一、技術名稱:防眩光高效LED路燈節(jié)能技術
二、所屬領域及適用范圍:照明行業(yè)
快車道、主干道、公園、小區(qū)等照明應用
三、與該技術相關的能耗及碳排放現(xiàn)狀
路燈是城市照明的重要組成部分,我國戶外道路照明約占整個照明用電量的30%。傳統(tǒng)的路燈通常采用高壓鈉燈,整體光效低﹑顯色效果差﹑壽命短﹑維護成本高,造成能源的巨大浪費。使用LED路燈照明可以減少大量二氧化碳和多種污染物的排放,同時通過新型光學設計和燈具設計研究,使燈具結(jié)構(gòu)設計更加合理化,降低燈具的眩光,減少光污染,提高人體舒適度。因此,開發(fā)新型高效LED路燈節(jié)能技術,對于城市照明節(jié)能減排具有重要意義。目前該技術可實現(xiàn)節(jié)能量1萬tce/a,CO2減排約3萬t/a。
四、技術內(nèi)容
1.技術原理
該技術是一種帶有不對稱配光及防眩光特性的LED照明單元的LED照明裝置。LED照明是一種基于大功率高亮度半導體發(fā)光二極管的照明技術,相比傳統(tǒng)的高壓鈉燈等照明光源,具有耗電量少、發(fā)光效率高、顯色性好、可靠性高等優(yōu)點。同時,該技術通過新型光學設計和燈具設計研究,采用二次反光原 理,利用幾何光學原理設計由復雜非自由曲面組成的反射器和遮光罩,使光線
射向所要求照明的方向。降低燈具的眩光,提高人體舒適度。
2.關鍵技術
該是通過全新的格柵配光/反射杯和透鏡的光學設計降低燈具的眩光,以實 現(xiàn)人體舒適的道路照明效果,其關鍵技術如下:
(1)燈具配光技術
a.采用格柵配光:基于格柵反光系統(tǒng)的配光,實現(xiàn)LED高效路燈的道路光形曲線及高照度均勻度和高亮度均勻度,提高燈具的防眩光指數(shù)并有效提高整體燈具效率。格柵與LED光源可以形成40度以上的保護角有效的防止眩光產(chǎn)生,格柵反光系統(tǒng)的配光原理見圖1。
圖1 采用柵格配光原理示意圖
b. 采用燈杯+透鏡配光:自由曲面透鏡加反光系統(tǒng)的配光系統(tǒng),實現(xiàn)LED路燈的大間距蝙蝠翼配光的同時,提高照度均勻度和高亮度均勻度,并形成40度的保護角,抑制眩光的產(chǎn)生。其配光系統(tǒng)示意圖見圖2。
圖2 采用自由曲面透鏡加反光系統(tǒng)的配光系統(tǒng)示意圖
(2)結(jié)構(gòu)及散熱技術
LED大功率路燈在設計上采用模組化的設計,利用模組與模組之間的間隙可以形成上下空氣的對流,加快散熱的同時也減小了熱島效應。并且每個模組
都是一個獨立的光源體,便于維修與更換。
圖3 整體化與模組化散熱設計對比圖
熱分析分析結(jié)果表明,采用模塊化的路燈結(jié)構(gòu)設計,可強化空氣對流散熱效果,避免翅片溫度過高,可有效降低翅片表面溫度,溫度的下降幅度在10oC以上,從而可顯著提高燈具的使用壽命和穩(wěn)定性。
3.工藝流程
防眩光高效LED路燈結(jié)構(gòu)示意圖見圖4。
圖4 防眩光高效LED路燈結(jié)構(gòu)示意圖
五、主要技術指標
1.與傳統(tǒng)燈具照明相比,節(jié)電率55%;
2.整燈光效≥100lm/W(4000K-6500K);
3.壽命50000h(光通維持率70%);
4.顯色指數(shù)≥70;
5.防護等級IP65;
6.燈具眩光限制曲線達到C級標準,光出射度小于0.51m/mm2。
六、技術應用情況
該技術于2010年6月通過江蘇科學技術廳”高新技術產(chǎn)品”認定,并已獲得1項國家發(fā)明專利,3項外觀專利,3項實用新型專利。目前該技術產(chǎn)品已經(jīng)在全國多個省市道路﹑隧道工程中推廣使用,累計推廣使用超過了10萬盞。
七、典型用戶及投資效益
典型工程:揚州市文昌路節(jié)能改造、儀征市沿江大道、北京甲骨文軟件有限公司、北京通州區(qū)朱家垡村道路亮化工程
典型案例1
案例名稱:揚州市文昌西路節(jié)能改造工程
技術提供單位:江蘇史福特光電股份有限公司
建設規(guī)模:1445盞LED路燈。主要技改內(nèi)容:揚州市文昌西路3×250W高壓鈉燈改造為3×120W LED路燈,主要設備為防眩光高效LED路燈。節(jié)能改造投資額300萬元,年節(jié)能量約894tce,年減少碳排放量約2360tCO2。每年節(jié)電可獲經(jīng)濟效益223萬元,投資回收期約1.5年。
典型案例2
案例名稱:廣西省平南縣迎賓大道照明改造工程
技術提供單位:江蘇史福特光電股份有限公司
建設規(guī)模:467盞LED路燈。主要技改內(nèi)容:平南縣迎賓大道2×300W高壓鈉燈改造為5×30W LED路燈,主要設備為防眩光高效LED路燈。節(jié)能改造投資額80萬元,年節(jié)能量約204tce,年減少碳排放量約538tCO2。每年節(jié)電可獲經(jīng)濟效益50萬元,投資回收期約1.5年。
八、推廣前景和節(jié)能潛力
LED照明以其節(jié)電、長壽命等突出優(yōu)勢正在成為取代傳統(tǒng)照明產(chǎn)品的新一代照明方式。預計未來5年,該技術推廣比例可達15%,項目總投資4.8億元。預計可形成的年節(jié)能能力10萬tce,碳減排能力26萬tCO2。
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