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一、LED路燈示范性計(jì)劃-美國(guó)加州奧克蘭市     

     隨著LED的發(fā)光效率與壽命提升，加上具備省電、節(jié)能以及環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，LED在路燈的應(yīng)用上取代傳統(tǒng)燈源的可行性提升。在LED技術(shù)快速成長(zhǎng)、產(chǎn)品特性不斷改良下，LED路燈的示范計(jì)劃在各國(guó)展開，透過LED路燈示范計(jì)劃的評(píng)估與分析，提供各國(guó)政府與LED廠商在未來路燈市場(chǎng)的投入應(yīng)用上作一參考。

  以美國(guó)能源局在加州奧克蘭市進(jìn)行的LED路燈示范性計(jì)劃評(píng)估為例，該項(xiàng)目采兩階段評(píng)估過程進(jìn)行，第一階段研究小組先選擇奧克蘭市的停車場(chǎng)做了裝置前與裝置后的測(cè)量，目的在于評(píng)估LED照明在一般街道上實(shí)際部署時(shí)是否可能產(chǎn)生安全上的負(fù)面影響;確認(rèn)裝置后對(duì)當(dāng)?shù)孛癖姛o特殊負(fù)面影響后，第二階段進(jìn)行方式為在實(shí)際道路進(jìn)行裝置與評(píng)估，并通過當(dāng)?shù)鼐用裾{(diào)查滿意度、接受程度以及經(jīng)濟(jì)成本的估算。 

  本計(jì)劃是一個(gè)LED在路燈應(yīng)用上的照明效果評(píng)估，通過LED燈取代原有的高壓鈉燈在奧克蘭市的車用道路上進(jìn)行研究。評(píng)估方式采用四個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估，包含光源輸出效率、能源與電力的使用、用戶滿意度調(diào)查與經(jīng)濟(jì)成本預(yù)估。此評(píng)估項(xiàng)目通過能源的節(jié)省、需求的減少、市場(chǎng)潛力、市場(chǎng)進(jìn)入障礙、逐漸增加的成本以及預(yù)期的技術(shù)生命周期等信息，期望加州地區(qū)能夠更快速的導(dǎo)入尚未采用的新興能源技術(shù)與應(yīng)用。

  本評(píng)估計(jì)劃的目的在于評(píng)估高壓鈉燈相較于LED燈的電力、光源效率以及經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)。潛在經(jīng)濟(jì)需求與能源節(jié)省以平均使用瓦特?cái)?shù)及預(yù)估年使用千瓦數(shù)做評(píng)估;光源表現(xiàn)以照度、均勻度、相關(guān)色溫以及相關(guān)團(tuán)體的滿意程度來考慮，最后，經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)以裝置換新或置換的回收期(simple-payback)、燈具的壽命、維護(hù)成本與電力成本來做評(píng)估。 

  相比傳統(tǒng)照明光源，由于LED在光源分散與節(jié)能方面提供更好的照明能力，同時(shí)改變了一般業(yè)界對(duì)于高質(zhì)量光源使用上的認(rèn)知，也應(yīng)用在街道與一般車行道路上。目前街道采用高壓鈉燈來做照明，另外有些是采用金屬鹵化物、低壓鈉燈或其它種類供照明使用。高壓鈉燈的使用是由于其較長(zhǎng)的使用壽命、相較于其它傳統(tǒng)燈具的較高效率，但是在色彩的提供上較少選擇性。LED比高壓鈉燈有更長(zhǎng)的使用壽命，較低的維護(hù)費(fèi)用、多種類的色彩提供、耗用能源較低且能節(jié)省費(fèi)用。然而，使用LED的初始成本仍高于一般常用的燈光來源。 

  根據(jù)美國(guó)能源局的報(bào)告顯示，目前LED技術(shù)的改變相當(dāng)快速，整體而言，LED每年的發(fā)光效率進(jìn)步約35%，成本可因而降低20%。

二、測(cè)量結(jié)果分析

  1.電力需求與能源消耗的差異

  高壓鈉燈如以每日使用11.97小時(shí)計(jì)，平均消耗電量為121W，在年使用時(shí)數(shù)4100小時(shí)計(jì)算的條件下，年消耗電量總數(shù)為496kWh;LED燈如以每日使用12.75小時(shí)計(jì)，平均消耗電量為78W，同樣以年使用時(shí)數(shù)4100小時(shí)計(jì)算，預(yù)計(jì)年消耗電量為319kWh。比較兩種測(cè)量結(jié)果可以得知，采用LED燈可以省下43.3W的耗用電量，預(yù)計(jì)每年可以省下178kWh。每日燈具使用時(shí)間在日出與日落之間，因研究測(cè)量期間針對(duì)LED燈的測(cè)試較接近冬天，故平均LED燈日使用時(shí)數(shù)較高壓鈉燈稍長(zhǎng)。

  2.照度測(cè)量結(jié)果

  照度的測(cè)量范圍為395英尺乘以36英尺大小的區(qū)域，包含4種不同位置，各距離110、120及165英尺遠(yuǎn)，由于路燈設(shè)置位置因素，無法直接在燈具的正下方進(jìn)行照度的測(cè)量，但在整體研究上面影響的誤差并不太大，照度平均值采用尺燭光為計(jì)算單位，測(cè)量燈具最大照度與最小照度，并根據(jù)最大與最小照度計(jì)算最大/最小均勻度。

  根據(jù)測(cè)量結(jié)果可以得知，整體而言，LED燈的照度皆與高壓鈉燈為相同等級(jí)或是較高壓納燈來得更高。另外，由于LED燈在固定裝置正下方直接測(cè)量照度微暗于高壓鈉燈，故LED燈具的均勻度較為良好。在光線較暗的條件下，相比高壓鈉燈而言，LED路燈的照度能夠維持在同樣照度水平下或有所增加。

  3.LED壽命與光衰程度

  高壓鈉燈的壽命約為三萬小時(shí)，且在第三萬小時(shí)使用時(shí)，高壓鈉燈預(yù)期可提供原始光通量的75-85%;而LED燈在環(huán)境溫度為25C或更低時(shí)，于第三萬小時(shí)使用時(shí)，仍可提供90%的光通量。由于LED燈具底部的表面為丙烯酸的合成樹脂，光通量也會(huì)隨著底部變色有所影響，以當(dāng)?shù)貧夂驐l件來看，經(jīng)過十年的使用時(shí)間后，可能會(huì)因?yàn)闊艟叩撞孔兩?%的影響程度。

  LED路燈在照明應(yīng)用上節(jié)能的潛力相當(dāng)大，從這個(gè)示范計(jì)劃評(píng)估結(jié)果可以得知，LED路燈的設(shè)置對(duì)于當(dāng)?shù)鼐用癫徽撌窃诳梢暢潭纫约耙归g安全上都有相當(dāng)正面的影響。然而，目前LED的初始成本費(fèi)用高昂，經(jīng)濟(jì)效益以及可回收周期仍是相關(guān)單位及廠商相當(dāng)重視的一個(gè)主要問題，即使LED這一新興技術(shù)在目前提倡環(huán)保節(jié)能的趨勢(shì)上逐漸受到多數(shù)廠商的接受，未來仍需要政府部門更多的經(jīng)費(fèi)關(guān)注，補(bǔ)助地方進(jìn)行示范性計(jì)劃與評(píng)估，并降低廠商的初始投資成本，方能讓LED在未來的路燈市場(chǎng)更有發(fā)揮的展望與成長(zhǎng)空間?？上驳氖牵壳爸袊?guó)LED路燈正在政府工程的帶動(dòng)下，如十城萬盞計(jì)劃，以及奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)、大運(yùn)會(huì)的示范，正迸發(fā)出前所未有的發(fā)展商機(jī)，不過在此背景下我們也注意到出現(xiàn)廠商一窩蜂搶進(jìn)該市場(chǎng)的現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，忽視技術(shù)研發(fā)，過度冒進(jìn)導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中問題頻出，反而導(dǎo)致用戶對(duì)LED燈源的質(zhì)疑，例如近期光電新聞網(wǎng)編輯得到的消息，深圳最近正在科技園某路對(duì)LED路燈進(jìn)行評(píng)估，由于是開放式測(cè)試，任何廠商都可以參與，不過在短短一個(gè)月內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)提供的LED路燈出現(xiàn)死燈現(xiàn)象，部分程度影響了用戶對(duì)LED燈具的信心。因此，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和儲(chǔ)備，提高產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定度將是影響未來LED路燈能否真正普及的重要因素。