摘要：文章主要对LED 道路照明与传统路灯在体积、反应速度、抗震性、使用寿命、使用电源适应性、成本等方面进行了一系列比较。就目前而言，LED 路灯照明与传统路灯各具优势， 而LED 照明更先进且受期待、前景广阔。我国LED 路灯开发走在国际前列，但也存在诸多问题，其中之一是针对投资建设成本高的问题。LED 路灯是道路照明的发展方向，未来将有更大机遇。文章主要提出了以BOT 投资方式来建设LED 路灯照明。

引言

路灯是城市照明的重要组成，传统的路灯常采用高压钠灯，而高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费。因此，开发高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的新型路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。近年来LED 路灯在国内发展迅速，市场规模不断扩大，但前期投资成本要比传统路灯高出很多，本文提出了以BOT 投资方式来建设LED 路灯照明。

1 LED 路灯的特点

大功率LED 路灯的光源采用低压直流供电、由GaN 基功率型蓝光LED 与黄色荧光粉合成的高效白光二极管，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于城市道路照明。

2 LED 路灯的优点

（1）LED 路灯本身的特性———光的单向性，没有光的漫射，保证光照效率；

（2）LED 路灯有独特的二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明的区域，进一步提高了光照效率，以达到节能目的；

（3）LED 的光源效率目前已达90～110 lm/W，而且还有很大的发展空间，理论值达250 lm/W。而高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加，因此，总体光效LED 路灯比高压钠灯强；

（4）LED 路灯的光显色性比高压钠灯高许多，高压钠灯显色指数只有23 左右，而LED 路灯显色指数达到75 以上，从视觉心理角度考虑，达到同等亮度，LED 路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上（参照英国道路照明标准）；

（5）LED 路灯的光衰小，一年的光衰不到7%，使用10 年仍达到道路使用照度要求，而高压钠灯光衰大，一年左右就下降30%以上，因此LED 路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低；

（6）LED 路灯有自动控制节能装置，能实现在满足不同时段照明要求情况下最大可能地降低功率，节省电能；

（7）LED 是低压器件，驱动单颗LED 的电压为安全电压，系列产品单颗LED 的功率都为1W，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所（如路灯照明、厂矿照明、汽车照明、民用照明等）；

（8）每个单元LED 小片体积小，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境；

（9）寿命长：能使用5 万小时以上；

（10）光效高：采用≥100 lm 以上的芯片，相对于传统高压钠灯能节能75%以上；

（11）安装简便：直接将路灯灯头安装于灯杆或者将光源嵌套原有灯壳；

（12）质量可靠：电路电源全部采用高质量元器件，每颗LED 都有单独的过流保护，无需担心损坏。

综合上述原理，大功率LED 路灯的节能效果显着，代替高压钠灯可节电60%以上。相对于传统路灯，LED 路灯维护成本极低，经过比较，不到6 年即可收回全部投入成本。

3 LED 路灯的缺点

（1）单个LED 功率低。为了获得大功率，需要多个同时使用；

（2）光斑。由于白光LED 本身制造工艺上的缺陷以及与反射杯或透镜的配合误差，容易造成“黄圈”问题；

（3）散热。路灯都是用大功率的LED，大功率的LED 是需要设置合适的散热装置来保证LED 的正常使用，其成本的80%是用在散热器上。现在市场销售的LED 路灯最大的是250W，价格很高；

（4）电源寿命得不到保证。

4 技术指标

目前，LED 照明技术日趋成熟，大功率LED 光源功效已经达到100 lm/W 以上，这使得城市路灯照明节能改造成为可能。LED 路灯，特别是大功率LED 路灯，正以迅猛的速度冲击传统的路灯市场。

（1）LED 发光效率≥80 lm/W 。LED 路灯使用的LED 光源发光效率不能低于此值；

（2）透镜透过率≥93％，耐温- 38～+90℃。主要用于LED 路灯的透镜，光斑为矩形，材料是PMMA 光学材料，也可以是硼砂玻璃，可以保证透镜的使用寿命；

（3）路面照度均匀度比平均照度≥0.4。光斑比值1：2 ；

（4）符合道路照度要求。实际1/2 中心光斑达到25LUX，1/4 中心光强达到15LUX，16 米远的最低光强4LUX，重叠光强约6LUX；

（5）输入电压：AC90V～280V/50Hz；

（6）功率消耗：实际功率消耗与整灯功率消耗比≥80%；

（7）功率因素≥0.9；

（8）适应湿度≤95%；

（9）灯具外表温度≤60℃。

尽管LED 路灯的发展速度迅猛，但LED 路灯的标准却相对滞后，各地区对LED 路灯的标准在指标上不尽相同。

5 LED 路灯与传统路灯使用之比较

如某城市城区道路需建设2km 的道路照明，路灯高度为10m，路灯间隔为40m，两侧对称布置、所需102 盏路灯。有两种方案可供选择，方案一是采用高压钠灯作为光源，方案二是采用LED 路灯作为光源。以250W 钠灯为标准，比较其成本。

5.1 方案1 成本分析

传统路灯灯具（含光源电器）单价为1,000 元，合价为102,000 元；电缆规格16mm2 单价为70 元/m， 合价为280,000 元；路灯灯杆单价为2,000 元，合价为204,000 元。

年使用电费每千瓦1.2 元，每天使用10 小时计算，365×10×1.2×102×0.25=111,690 元。

5.2 方案2 成本分析

LED 灯具（70W LED 光源及控制器） 单价为3,500 元，合价为357,000 元；电缆规格6mm2 单价为30 元/m， 合价为120,000 元；路灯灯杆单价为2,000 元，合价为204,000 元。

年使用电费每千瓦1 元，每天使用10 小时计算，365×10×1.2×102×0.07=31273.2 元。

5.3 两种方案成本比较（以上两种方案没有将维护成本考虑进去）

第一年LED 路灯照明使用费计算如表1 所示，第二年LED 路灯照明使用费计算如表2 所示。

表1 第一年LED 路灯照明使用费

表2 第二年LED 路灯照明使用费

5.4 两种方案使用寿命比较

考虑到LED 年光衰7%的实际状况，目前LED路灯寿命在3 万小时到5 万小时左右，而高压钠灯实际使用以1 万小时计。LED 路灯可以使用8 年左右（不考虑使用条件对其寿命的影响），传统路灯可以使用2 年左右（不考虑使用条件对其寿命的影响）。

从以上数据可以看出，采用LED 路灯照明方案在第二年后的总成本就低于采用传统路灯的照明方案。再考虑到维护等因素，一般情况下，采用LED 照明路灯的方案投资成本在LED 目前的技术条件下，可以在5 年内在节约用电费用中收回。

6 LED 路灯投资建设的建议

由于LED 路灯目前生产成本较高，市场价比传统高压钠灯要高出许多，无形中增加了投资或建设成本。但是考虑到LED 照明技术的不断进步，LED的光效随着技术进步不断提高及实用化，同时从节能的角度来考虑，LED 照明前景远大。

从两组数据比较可以看出，采用LED 路灯比采用传统路灯年节电8 万千瓦，年节省电费8 万余元。

此数据还没有考虑到减少其它资源的消耗等社会效应。而LED 路灯的建设成本为68 万余元，比传统路灯的建设成本仅高出10 万有余，随着LED 路灯价格的下降，其建设成本也将随之下降，因此，其高于传统路灯的部分可以通过节省电费来实现。

7 结论

根据以上数据，通过比较，为了能让LED 路灯照明在我国迅速推广应用，可以采用目前较流行的BOT 投资方式来解决LED 路灯照明中建设投资经费。建设主管部门通过精确测算传统路灯照明方式的电量消耗，通过考核LED 路灯照明的电量消耗，用两种照明方式的电量消耗差作为LED 路灯照明建设投资方的收益来实现。一般实际投资回收期为5 年。因此，采用LED 路灯有两方面的优势，一是投资成本可用节省电费方式支出；另一方面在目前能源资源日趋紧张的条件下，尽可能减少资源的消耗。由于全国照明用电量占总用电量的13%，而路灯照明用电量又占照明用电量的30%左右，采用LED 道路照明节约电力资源的效果是显而易见的。