一、節能減排工作的重要性和緊迫性
據國際權威人士預測,二十一世紀將進入以LED為代表的新型照明光源時代。被稱為第四代光源。LED發展歷史僅幾十年,但在照明領域的應用還是新技術,其發光效率在逐步提高,LED應用市場更加廣泛,特別是在全球能源緊缺備受各國各界關注的背景下,LED綠色照明市場前景引起全球高度矚目。被業界認為未來二十年它將替代白熾燈、螢光燈及鎢絲燈成為最大最具潛力的市場。節能減排是貫徹落實科學發展觀、構建社會主義和諧社會的重大舉措,是建設資源節約型、環境友好型社會的必然選擇,對於調整經濟結構、轉變增長方式、提高人民生活品質、維護中華民族長遠利益,具有極其重要而深遠的意義。也是我國對國際社會應該承擔的責任。我們要充分認識節能減排工作的重要性和緊迫性。照明在全球能源消費中占了20%。中國戶外道路照明約占整個照明用電量的30%,節電新能源與節能降耗是全世界所追求的目標,是必然的朝陽產業。據統計,2006年全球太陽能產值為124億美元,2008年將增長到260億美元,到2010年預計為422億美元,平均年增長36%。LED半導體照明,具有節能(比傳統節能燈節能80%以上)特點,可全面替代現有的公用照明和家用照明,若全中國80%照明使用LED產品,每年可節約三峽電站一年的發電量847億度。市場規模將達到5兆人民幣元之多。道路照明對LED而言是個嶄新的大市場.數字革命時代迎來6大朝陽產業:基礎創新與原理創新、軟體產業、新能源產業、節能降耗產業、基礎材料和新型元器件、電子製造專用設備。基礎創新、原理創新仍將是經濟發展的強大動力,通過基礎創新,原理創新,將顛覆產業結構和產品結構。中國產業要想不亦步亦趨地跟著發達國家走,必須進行產業的基礎創新、原理創新,大力發展基礎產業。國際照明委員會主席弗朗西茨.漢斯伯傑在海峽兩岸光電論壇暨產業對接會上稱對LED用於道路照明的前景看好,認為中國走在了LED照明技術應用的前列。 節能減排是中國可持續發展的必然選擇,節能減排是應對資源稀缺與環境承載能力有限的挑戰的必然選擇。近年來,我國的資源環境問題日益突出,節能減排形勢十分嚴峻。在資源稀缺與環境承載能力有限的情況下,傳統的高投入、高消耗、高排放、低效率的增長方式已經走到了盡頭。不加快轉變經濟發展方式,資源難以支撐,環境難以容納,社會難以承受,科學發展難以實現。節能減排是遵循人類社會發展規律和順應當今世界發展潮流的戰略舉措。工業革命以來,世界各國尤其是西方國家經濟的飛速發展是以大量消耗能源資源為代價的,並且造成了生態環境的日益惡化。有關研究表明,過去50年全球平均氣溫上升的原因,90%以上與人類使用石油等燃料產生的溫室氣體增加有關,由此引發了一系列生態危機。節約能源資源,保護生態環境,已成為世界人民的廣泛共識。保護生態環境,發達國家應該承擔更多的責任。發展中國家也要發揮後發優勢,避免走發達國家“先污染、後治理”的老路。對於我國來講,進一步加強節能減排工作,既是對人類社會發展規律認識的不斷深化,也是積極應對全球氣候變化的迫切需要,是樹立負責任的大國形象、走新型工業化道路的戰略選擇。財政部、國家發展改革委從今年起在全國實施高效照明產品推廣財政補貼政策。補貼採取間接補貼方式,由企業按中標協議供貨價格減去財政補貼(大宗使用者按中標協議供貨價格30%、城鄉居民按50%給予補貼)後的價格銷售給用戶,中央財政直接將財政應補貼的資金劃撥推廣企業。這是我國首次運用財政補貼手段支援涉及廣大消費者的終端節能產品推廣,也是財政補貼節能產品推廣機制的創新。以全面推動節能減排環保事業的發展。目前,照明消耗占整個電力消耗的20%,因此大大降低照明用電是節省能源的重要途徑。為了實現這一目標,業界有識之士以研究開發出許多節能照明器具。LED以高光效、長壽命、節電安全其固有的優越性,吸引著世界的目光,美國、日本、歐盟等國及臺灣地區,針對新世紀綠色照明LED新光源,進行實用性研究並取得新成果。近年來,日本日亞化工、豐田和成、SONY、佳友電工都已有LED照明產品問世。世界著名照明電器公司飛利浦、歐司朗、GE等也投入大量人力、物力、財力進行LED照明產品的研究開發和生產。臺灣目前LED產量僅次於日本列美國之前.
二、LED路燈照明運用的優勢分析
大功率LED新光源的問世,就是對上百年傳統照明理論顛覆性的技術創新,它低能耗、長壽命、綠色環保的半導體照明技術將當之無愧地成為最具發展潛力的照明替代產品。
1、大功率LED路燈的壽命長
對這個大家十分關注的焦點問題,正如許多國內外專家和公司的產品宣傳畫冊所描述的5-10萬小時,並持樂觀態度,其實,大功率LED路燈的壽命取決於以下幾點:
(1)LED光源的晶片品質,光衰減值。
(2)LED的封裝品質.一致性及可靠性。
(3)LED作為冷光源,但LED半導體本身會產生熱。LED的散熱,保證LED的良好工作條件。
(4)電源、恒流驅動的壽命品質保證。
2、節能效率高
照明工程是個系統工程,不管是明視照明還是氣氛照明都是通過電能轉換成光,再通過燈具投影,使某一個局部的被照面達到一定的照度、均勻度、顯色性,多個被照面的局部合成一個完整的照明工程,不能簡單的用功耗來比較,而是要通過綜合、全面的分析進行比較。
3、常規燈具與半導體LED照明燈具的差異化
燈具是光源、電源、燈罩和其他附件等裝配組合而成的照明器具,它又是用來控制光源、光線投照的方式,同時又能起到保護光源,提高照明效率的照明工具。常規路燈照明燈具主要由燈殼體、光源腔、電器室等組成。因其有足夠的殼體空間及活性炭和泡沫矽橡膠的密封安裝散熱,保證了光源的工作條件。其光源腔的防護等級IP65、電器室的防護等級IP45。常規路燈照明只要保證此防護條件,可以做成任意形狀,我國的常規道路照明燈具設計精彩紛呈,真是顯現出白天觀景、夜晚觀燈的景象。而半導體LED路燈的面世,其光源的長壽命獨特性,具有易合理配光的優越性,色溫的可變性,顯色指數高的優勢,低電壓、電流的光源供電具備了高效節能的發展趨勢。對於LED應用於路燈有先天的優勢,其優勢在於:
(1)LED作為點光源,如果設計合理,很大程度上可以直接解決傳統球狀光源必須依靠光發射來解決的二次取光及光損耗問題;
(2)對光照射面的均勻度可控,理論上可以做到在目的地區域內完全均勻,這也能避免傳統光源"燈下亮"現象中的光浪費;
(3)色溫可選,這樣在不同場合的應用中,也是提高效率、降低成本的一個重要途徑;
(4)LED路燈的光學合理性配光
LED與傳統的照明燈不同,它具有點光源、高亮度、窄光束輸出等特點。做LED路燈首先要考慮把有限的光通量充分的利用到有效的照射範圍,路燈要求的是路面照明效果,超出路面的空地不是路燈照明的有效範圍。因此,有效的控制光線的分佈範圍,使發光管發出的光成為一個長條形光帶沿路面方向鋪展,同時也要兼顧眩光的產生,是對LED新型燈具的設計人員提出的更高要求。
三、節電效益計算
1、安裝LED路燈後產生的節電效益包括下列五個方面:光源功率減少的節電效益;線路損耗減少的節電效益;變壓器損耗減少的節電效益;運行維護管理費用減少的經濟效益;對於新建道路由於照明功效率減少、變壓器容量減少、開關設備容量減少、電纜截面減少、以及安裝運輸費用減少所帶來的經濟效益。
2、照明燈具的功率、線路損耗、變壓器損耗由當地品質技術監督局測定,並作為節電效益計算的依據。
3、運行維護費用的減少包括原高壓鈉燈燈泡損耗減少,運行維護人員減少等,可參考歷年的開支情況。
4、節電效益一般是按合同簽訂時的電價為計算依據,若合同期內電價若有增減變動,合同中確定的節電效益不變。
有關採用半導體照明的節電效益,可參考東莞LED路燈的測試效果:
(1)按東莞市政府的規定,採用的半導體照明燈其節能必須在60%以上,也就是照明用電至少應減少60%;若按全市的路燈10萬盞計,道路照明用電超過1.5億KWH,故每年可節約電能0.9億KWH。
(2)由於半導體照明光源的使用壽命長,運行維護費用將大大減少,據統計資料分析,400W鈉燈,改用150WLED燈後,每年可節約250元的運行維護費用,250W鈉燈改用100WLED燈後,每年可節約150元的運行維護費用,10萬盞路燈計僅運行費用每年節約1,500萬元。
(3)若將每年節約的0.9億KWH電能用於其它工業項目,按萬元的GDP能耗為1.36噸標準煤,每度電燃燒0.35KG標準煤,則可創造2.3億GDP。
(4)節約用電相當於電廠可減少0.9億KWH的發電量,可減少煤的燃燒,減少二氧化碳和二氧化硫的排放,可減少對大氣的污染,節電0.9億KWH的電量,可減少3.15萬噸標準煤的燃燒,可減少2,700噸二氧化硫的排放。
(5)節能指標計算(每天按12小時計算):
每年節約電能=365天*12小時*(0.5度-0.16度)=1489.2度
每年節約電費=1489.2度*0.8元/度=1191.36元
經過LED路燈改造後,每盞燈每年節約電費1191.36元。如果整條路路面都採用LED路燈那麼每年將為國家節省大量的電能,就經濟效益而言,節省了大量的金錢。
四、LED技術進步空間依然很大。
LED在景觀照明已得到廣泛的應用,但在路燈照明領域它還是個新生事物。國際照明委員會也在制定相應的技術規範並積極研究準備出臺國際標準,這項技術的成熟還有發展空間:1、LED照明技術還需要不斷完善,繼續提高它的可靠性,如整流控制系統的集成化,光源散熱速度提升等,2、進一步減少光衰;3、減少讓人感到不太舒服的炫光;4、要降低製造成本;5、組織產學研聯動進行這一領域自主智慧財產權的研發,將上游高附加值的光源原材料及加工設備關鍵技術控制在手,才是我國LED廣泛大規模運用春天的到來時機。
五、LED道路及隧道照明專案運行
燈具首先是嚴格按照國家制訂的建設標準來建設,也充分考慮到高效、節能。為了深入貫徹落實科學發展觀,加快建設節能型社會,促進經濟又快又好發展,政府在節能降耗以及實施路燈節電改造等方面做了大量工作,也制定了很多政策和措施。目前,市政照明管理的路燈,基本上都帶著照明節電器,設置到夜晚12點以後,當人流量、車流量稀少的時候,發光的亮度已經降低了30%。我們認為在LED照明的應用推廣上,也應循序漸進,代表未來方向的LED路燈同傳統高壓鈉燈結合一起使用,不失為務實的辦法,建議:
1、政府應先安排在一路段更換安裝LED照明,與原有路燈作三個月的對照比較測試,得出實際的節能效果。
2、然後再選擇一個有代表性的地區,作為能源合同管理模式改造路人的試點鎮,取得經驗後再大面積推廣。
3、以點帶面,逐步推開
(1)將每年新增路段的路燈優先使用LED路燈;
(2)將代表城市形象的大道要道、各大高新開發區等,可優先安排更換;
(3)耗電大戶的主廠區道路、
(4)地鐵、隧道安全係數高,可安裝隧道燈。
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