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LED路灯迈入“后性价比时代”,中科芯源“主打”10年光衰低于20%

2017-08-03 09:33 来源:高工LED 关注度:11022次 字体:   原创申明 投稿
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随着LED芯片及驱动电源技术提升,困扰着LED路灯的散热、光衰、电源等问题得到解决,同时价格的持续快速下降提升了LED路灯的性价比。

  随着LED芯片及驱动电源技术提升,困扰着LED路灯的散热、光衰、电源等问题得到解决,同时价格的持续快速下降提升了LED路灯的性价比。

  国内LED路灯逐渐代替传统路灯成为新安装路灯的主力,同时未来LED路灯的智能控制特性更强化了LED路灯产品的优势,在当前节能减排的大背景下,各地政府正在广泛推广LED路灯产品。

  高工产研LED研究所(GGII)调研数据显示,受益于国内LED市场集体回暖,2016年中国国内LED路灯市场规模达到94.6亿,同比增长15.4%,截至2016年底国内LED路灯渗透率接近30%。GGII预计,截至2017年底国内LED路灯渗透率接近40%。

  福建中科芯源光电科技有限公司(以下简称“中科芯源”)作为国内领先超大功率专业照明解决方案服务商,在通过大量的用户调查之后,中科芯源调整研发计划,在道路照明上投入大量经费,针对替换模式以及合同能源管理模式,发布一个全新的道路照明产品系列-T1系列,包含路灯、隧道灯、高杆灯,产品主要应用于主干路、次干路、支路、交汇区、隧道照明等。

  影响LED路灯寿命的因素

  中科芯源营销总监杨延辉透露,通过我们对客户的走访调研发现,影响LED路灯使用寿命的因素主要有以下四点:

  第一、防护等级失效:很多的路灯光源腔出现水珠,拆解发现由于长时间的户外环境使用,原有的密封胶出现黄变、老化、粘性降低,由于呼吸效应,水汽进入光源腔形成水珠。另外,由于水汽的进入造成SMD灯珠焊盘短路,单颗光源短路造成同属一串断路,造成灯具部分死灯,有害气体进入造成光源表面胶体硫化腐蚀,胶体开裂造成金线拉断也会造成死灯;

  第二、散热不足:调查发现绝大部分的灯具采用的散热器,为了节约成本散热面积不足,冷热比超出合理范围,给光源留出散热余量不足,造成灯具工作温度过高;

  第三、电源:我们发现大部分灯具电源长期裸露在户外,对电源没有做防护,很多灯具厂家对电源的IP67防护等级理解有个误区,认为IP67可以直接裸露在户外环境中使用,其实IP67等级测试标准是水下1米通电30分钟就可以通过,比较简单的测试较容易通过,路灯电源在工作过程中遇到下雨瞬间降温会产生呼吸效应,水汽会进入电源内部,造成PCB板短路造成电源失效;水汽还会造成灌封胶与铝壳剥离,降低了导热作用造成电源内部温升;还发现灯具电源直接贴合在散热器上,未考虑到散热器热量叠加给电源,电源温度每提高10°会降低一半的使用寿命,同时失效率会提高20%,这是因为电解电容的特性决定的,日系的电解电容105°时寿命是10000h,温度每降低10°会增加一倍的寿命,反之会降低一倍寿命,英飞特电源产品质量保证书里面都会标出质保壳温,温度对于电源寿命影响极大;连接线的老化也会对寿命产生影响,塑料类产品在紫外线下会造成分子链断裂,出现表面绝缘层变硬、发脆、脱落;

  第四、光衰:选了一盏使用3年的灯具,实测地面照度与初始值相差40%以上,导致光衰的因素有很多种,首先是光源光衰,原因是光源芯片本身的衰减,芯片厂商给出的数据国产芯片耐受结温是125°进口芯片是145°,保证其在耐受结温下芯片理论寿命可以达到50000h,有些路灯在使用中色温越来越高,从最初的6000K变成7000k甚至出现蓝光,特别是在北方下雪以后,能够营造一种幽冷的氛围,造成色温飘高的原因是因为LED发光原理是蓝光芯片激发荧光粉发出白光,如果荧光粉效率降低就会导致过多的蓝光发出,致使灯具色温飘高,造成荧光粉失效的原因有光源的温度过高和荧光粉自身的衰减特性;其次是透镜老化造成光线透过率降低,调查发现客户使用的路灯产品采用PC透镜,在户外环境中受到紫外线以及汽车尾气侵蚀,造成产品黄变老化影响透光率,造成灯具光效降低。


  “除此之外,我们还发现很多北方路灯管理部门偏向于使用低色温路灯,沟通后发现低色温的路灯在下雪天能够提高道路的范围的辨识度,2200K相比6000K更会使人感觉舒适,以前主要应用低压钠灯和高压钠灯。低压钠灯的放电辐射集中在589.0纳米和589.6纳米的两条双D谱线上,它们非常接近人眼视觉曲线的最高值(555纳米),低压钠灯辐射单色黄光,其辐射光谱纯正、稳定、无杂散光,该波长光线透雾性强,所以低压钠灯,也适宜于多雾区域的照明;针对低压钠灯单色性太强,显色性很差,放电管过长等缺点而研制的高压钠灯,高压钠灯相对低压钠灯,具有显色指数高、寿命长的特点,同时也也具有较高的穿透性,色温主要在2200-2500K之间。钠灯应用在道路照明的最大优点就是对雨、雪、雾的穿透能力。

  因为LED显指高能够提高物体辨识度,总体能够提高道路的交通安全。”杨延辉如是说。

  解决LED路灯寿命问题方案

  针对以上的问题,中科芯源开发出T1系列路灯,整灯的防护等级能够达到IP66,密封采用硅胶压圈不采用胶体,杜绝胶体老化产生的防护失效问题,独立的电器腔体能够保护电器以及内部连接线不受到外部环境侵蚀。

  在电源散热方面首次采用导散一体设计,能够在使用中降低电源工作温度10°以上;光源方面采用自有封装KCOB光源,KCOB采用透明荧光晶体作为封装材料,该材料是经过上千度高温烧结而成,不存在荧光粉,材料具有很好的导热特性实现横向导热,结合3D立体封装结构,实现上下双通道导热。

  同时,透明荧光晶体表面经过微结构处理,比胶体封装提高了5%以上出光效率,双向热量传导使得光源TC点温度在60-70℃,保证芯片结温在125°以下,使其工作在最佳状态;透镜采用高硼玻璃材质,可以杜绝紫外线以及各种气体的影响,灯具使用周期中光效不会受到透镜影响,整灯10年光衰指标能够控制在20%以内,而2200K低色温最为接近钠灯色温,显指和光效远高于钠灯能够达到Ra80,光效120lm/w,是EMC合同能源管理项目的最佳选择。

  目前,中科芯源LED路灯工程案例主要集中在合同能源管理项目和节能改造项目,在福州高新区、尤溪县、连江县、菲律宾、多美尼加等十几个地区国家得到了应用。

  杨延辉表示,“中科芯源TI系列LED路灯相比传统高压钠灯,色温近似原有钠灯色,通过配光设计均匀度大幅提高,在达到国标要求的情况下,节电率能够达到60%以上,并且低色温高显指提高道路清晰度和道路交通安全。”

  优化LED路灯管养经费水平

  近日,珠海市市政和林业局组织市城建设施管理中心开展《珠海市城市照明设施养护费用指导标准(试行)》(以下简称《指导标准》)的编制工作,现已形成报批成果并在其官网上向社会公示一个月。

  城市照明养护工作内容主要包括变配电设施、线路设施和照明设施。据了解,该指导试行标准适用年限暂定为三年,待国家或行业出台相应的指标后,再视情况进行调整。

  《指导标准》中具体的管养经费:“LED 路灯保修期内(不含灯具)养护单价为270 元/盏·年计取,保修期外LED 灯养护单价标准为405 元/盏·年(含更换灯泡和电源以及人工费、机械费及材料费等)”。

  据杨延辉分析,“LED路灯是否可以继续使用取决于光衰是否大于30%,KCOB路灯可以保证10年光衰低于20%(提供终身质保服务)。据了解,目前市面上的电源质保时间都在五年左右,通过降低电源工作温度,降低电源失效率,也有厂商将电源置于灯杆检修口,都是为了减少维护成本。”

  智能路灯建设将迎快速发展机遇

  时下,智慧城市由概念探索逐渐步入实质建设阶段,随着智慧城市建设的加速推进,以及物联网、云计算等新一代信息技术的广泛应用,智能路灯建设将迎来快速发展机遇。预计到2020年,我国LED智能路灯市场渗透率将提升至40%左右。

  在杨延辉看来,“LED照明现在已经成为世界上大多数城市传统街道照明的标准替代品,智能控制开始变得越来越广泛并且逐渐与LED照明一起部署。世界各地的许多城市都有可能在更长期的过程中用新的更高效的LED照明设备替代现有的路灯,LED路灯接入智能控制能够在现有60%节能基础上再提高15%节能效率,智能控制能够实现按需照明,能够将现有路灯资源整合管理搭建物联网平台,通过路灯物联网管理井盖、垃圾桶、监控、广告牌等等,智慧照明是未来LED路灯的发展方向。”

  的确,路灯有着遵循着城市的道路、街道分布的特点,如血管和神经一样覆盖城市的躯体,并且路灯具备了“有网、有点、有杆”三位一体的特点,是智慧城市的主要载体,所以智慧路灯将是智能化城市改造的第一站点,是城市迈向智慧化进程的主要门槛。

  未来,随着物联网、5G网络、云计算等新一代信息技术的广泛应用,智慧城市已成为必然趋势,而智慧路灯作为智慧城市建设中的重要组成部分,不仅会得到政策的大力支持,也会迎来更加广阔的发展空间。


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