公路隧道太陽能LED照明難以取代LED隧道燈傳統(tǒng)供電系統(tǒng)

15-09-18 江蘇旭高照明電氣www.qhdbinqiang.cn

隨著經(jīng)濟迅猛發(fā)展,我國電力需求以每年超過20%的速度增長。按照目前經(jīng)濟發(fā)展趨勢和中國資源情況,2010 年和2020 年的電力供應(yīng)

單靠傳統(tǒng)的煤、水、核是不夠的,尚存在一定缺口,需要由可再生能源發(fā)電來填補。目前采用的常規(guī)照明系統(tǒng)耗電量大、費用高且存在安全

隱患,因 此,在2004 年交通部西部交通建設(shè)科技項目管理中心提出的《公路隧道太陽能照明系統(tǒng)研究》項目帶動下,國內(nèi)展開了相關(guān)研究

。

    2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析

    我國公路隧道照明燈具研制起步較晚,基礎(chǔ)較差,特別是針對隧道照明燈具和特性方面的深入研究更為缺乏,設(shè)計、制造的燈具與國外

存在較大差距。近年來,除復(fù) 旦大學(xué)、上海燈具研究所、重慶交通科研設(shè)計院、浙江交通規(guī)劃設(shè)計院等擁有研究條件和一定的試驗設(shè)備,

并已逐步開始重視隧道燈具研究外,大部分燈具廠家沒有 公路隧道燈具研究條件和試驗設(shè)備,自主開發(fā)隧道燈具能力差。國內(nèi)隧道燈具廠

多為小廠或主要從事其他領(lǐng)域照明器材生產(chǎn),技術(shù)、工藝和裝備落后,生產(chǎn)分散,專 業(yè)化水平低,效益不高。

    在我國公路隧道照明燈具開發(fā)方面,缺乏足夠認(rèn)識和必要投入,與國外照明電器工業(yè)生產(chǎn)集中度相比,遠未達到應(yīng)有的經(jīng)濟規(guī)模。由于

公路隧道一旦投入使用,正常 狀態(tài)下照明系統(tǒng)幾乎處于長期點亮狀態(tài),因此隧道照明效果要可靠的光源來實現(xiàn),而選擇一種適宜的光源更

是隧道長期照明的重要環(huán)節(jié)。而國內(nèi)使用的隧道燈具大多 存在光帶窄、配光質(zhì)量不夠,能耗高,質(zhì)量穩(wěn)定性差,壽命短,檔次不高的問題

,直接導(dǎo)致公路隧道照明效果不佳,不能滿足公路隧道照明要求,嚴(yán)重影響行車安全 性,所以隧道照明的光源應(yīng)滿足隧道特定環(huán)境下的光

效、光通量、壽命、光色和顯色性要求,同時還能保證在汽車排放形成的煙霧中有良好的能見度。

    因此,為減少中短隧道照明系統(tǒng)總功耗,降低太陽能供電系統(tǒng)成本,滿足遠離供電場所的照明要求,國內(nèi)外在節(jié)能環(huán)保巨大壓力下,采

取相關(guān)政策鼓勵和推廣LED 照明產(chǎn)品以降低系統(tǒng)功耗。

    近年來,隨著LED 技術(shù)研究水平的不斷提高,采用LED 照明的研究逐步深入。美國波士頓LightResearch Center 研究中心在LED 技

術(shù)研究方面,開發(fā)出了一種藍、黃波長的半導(dǎo)體光源,其所發(fā)出光令人感覺為白光。這種LED 的光效與目前市場上LED比要高10 倍甚至更

高,但目前尚未商品化。另一公司0SRAM 0S 公司開發(fā)的薄型MD,只有6mm 高,沿邊安裝(s5de-mounted) 將光射入一個導(dǎo)光材料

(Hght-guidemateria),其光均勻地分布表面。這種模塊可以為燈具廠生產(chǎn)商所用,內(nèi)置于產(chǎn)品,作通道、走廊、劇場或 影院座號定向

照明,其模塊能耗從一瓦到幾瓦不等。

    而對LED 相關(guān)產(chǎn)品,奧地利照明設(shè)計公司采用14000 只白光和彩色LED 混合照明整個房間,光照水平達到600~700Lux,足夠一普通辦

公室照明。用計算機計算白光、藍光、藍/綠光、琥珀和紅光二極管混合效果,以獲得 2500~3000K 暖色溫,其顯色指數(shù)非常接近最好的熒

光燈。

    在瑞典,SwedZsh NatiONalRoad AdminZSTration采用LED 作交通信號燈,以減少對發(fā)熱量大的傳統(tǒng)交通信號燈的需求。

    2005 年,美國、日本、歐洲八大集團公司共同組成的固態(tài)照明系統(tǒng)及科技聯(lián)盟ASSIST 制定了“普通照明用LED 壽命”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)

定了普通LED 壽命的定義、器件和系統(tǒng)測量方法。

    同年,日本出臺改善與提高能源使用的促進稅法,明確規(guī)定企業(yè)或機構(gòu)使用LED 照明取代白熾燈照明,可獲得投資額130%超額折舊,

或者是投資額7%的稅率減免。歐盟2006 年7 月開始實施《在電子電氣設(shè)備中禁止使用某些有害物質(zhì)指令》,限制含汞的熒光燈管的使用;

美國加州立法者提議到2012 年實行白熾燈禁止令;2007 年2月澳大利亞政府宣布將逐步淘汰白熾燈。

    而國內(nèi)LED 僅處于照明應(yīng)用的初級階段。為使LED 真正進入照明領(lǐng)域,國家“863”計劃新材料領(lǐng)域給予資助,令相關(guān)產(chǎn)業(yè)取得了重大

的進展。一些科研院所,如中國科學(xué)院物理所和長春光機與物理所、北京大 學(xué)、北京有色金屬研究院、石家莊十三所等單位也相繼開展了

這方面的研究工作。目前已取得了可喜的進步,正在縮短與國際先進水平的差距。當(dāng)前市場上的白光 LED 大都是國內(nèi)LED 廠家采用進口芯

片和熒光粉自行封裝的。由于技術(shù)力量和自主開發(fā)能力薄弱,藍光芯片的選用和白光LED 的性能受到一定限制和影響。

    由此半導(dǎo)體照明燈逐漸進入了公路隧道照明領(lǐng)域,對傳統(tǒng)照明燈具發(fā)起了挑戰(zhàn).可見,隨著國內(nèi)外LED 的迅速發(fā)展,相應(yīng)產(chǎn)品開發(fā)在普

及的道路上存在著價格障礙,但其較高的性價比大大彌補了這一不足。特別是在交通等領(lǐng)域,隨著行業(yè)不斷發(fā)展,LED 得到了更廣泛關(guān)注,

如道路信號燈、頻閃警示燈、可變情報板等。尤其,2004 年交通部西部建設(shè)管理中心基于解決無供電條件和供電條件不好的公路隧道照明

問題提出了《公路隧道太陽能照明系統(tǒng)研究》項目后,在吉林省建成全國第一座太陽 能LED 照明系統(tǒng)隧道的同時,國內(nèi)也已完成多座采用

常規(guī)供電的LED 照明系統(tǒng)隧道。

    目前,已建成的公路隧道LED 照明系統(tǒng)分為兩類,一類是針對高速公路開發(fā)的50W、80W、120W、210W 等不同燈具,采用較大功率燈具

,連續(xù)排列無光斑或小光班效應(yīng)方式,如吉林省小盤嶺隧道、廣東省龍頭山隧道、江西省黃竹山隧道、陜西柞小高速渡船口隧道、福 建泉

三高速曹源隧道等;一類是針對普通公路,供電條件不好的隧道,采用低功耗燈具,間隔排列,以減小功耗,降低供電成本,實現(xiàn)太陽能供

電為目的的設(shè)置方 式,如吉林省朝長公路花園隧道。

    3 結(jié)論

    目前國內(nèi)對于公路隧道太陽能LED 照明系統(tǒng)的研究和應(yīng)用開發(fā)中,亟待進一步解決的問題如下:

    (1) LED 照明燈亮度衰減較快,須進一步提高使用壽命。

    (2) 新型燈具在公路隧道中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

    (3) 冬季及陰雨天氣太陽能供電系統(tǒng)的合理配置。

    綜上所述,公路隧道太陽能LED 照明系統(tǒng)取代高壓鈉燈及常規(guī)供電系統(tǒng),還有漫長的道路要走,尤其是LED 衰減問題,直接影響燈具

的使用壽命。換而言之,不論是從改進LED 照明技術(shù)來看,還是從提高太陽能應(yīng)用水平來說,促進公路隧道太陽能LED 照明應(yīng)用都具有積極

意義。

 

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