时，可为驾驶者提供均匀的、良好的路面照明，使驾驶更轻松，更不易疲劳。（4）采用发热量小的小功率LED元件，将管体距离电路板平面一定高度安装，并将多个LED间隔布置成阵列，易于散热；降低了公共电源线路电流密度，有效地减少发热量，灯体内形成散热通道。（5）可采用交流电源系统或太阳能系统供电。采用太阳能供电时，其系统所需的太阳能电池板、蓄电池和控制器等部件可比现有的太阳能路灯系统减少一半。

低能耗LED定向照明路灯效益显著

哲能光电以LED定向照明专利技术为基础，与厦门大学合作又进行了应用性创新，实现了通过电脑数学模型控制的高效率一次配光技术，消除眩光和光污染；以突破性的横式灯具设计提高配光均匀度，消除道路“大斑马线”现象；极低温漂，高恒流稳定度的驱动电源，降低了系统发热量、光衰，从而实现低能耗的节能效果。

正是基于这些创新，哲能光电研发的LED定向照明低能耗主干道路灯在清晰度、眩光消除、照射均匀度等方面均超越了现有国家标准。路面照度总均匀度、纵向均匀度达到0.6（国家标准0.4）；眩光、失能眩光控制在国家标准的1/10以下；显色指数达到80左右，比传统钠灯高出2-3倍。在同等路面照明质量效果下，道路照明功率密度降低到国家标准的50%以下，灯具效率达到90%（国家标准大于70%）。灯具能够应用在高杆照明上，突破了LED路灯行业目前无法突破8米高杆的技术瓶颈。核心发光板及路灯总成寿命达到4万小时（光衰低于30%），灯体部件耐候性满足10年寿命期要求。

采用项目成果的路灯，整个路灯系统投资与同等照明效果下的传统高压钠灯系统，首期投资增加在20%之内，而每盏路灯每年可节约80%的用电、维护费用。在两年的低成本运行后即可全部回收多投资的20%，后续八年的低成本运行可大量节约运行费用。

哲能光电于2007年10月入驻厦门火炬园（翔安）产业区，2008年1月，哲能光电24盏LED定向路灯就在厦门台湾科技企业育成中心前亮了起来，该系统总设计功率仅为1.92KW，施工总造价26.3万元，仅略高于传统高压钠灯8％，实际用电每天每盏用电还不到1度，是传统高压钠灯的10％。以每度电0.86元计算，一年下来可节约用电6.2万元，经济效益十分显著，而照射均匀度、配光方式、显色系数、工作温升、分组控制、使用寿命等等指标上，更是遥遥领先于传统高压钠灯。2008年底，在南安市各级部门领导、泉州市经济顾问组的帮助下，哲能光电入驻南安光电信息产业基地，着手建立企业总部，并建设年产5万套LED定向照明低能耗主干道路灯的生产线，预计项目建成投产后可实现年均销售收入3.3亿元，年均利润5000万元。目前已完成试验路段——南安江北大道所需LED定向照明路灯的生产，将于近期安装亮灯。