LED进军隧道照明领域势不可挡

近期,复旦大学教授、电光源研究所所长、光源与照明 工程系系主任刘木清分析了LED 在隧道照明中的应用研究,引起了业界的热烈讨论。隧道照明目前的主要光源是荧光灯、高压钠灯及金卤灯等,LED的特点决定了它未来在隧道照明中的潜力。

一、隧道照明的主要光源比较

目前,隧道照明的光源主要有高压钠灯、荧光灯、金卤灯等.其中,高压钠灯光效高、紫外辐射少、可在任意位置点燃、耐震、寿命长,在隧道照明特别是山地等城市外的隧道中大量使用,而荧光灯、金卤灯等近年来在城市隧道照明中获得大量的应用。LED是近几年发展很快的光源,其光效等性能指标快速提高而价格快速下降,因而在显示、景观照明等成功应用的同时在道路照明等定向照明中逐步获得应用。

二、LED作为隧道照明光源的特点

1、LED隧道灯的整体光效

LED隧道灯的整体效率除与采用的LED的光效相关外,还与三个因素有关：二次光学设计达到的光线利用率、良好散热以保证的LED输出光通量维持性能及LED驱动电路的效率。以上几个部分的效率相乘得到LED隧道灯的整体光效。

通过对LED发光机理的研究,可以推算出LED的辐射光谱效率可达350lm/w,由于LED发光机理上是冷光源,且辐射中光谱全在可见光范围内,因而实际效率有望更接近理论值。即使考虑到工艺上的局限,实际LED光效如果达到理论值的一半也很可观。光效的提高意味着对能量利用效率的提高,当LED的生产工艺发展成熟之后,在和传统隧道照明光源的比较中LED的节能优势将得以凸显。

其次,与传统光源相比,LED体积小,在许多应用场合甚至可以将其当作点光源来处理,这就给灯具 的光学设计带来很大的灵活性。同时,传统光源灯具中由于光源尺寸较大而存在的光源遮挡与吸收作用在LED灯具中也不存在了。

再次,LED只向半空间发出光线,这意味着不加任何形式的反射器,光源发出的光线也能全部射向受照面方向,这一特点决定了LED灯具有望做到90%以上的灯具效率。同时通过合理的光学设计达到很高的光通利用率。

以上是LED用于隧道照明在整体光效方面可能的优势,但如何将其优势转化为实际的可应用产品,尚需解决许多技术问题。LED是与高压钠灯等传统光源很大不同的光源,用于隧道照明不能简单的将LED取代现有的光源,也不能简单的点亮LED即用于隧道照明。如何整合LED隧道灯具的各个部件以达到对光源光通量的最大利用率进而最大限度地实现照明节能是我们面对的挑战。

2、LED隧道照明灯具的寿命

隧道照明由于是24小时点灯,一年即8760小时,连续点灯4年约35000小时。且由于隧道内灯具的更换非常麻烦,因此,对隧道灯具的寿命要求是很高的。

灯具中影响寿命的主要是光源与镇流器,灯具及玻璃等寿命很长。在传统光源包括荧光灯、金卤灯、高压钠灯,都是灯的寿命比镇流器短,因而往往个更换灯管的方法延长整个灯具的整体寿命。LED灯具中,LED器件的理论寿命很长,因此,LED的驱动器的寿命变成瓶颈。

传统光源中,无极荧光灯作为荧光灯的一个变种,其寿命很长,一般认为可达5万小时以上,但其点灯为高频交流信号,相应的镇流器技术较为复杂,因而其寿命将是主要瓶颈。

3、LED隧道灯的市场应用情况

从LED市场发展的轨迹和生产技术的不断进步看来,目前制约LED作为照明光源推广的价格过高等问题将逐步得到解决,LED在各种照明中的应用必将逐步普及和深入。按照业内分析,LED的价格下降趋势是每24个月下降一半。因此,随着LED价格的快速下降,与传统光源相比,LED的优点所造就的灯具效率高、使用方便、环保性好、寿命长等特点将更加突出,特别是在定向照明包括隧道照明等领域将迅速得到推广。

目前LED的应用还大多应用在山岭公路隧道。应用效果各不相同,应用中尚有诸多问题,如光衰大、结温高、灯具结构不尽合理、照明均匀性差、驱动电源寿命、质量参差不齐等。就拿在设计长江隧道LED照明 应用时,需要加强系统研究,形成技术指标和系统设计以确保LED在上海长江隧道工程应用的可行性。

三、上海长江隧道照明工程LED的应用

上海长江隧桥(崇明越江通道)是国家十一五重大建设项目。工程师经过近两年的实验,才决定在该工程的隧道中主照明采用LED。

1、上海长江隧桥(崇明越江通道)工程简介

上海上海长江隧桥(崇明越江通道)工程位于上海东北部长江口南岸、北港水域,是我国长江口一项特大型交通基础设施项目,也是上海至西安告诉公路的重要组成部分。该工程的建设对形成和完善沿海交通大通道,充分发挥上海市的区位优势,促进沿海开发带经济发展跃上新台阶,进一步实现国家 两沿战略 ,提高和强化上海市的辐射功能是十分必要的,并具有十分重要的战略意义。工程起于上海市浦东新区的五号沟,经长兴岛到达崇明县的陈家镇,全长25.5KM,采用南隧北桥方案,按双向六车道的高速公路标准设计,其中穿越南港的上海长江隧道工程全长8.95KM,江中圆隧道采用盾构法施工,长7.5KM,设计时速80KM/S。该隧道拟在基本段采用LED照明技术,以此实现隧道运营过程中的环保节能。此规划迈步早,需配套大量调研、测试、评估工作,具有很强的科研探索性质。由长江隧道指挥部、复旦大学电光源研究所;上海隧道设计研究院联和成立的上海长江隧道工程半导体照明 应用课题组在相关技术规范制定和测试等领域做了大量的工作,积累了大量的一手数据,并摸索出一套LED隧道照明评价工作方法,为同类工程提供了借鉴,为LED作为照明光源的推广创造了有力推手。



相关词语：  灯管  电源  光源  高压钠灯  镇流器  LED价格  半导体  效率  问题  延长  隧道照明  工程  市场  LED灯  优势  LED的应用  工艺  简介  照明