大学校园节能LED路灯的实施方案与效益分析

　　1 概述

　　在全世界节能减排的呼声下，节能浪潮风起云涌，随着半导体科学技术的发展。高亮度发光二极管制作技术取得巨大的突破，国家希望推广和采用高光效光源，逐步取代低光效光源。而 LED 路灯由于具有结构简单、效率高、重量轻、安全性能好、节能效果好、无污染、免维护和寿命长等特征，适用于新建的道路照明和道路照明灯具节能改造。LED 路灯首先是把有限的光通量光分的利用到有效的照射范围，同时也兼顾眩光的产生，此特点用在学校道路照明恰到好处。

　　广东机电职业技术学院北校区拥有路灯 130 多支，主要是保障校区的道路照明及学生晚修下课回宿舍照明以及校区的公共照明。新校区建成投入使用至今，路灯的开关由晚上 18:00- 5:00,每盏功率 250W.由于路灯安装高度达 9 米，对维修工作提出艰巨的要求，需要使用笨重的升降平台，多人推拉、费时、费力，且路灯故障频繁（灯泡、镇流器、电容、触发器等烧坏）。镇流器的烧坏一般会对地短路引起开关跳闸，造成片区的道路断电没照明，学生出入活动不安全，故障的排除比较麻烦（要逐一拆线排查）。而 LED 路灯寿命长、重量轻、免维护正符合该校路灯的要求。经过观察、计算、提出申请，经学校领导及部门领导研究、讨论，决定采用 LED 路灯。

　　2 实施方案

　　功率因素是改善电压质量及提高用电设备的工作效率，在该校现有路灯中，高压钠灯其附属配件有：镇流器、触发器、电容器、灯泡。其中镇流器属感性负载，电路当中由多盏路灯并联使用，由公式 P=UIcom￠可知，功率因素越小其输出功率有效值越低。在该校区的路灯电路中测得为 0.8.然而当使用 LED 路灯时，因为 LED 为发光二极管，通过降压、整流后所需的电压为几伏，电流相当小，其功率因素为 0.98 以上。可见功率因数的降低对该校减小无功损耗至关重要。

　　因此，针对校区原有路灯的光亮度，结合厂家生产的LED 路灯作比较，决定采用（中山）研森生产的 LED 路灯，LED 路灯与常规路灯不同，采用低压直流供电、由基本功率型蓝光 LED 与黄色合成的高效白光，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于道路。但其功率有 20- 150W 之多，比较其光穿透力范围，该校区路灯的原有高度（9 米）决定采用50W 的 LED 路灯（具体性能见表 1）。这也迎合国家倡导节能环保的号召，节能降耗，降低用电成本，创造更大的效益，营造一个节能环保的良好氛围。LED 路灯还有一个好处，其外罩可用制作，耐高温达 135 度，耐低温达 - 45 度，在该校区的道路上使用恰到好处。

　　3 效益分析

　　3.1 电费节约效益分析

　　针对现有照明路灯数量之多，而且每盏灯的功率之大（是 LED 灯的 5 倍），根据路灯开关时间：18:00- 5:00 共使用 11 个小时，学校为此支付不非的电费（具体如表 2 所示）。由现有路灯功率可知为：250W,每晚的开关时间为11 小时，即一盏灯一天的耗电功率是：（250W÷1000W）×11=2.75（kW）。一盏灯一天的用电费是：2.75kW×0.61（元）=1.68（元）。校区路灯一天的用电费是：1.68（元）×130 （支）=218 （元），一年的用电费是 218 （元）×365=79570（元）。而采用 50W 的 LED 节能路灯灯具时，即一盏灯一天的耗电功率是：（50W÷1000W）×11=0.55（kW）。一盏灯一天的用电费是：0.55kW×0.61 （元）=0.34（元）。每晚同样的开关时间使用，校区路灯一天的用电费是：0.34（元）×130（支）=44（元），一年的用电费是 44（元）×365=16060（元）。原有路灯总用电量减去更换了 LED路灯总电量：79570-16060=63510（元），节省了：63510元，为学校节省了一笔可观的电费支出。

　　3.2 改造工程效益分析

　　由于该校区路灯已投入使用 4 年，按目前高压钠灯使用计算，其置换率亦有 90% 以上了，在这方面，既增加维修人员的工作量，又增加学校的维护成本支出，按目前每年校区路灯维修成本支出大约 5000 元。然而，该校采用LED 路灯时，购回价格大约 500 元一盏，整体更换所需价格：130×500 元 =65000（元）。按厂家承诺保修 2 年计算，原校区路灯维护成本费用：5000 元×2=10000（元），用电费用：79570×2=159140（元），合计：169140 元。而 LED路灯购回费用：65000 元，每年用电费：16060 元×2=32120（元），合计：97120 元。相比较节省费用：169140-97120=72020（元）。

　　此外，因校区路灯的高度有 9 米高，要将原有路灯拆除再安装上新的 LED 灯，然而灯杆的原有配套与新的路灯不同。而且厂家暂时没有灯座支架。需要订做支架且价格不菲，经过学校配套，部门领导决定，自己采购回原材料进行加工灯座，相比厂家订做省下一倍的费用。

　　4 总结与讨论

　　综合上述比较结论，首先，安装上新型环保、节能的LED 路灯在该校区路灯的电费上每年节约 79570 -16060=63510（元），比原有路灯用电费减小了 63510 元，节约电费 4 倍，这是一笔可观节省电费支出；其次，在路灯更换工程上，经测算与继续在原寿命基础上使用 2 年原钠灯相比，进行 LED 灯更换工程反而可节约 72020 元；第三，由于高压钠灯的寿命在 8000 小时（1 年有 4015 小时工作），如果按路灯每天使用 11 小时计算，高压钠灯的寿命一般为 2 年，所以在 2 年以后置换率在百分之 80 以上，在该校区的现有路灯已使用 4 年，可见其故障之高、维修任务之艰巨，而 LED 路灯却不同，一般寿命有 6 万小时，如果按每天使用 11 小时计算，寿命为 15 年，而且厂家保修 3 年；此外，项目改造期间，作者作为学校维修组的一员也积极参与校区路灯的改造，利用暑假期间积极带动维修人员，本着为学校节省改造经费，加班加点顺利完成路灯的改造项目，也可以为 LED 灯改造工程节约大量的人工成本。由此可见在使用和性价比上，LED 灯和钠灯作比较是有很大的优势的。最终，经过几个月的投入使用，路灯的运作正常，也得到学校领导及部门领导的认同赞赏。

　　参考文献：
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