光源采用模组化设计方案,实现了地面照度与功率的匹配,通过增减光源数量,来满足不同的路面宽度和照度要求,达到了既满足城市的照明要求又不浪费电能的目的。
LED照明技术日趋成熟,大功率LED光源已经达到80lm/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。
解决方法
要解决这些既存问题,建议路灯厂商从基本材料上着手,从根本由内而外的解决高功率LED热源问题。举例来说在发光组件与铝基板的黏合时,导热胶就扮演关键角色,有些厂商以为导热胶膜或导热胶垫的导热系数要好,膜厚要越厚越好,却没想热阻问题。导热系数再好,碰到膜厚的热阻也没用。更何况导热胶膜或软质导热垫片,并不能真正的与基板密合,贴合面其实存在着许多孔隙。这些孔隙在电子显微镜下观看,就像是空洞的气穴,也就是另一种形式的热阻质。在这么多干扰热传导的热阻存在之下,散热导热的效率无形中就被降低了。
热阻要低要用对导热胶,推荐网印施工的软陶瓷导热胶。网印施工的软陶瓷导热胶不同于传统的贴合式导热胶膜,软陶瓷导热胶是软质半液态,在网印机刮刀涂布于铝基板时,导热粒子会渗入基板表面的孔隙并予填补到满。这样就会形成一个完全平整没有孔隙的平面,与LED磊晶载板黏合时会完全的密合。这样一来就把热阻减少到程度,热度就能迅速的被传导出去,自然就降低了LED晶粒的环境温度,也延长磊晶的寿命以及大幅延缓光衰的发生。此外由于网印施工的软陶瓷导热漆具有延展性,在高温烘烤或回焊时,会随着铝基板的热胀冷缩一起变化,应力非常小,不会造成铝基板弯翘,更不会爆板。
在LED灯具的外部保护推荐采用LED灯具软陶瓷散热漆。这种喷涂式软陶瓷散热漆可直接喷涂于LED灯具外部,施工操作简便,可适应各种形状的散热结构,也可调整成不同色彩,因应景观设计的需求。喷涂式散热漆内的软陶瓷粒子,是经过奈米化处理,粒子细微不仅易于喷操作,也让同一涂布面积上的导热粒子又多又密集,让温度挥发透散的面积也变大,让LED灯具的热能迅速的传导出去。软陶瓷散热漆属于热固型材料,符合RoHS环保安全规范,施工程序简便也*任何机具,经过烘烤后热固,可长时间承受LED的高温不会有质变问题。在户外使用的LED路灯、LED景观灯、或是LED广告广告牌、也都会面临风吹雨打、酸雨鸟粪、空气粉尘、黑烟排放hELlip;等等的酸碱侵害。所以这种喷涂式软陶瓷散热漆一定要具备抗酸碱的特性,的抗酸碱值幅度在PH3~11,可以有效保护LED户外灯具外观不被侵蚀。
LED灯具的成本结构随着封装技术、载板设计、散热模块结构的精进发展,质量不断的提升,成本也随着技术发展及市场需求而下降。但是投入在材料改进的厂商还不多,这主要是跟闽台工商发展的历程与习性相关。闽台厂商长于制程与设计,在材料基础研发上着墨较少。所以在解决技术问题或降低成本等议题上,比较偏向采购思维或是生管思维。但是美日厂商在时间点,会从应用材料上去思考,从创新的角度去降低成本,提升质量及增加获利。
优点
1、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的已达110-130lm/W,而且还有很大的发展空间,理论值达360lm/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;(这个总体光效是理论上的,实际上250W以上高压钠灯的光效**LED灯)。
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,。
5、光衰小,一年的光衰不到3%,使用10年仍达到道路要求,而高压钠灯光衰大,一年左右已经下降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,能实现于满足不同时段照明要求情况下可能的降低功率,节省电能。可实现电脑调光,分时间段控制,光线控制,温度控制,自动巡检等人性化功能。
7、寿命长:能使用5万小时以上,提供三年的质量保证。不足之处就是电源的寿命得不到保证。
8、光效高:采用≥100LM以上的芯片,相对于传统高压钠灯能节能75%以上。
9、安装简便:*加埋电缆*整流器等,直接将安装于灯杆接上或者将光源嵌套原有灯壳。
10、散热控制出色:夏天温度控制在45度以下,并采用被动散热方式,夏天的散热**不足。
11、质量可靠:电路电源全部采用高质量元器件,每颗LED都有单过流保护,*担心损坏。
12、光色均匀:不加透镜,不以提高亮度而牺牲均匀光色,从而保证无光圈光色均匀。
13、LED不含有害金属汞,在报废时不会对环境造成危害。
综合上述原理的节能效果显著,代替高压钠灯可节电60%以上。
维护成本低:相对于传统路灯,LED路灯维护成本较低,经过比较,不到6年即可收回全部投入成本。
LED路灯的散热是需要重点解决的问题之一,不仅直接关系到LED实际工作时的发光效率,而且由于LED路灯亮度要求高、发热量大,并且户外这种使用环境比较苛刻,如果散热不好会直接导致LED快速老化,稳定性降低。因为在户外使用的道路灯具,应具有一定等级的防尘防水功能(IP),良好的IP防护往往会妨碍LED的散热。解决这个相互矛盾但又都得解决的两个问题是道路灯具设计时应关注的一个重要方面。在这一方面也是国内把LED应用于道路灯具中时出现不合格及不合理的情况多的。国内使用中出现的不合格及不合理的情况基本有:
(1)对LED采用了散热器,但LED连线的接线端子及散热器的设计无法达到IP45及以上等级,无法满足GB7000.5/IEC6598-2-3 标准的要求。
(2)采用普通的道路灯具外壳,在灯具出光面内用矩阵式LED,这种设计虽说能满足IP试验,但是由于灯具内的不通风会造成在工作时,灯具内腔的温度会升高到50℃~80℃,在如此高的工况下,LED的发光效率是不可能高的,同时LED的使用寿命也将大打折扣计,实际上存在明显的不合理情况。
(3)在灯具内采用了仪表风扇对LED及散热器进行散热,其进风口设计在灯具的下方,以避免雨水的进入,出风口设计在下射LED光源的四周。这样也能有效避免雨水的进入,另外散热器和LED(光源腔)不处于同一空腔内,这种设计如做的好,按灯具的IP试验要求,能顺利通过。这一方案,不仅解决了LED的散热问题,而且同时满足了IP等级的要求。但是这种看似良好的设计,实际上存在明显的不合理情况。因为在我国绝大多数道路灯具的使用场合,空中的飞尘量是较大的,有时会达到很大(例如起沙尘暴),这类灯具在一般条件下使用一段时间后(约三个月至半年),其内部散热器的缝隙内就会塞满灰尘,使散热器效果大打折扣,后还会使LED因工作温度过高而使用寿命明显缩短。这一方案的不足是在于不能持久良好地使用。
要兼顾道路灯具中LED的散热及IP防护,较合理的设计思想是:
a、在关键的散热位置,采用导热板。导热板是在金属板的内部,均布有供冷媒流动的细导管,并在细导管内充有冷媒,当导热板的某一部位受热时,细导管内的冷媒会快速流动而使热量迅速地传导。好的导热板的热传导系数可以达到同厚度铜材板的8~12倍,虽说价格较高,但如在关键部位使用,对LED的散热将起到事半功倍的作用。
b、把灯具的外壳设计成散热器状。大部分的道路灯具外壳是铝材的,直接利用灯具外壳外面作为散热器既可以保证IP防护等级的要求,也可以得到很大的散热面积,另外,灯具外壳组成的散热器在有落尘时,可以通过自然的风雨而冲洗,从而可保证散热器工作的持续有效性。
在实际的道路照明灯具的设计中,可采用在基本设定每一个LED设射方向的前提下,把每一个LED用球形万向节固定在灯具上,当灯具使用于不同的高度和照射宽度时,可通过调整球形万向节使每一个LED的照射方向都达到满意的结果。在确定每一个LED的功率、光束输出角度时,可根据E(lx)=I(cd)/D(m)2(光强和照度距离平方反比定律),分别计算出各LED在基本选定光束输出角度时应该具备的功率,并且可以通过调整各LED的功率以及LED驱动电路输出给每一个LED不同的功率来使每一个LED的光输出都达到预计值。这些调整手段都是采用LED光源的道路灯具所特有的,充分利用这些特点就能实现于满足道路路面的照度和照度均匀度的前提下降低照明功率密度,达到节能的目的。
全部采用LED灯,在传统灯杆的照明功能的基础上,增加了单灯控制和亮度调节功能,有助于节能减排,节电率达40%。” 这些新建的数据、停车场数据、智慧灯杆等数据将统一接入CBD区域管理中心,配套建设综合视频平台,对进行管理,实现商务区核心区交通流数据的收集、分析、研究和应用,也为市容秩序、社会等提供良好的支撑,实现城市治理面的全覆盖,留下统一接入端口,方便各部门的接入。