1、LED道路照明的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)及發(fā)展趨勢,清華大學(xué)深圳研究生院 半導(dǎo)體照明實驗室 錢可元 Qian Keyuan,采用LED路燈的疑惑,LED的發(fā)光效率無法和高壓鈉燈相比； LED路燈光色不夠亮，穿透性不夠； LED的照射過于集中，其照射的均勻度差； LED路燈的長期光衰嚴重，壽命不長； LED路燈本身自重過重，不利于安裝，防風(fēng)； LED色溫太高，刺眼;而高壓鈉燈色溫低，舒適，穿霧能力強。 LED路燈只適用于燈桿在8米以下的次干道。主干路宜采用低色溫的高壓鈉燈。 LED路燈造價過高，無法普及；,城市道路照明的技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計依據(jù),城市道路照明系統(tǒng)追求的目標(biāo),城市公共照明在我國照明耗電中占30%

2、的比例 ； 以439億kwh，平均電價0.65元/kwh計算，一年開支285億元。,城市道路照明系統(tǒng)追求的目標(biāo)應(yīng)該是： 只求夠亮，不求最亮！,衡量道路照明的技術(shù)指標(biāo), 亮度分布的均勻性： 亮度均勻的路面可以減少駕駛者眼睛由于不斷適應(yīng)明暗變化所起的疲勞感。 Uo（平均均勻度）Imin/Iav U1（縱向均勻度）Imin/Imax Imin道路上最小亮度 Imax道路上最大亮度 Iav 道路上平均亮度,路燈國家標(biāo)準(zhǔn),7,術(shù)語解釋,目前,快速路和主干道的照度規(guī)定值偏低,至少20lx以上。,路燈現(xiàn)狀,高壓鈉燈 光效 100lm/W (120lm/W) 主要用于主干道，快速路照明,照度2550lx 單盞

3、110400W 均勻度0.35左右 節(jié)能燈 光效 5070lm/W ，主要用于庭院照明,道路照明光源的要求,高光效； 必須滿足總光通量的要求； 長壽命； 要求能正常工作5年以上； 有利于形成照度與亮度均勻分布的光場； 耐候性； 溫度、濕度、紫外輻射,傳統(tǒng)路燈的技術(shù)參數(shù),高壓鈉燈 光效 100lm/W (120lm/W) 主要用于主干道，快速路照明,照度2550lx 單盞110400W 均勻度0.35左右 節(jié)能燈 光效 5070lm/W ，主要用于庭院照明,燈具系統(tǒng)的效率,照明利用系數(shù),要求照明區(qū)域,LED路燈的優(yōu)勢光學(xué)方面的優(yōu)勢,發(fā)光立體角??； 傳統(tǒng)路燈發(fā)光的立體角為4； 近似點光源，便于二次

4、光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計； 均勻度有望大大提高(0.7)； 總的光效高；,高壓鈉燈80-120 lm/w,照明效果比較的對象：高壓鈉燈。絕非白熾燈！,路燈光源光通量的計算,路燈光源光通量的計算,最理想的情況！,LED路燈的光學(xué)設(shè)計,1，傳統(tǒng)城市照明光源面臨的問題,顯色指數(shù)很低(約為30) 在點亮?xí)r溫度很高，產(chǎn)生嚴重的眩光 壽命較短，需要經(jīng)常進行價格不菲的維護作業(yè),傳統(tǒng)城市照明光源,LED路燈面臨的光學(xué)設(shè)計問題,常規(guī)LED遠場分布具有的朗伯型特征,低端LED路燈存在的問題,基本沒有光學(xué)處理單元，照明效果極差，節(jié)能效果不顯著 某一次干路(6車道，24米寬)的現(xiàn)有LED路燈實測：燈高10米，間距30米 最高照

5、度僅為14 lux，最低照度僅為0.8 lux，平均照度僅為4.8 lux，均勻度僅為0.17。,IES Streetlight Distribution Patterns,These patterns are largely based on the light pattern created by existing street lighting fixtures Most customers will want to keep these patterns because people are used to them,新型LED路燈系統(tǒng),封裝后的照度分布理論模擬圖,在35米長10米寬的矩形區(qū)域上能達到70%以上的均勻度 透鏡的效率達到了90%以上。,LED路燈工程實例,廣東東莞莞龍路LED照明工程,LED路燈工程實例,廣東東莞石龍1萬多盞大功率LED路燈改造工程,5. 新型LED路燈與現(xiàn)有路燈的比較,新型LED路燈與現(xiàn)有路燈的比較,LED路燈光源的問題探討,LED路燈行業(yè)現(xiàn)狀,1、傳統(tǒng)照明大企業(yè)觀望、試水； 2、眾多小企業(yè)百花齊放; 3、跳不出傳統(tǒng)燈具束縛 LED光源 LED燈具;,推廣LED路燈的難點,LED路燈成本高，一次性投入較大; 技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的滯后; 專業(yè)部門的思維定勢一時難以扭轉(zhuǎn); 還缺乏配套的扶持與鼓勵政策; 人們對LED的認識有個過程，包括部