LED智能型路燈

另外LED路燈光源(LED)具有很好的單一方向性，光取出率極高，而傳統(tǒng)的氣體路燈光源為全方位發(fā)光，依靠反光罩聚成單一方向光線，損失較大，光取出率大大不如LED路燈。因此在真正作用于路面上的光效傳統(tǒng)路燈明顯劣于LED路燈。可預(yù)見性效益分析以10公里鋪設(shè)700盞路燈對(duì)比經(jīng)濟(jì)效益,下面經(jīng)濟(jì)效益分析為理想分析,實(shí)際上可以從技術(shù)參數(shù)表的15和16項(xiàng)看出LED路燈優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)超出以理想分析。

目前LED路燈光源造價(jià)成本相對(duì)還比較高昂，因?yàn)長(zhǎng)ED發(fā)光原理是將電能直接轉(zhuǎn)換為光能，發(fā)熱量非常大，對(duì)散熱要求非常高。且就目前而言，還有一個(gè)問題就是LED光源存在亮度衰竭現(xiàn)象，雖然衰竭速度很慢，但是也是目前技術(shù)無法解決的一個(gè)問題，故全面使用替代普通光源還有一段比較長(zhǎng)的路子要走。

根據(jù)我國(guó)路燈照明現(xiàn)狀，小城市在晚上9點(diǎn)后，大中城市在凌晨2點(diǎn)以后，道路上行人、車輛已逐漸稀少。從這一時(shí)段直至清晨6點(diǎn)，在如此低交通流量的道路上仍然保持較高照度顯然沒有必要。據(jù)了解，城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30%的比例，約439億kWh，以平均電價(jià)0.65元/kWh計(jì)算，一年開支285億元。在市政開支極度緊張的今天，國(guó)內(nèi)絕大部分的城市和地區(qū)幾乎不約而同地采用了的路燈隔盞關(guān)燈的省錢方法，不僅導(dǎo)致了路面照度分布不均，給治安及交通安全埋下了隱患，而且后半夜電網(wǎng)電壓升高對(duì)路燈壽命造成損害，每年需更換大量燈具,因此不能稱作是真正意義上的節(jié)能。節(jié)能是在保證照明效果下點(diǎn)著燈節(jié)電。

以上智能控制的主要優(yōu)點(diǎn)是大幅降低了耗電，節(jié)約耗電達(dá)40%以上，避免了隔盞關(guān)燈的隱患。對(duì)于推廣高效、節(jié)能智能照明器具，配合照明實(shí)際情況有效進(jìn)行光能利用，節(jié)約照明用電具有極其深遠(yuǎn)的意義。

LED智能型路燈充分考慮了城市道路照明的實(shí)際狀況，采用單片機(jī)控制技術(shù)對(duì)路燈照度進(jìn)行動(dòng)態(tài)智能化管理，實(shí)現(xiàn)路燈人性化。由于LED路燈具有其它路燈所沒有的瞬態(tài)響應(yīng)極快的特性，電路上極易實(shí)現(xiàn)使用KHZ級(jí)的脈寬調(diào)制(PWM)方式對(duì)LED路燈的亮滅進(jìn)行占空比調(diào)節(jié)，(例如1ms內(nèi)亮0.5ms亮0.5ms滅此時(shí)其亮度為全亮?xí)r的50%)即調(diào)節(jié)了整體燈具亮度。工作于如此高的頻率下不會(huì)存在頻閃現(xiàn)象。通過對(duì)燈具設(shè)定,可在繁忙的時(shí)段使路燈保持較強(qiáng)的照度，在后半夜車稀人少時(shí)開始自動(dòng)調(diào)光，使路燈保持較低照度的照明。還可通過內(nèi)在編程器根據(jù)不同城市繁華度、照明實(shí)況、車流量情況人為強(qiáng)制性設(shè)定照度等級(jí)、設(shè)定強(qiáng)弱照度時(shí)間長(zhǎng)度比控制,以后路燈便可按照新設(shè)定周期性地執(zhí)行的程序。即實(shí)現(xiàn)了地方道路照明個(gè)性化。

電纜成本算法:10公里傳統(tǒng)路燈電纜電流I=700*250W/220V≈800A，需截面400mm2銅芯電纜，單價(jià)為360元/米，電纜成本為360*10000=360萬(wàn)元，LED路燈電纜電流I=700*50W/220V≈150A，需截面40mm2銅芯電纜，單價(jià)為60元/米，成本為60萬(wàn)元

耗電成本:計(jì)算方法以每天亮燈10小時(shí)，每度電以0.65元人民幣計(jì)算, 傳統(tǒng)路燈一年總耗電量700*250W*365*10h*0.65≈415187(千瓦時(shí))度合元, LED路燈一年總耗電量為:700*50W*365*10h*0.65=83037(千瓦時(shí))度合83037元。

光源壽命對(duì)比，傳統(tǒng)路燈3000-4000小時(shí)，LED路燈壽命在4萬(wàn)小時(shí)以上，等于是現(xiàn)今流通最好的高壓鈉燈5倍以上的壽命，高壓鈉燈更換5次以上，LED路燈才更換一次，如是產(chǎn)生光源成本、維護(hù)等等費(fèi)用。由以上種種分析可見安裝的道路越長(zhǎng)傳統(tǒng)路燈和LED路燈的性價(jià)比越明性。

隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，LED性價(jià)比不斷攀升，LED光源逐步取代各種傳統(tǒng)照明光源實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體綠色照明并不遙遠(yuǎn)!

智能型LED路燈充分考慮了城市道路照明的實(shí)際狀況，采用單片機(jī)控制技術(shù)對(duì)路燈照度進(jìn)行動(dòng)態(tài)智能化管理，實(shí)現(xiàn)路燈人性化。由于LED路燈具有其它路燈所沒有的瞬態(tài)響應(yīng)極快的特性，電路上極易實(shí)現(xiàn)使用KHZ級(jí)的脈寬調(diào)制(PWM)方式對(duì)LED路燈的亮滅進(jìn)行占空比調(diào)節(jié)，(例如1ms內(nèi)亮0.5ms亮0.5ms滅此時(shí)其亮度為全亮?xí)r的50%)即調(diào)節(jié)了整體燈具亮度。工作于如此高的頻率下不會(huì)存在頻閃現(xiàn)象。通過對(duì)燈具設(shè)定,可在繁忙的時(shí)段使路燈保持較強(qiáng)的照度，在后半夜車稀人少時(shí)開始自動(dòng)調(diào)光，使路燈保持較低照度的照明。還可通過內(nèi)在編程器根據(jù)不同城市繁華度、照明實(shí)況、車流量情況人為強(qiáng)制性設(shè)定照度等級(jí)、設(shè)定強(qiáng)弱照度時(shí)間長(zhǎng)度比控制,以后路燈便可按照新設(shè)定周期性地執(zhí)行的程序。即實(shí)現(xiàn)了地方道路照明個(gè)性化。

另外LED路燈光源(LED)具有很好的單一方向性，光取出率極高，而傳統(tǒng)的氣體路燈光源為全方位發(fā)光，依靠反光罩聚成單一方向光線，損失較大，光取出率大大不如LED路燈。因此在真正作用于路面上的光效傳統(tǒng)路燈明顯劣于LED路燈?？深A(yù)見性效益分析以10公里鋪設(shè)700盞路燈對(duì)比經(jīng)濟(jì)效益,下面經(jīng)濟(jì)效益分析為理想分析,實(shí)際上可以從技術(shù)參數(shù)表的15和16項(xiàng)看出LED路燈優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)超出以理想分析。

隨著LED產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步，其高效率、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保、無熱輻射等優(yōu)勢(shì)，已逐步取代高耗損的傳統(tǒng)燈源，而成為各國(guó)政府大力推廣的新世代照明主流。

智能型LED路燈采用第四代光源(LED)作為發(fā)光主體，具有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長(zhǎng)、安全可靠，光源出光率強(qiáng),有利于環(huán)保等特性。應(yīng)用于城市主干道 (Main road) 城市次干道 (Street) 工業(yè)園區(qū)道路、城鄉(xiāng)道路等領(lǐng)域。

智能型LED路燈的原理與各種應(yīng)用 智能型LED路燈加上各種感應(yīng)式ICT技術(shù)的配合，可以針對(duì)道路照明需求不同，而衍生許多額外的應(yīng)用，更加提升照明之效率與安全性。以下分別簡(jiǎn)介目前已發(fā)展之感應(yīng)式LED路燈種類。

(一)實(shí)時(shí)故障通報(bào)

以現(xiàn)行道路照明故障報(bào)修為例，因采取人工巡查方式，常受限于人力因素，易產(chǎn)生延誤修復(fù)，造成民眾諸多不便。臺(tái)灣資策會(huì)開發(fā)之LED照明智能節(jié)能全方位解決方案，利用電力線通信技術(shù)(PLC)傳輸用電設(shè)備的使用狀態(tài)，一旦發(fā)生故障，可立即偵測(cè)并進(jìn)行訊息提示，有效縮短修復(fù)時(shí)程，并降低傳統(tǒng)人力維護(hù)成本。

(二)照度彈性調(diào)整

上述臺(tái)灣資策會(huì)開發(fā)之智能LED系統(tǒng)亦可利用亮度傳感器、微波人車傳感器， 隨時(shí)偵測(cè)環(huán)境光線強(qiáng)度與人車活動(dòng)的變化狀態(tài)，透過ZigBee無線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)、電力線通信技術(shù)(PLC)，傳遞信息、分析、自動(dòng)調(diào)控?zé)艄獾牧髅鞫取Ｔ跓o人車活動(dòng)期間，由系統(tǒng)自動(dòng)將LED照明調(diào)整成符合環(huán)境安全的低流明照度，反之，在人車活動(dòng)密集期間，則以高流明LED照明，提高駕駛?cè)藛T的視線清晰度，確保行車安全性。

法國(guó)西南部的土魯斯市(Toulouse)在局部公共道路和大學(xué)校園里試辦感應(yīng)式路燈，能偵測(cè)行人和車輛的溫度，自動(dòng)將路燈亮度加倍，當(dāng)人車離開10秒后，就自動(dòng)恢復(fù)成昏暗的照明狀態(tài)。土魯斯市政府估算，感應(yīng)式路燈若試辦成功，將推廣到全市，省下至少一半的路燈耗電;法國(guó)的環(huán)保團(tuán)體鼓吹廣設(shè)感應(yīng)式路燈，既省電，還能保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

照度調(diào)整型LED路燈關(guān)鍵在于傳感器與照度調(diào)整邏輯。傳感器部份，以紅外線傳感器感測(cè)溫度，只要感測(cè)物體溫度超過35℃以上， 就視為人或車輛， 據(jù)此"通知"控制器把路燈的亮度調(diào)高，另一種方式則是利用影像辨識(shí)技術(shù)。

臺(tái)灣工研院能環(huán)所研究指出，供車輛行駛的道路裝設(shè)感應(yīng)式路燈，和住家門口的感應(yīng)燈不同，因?yàn)槿舢?dāng)人車靠近時(shí)才瞬間點(diǎn)亮，這會(huì)造成明暗對(duì)比過大，瞬間亮起來的燈光會(huì)形成"失能眩光"，影響視力，很可能因此造成交通事故。過了交通尖峰時(shí)段，路燈只要維持1/3或1/2的照度，過了午夜幾乎沒車時(shí)，照度還可以調(diào)到更低，省電效益相當(dāng)高。

甚至于透過傳感器， 在深夜有車輛經(jīng)過時(shí)，才將車輛經(jīng)過位置下一盞或下一排路燈加倍電亮，過一段時(shí)間過后，傳感器測(cè)不到人車就自動(dòng)恢復(fù)原先設(shè)定的亮度或完全熄滅。

可調(diào)光燈具是采用感應(yīng)式路燈的先決條件，最普遍的水銀燈沒有調(diào)光功能，鈉燈雖可調(diào)光，但調(diào)整速度緩慢，并不理想，可變換亮度、顏色的 LED燈是當(dāng)前感應(yīng)式路燈的首選。

(三)色溫彈性調(diào)整

汽車平時(shí)夜間開車，頭燈是白光或淡黃光，配有$霧燈的車輛遇到起霧，就能靠霧燈提高能見度。智能路燈亦可透過傳感器，自動(dòng)偵測(cè)起霧、光線和緊急事故時(shí)，彈性調(diào)整高速公路的路燈顏色。