LED路灯与传统钠灯的对比

前我国正在创建资源节约型、环境友好型社会，“绿色照明”的概念也在逐步深入人心。随着科技的不断进步，半导体材料应用技术的高速发展，小功率LED光源已广泛应用于的景观照明，大功率的LED路灯也越来越多的引起各方面的关注。

LED灯的发光原理  ：

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是由Ⅲ—Ⅳ族化合物制成，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，半导体晶片由三部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

高压钠灯的发光原理  ：

高压钠灯是利用通电后，电弧管两端电极之间产生电弧，由于电弧的高温作用使管内的钠汞齐受热蒸发成为汞蒸气和钠蒸气，阴极发射的电子在向阳极运动过程中，撞击放电物质的原子，使其获得能量产生电离或激发，然后由激发态回复到基态；或由电离态变为激发态，再回到基态无限循环，此时，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。

  大功率LED路灯是一种通过直流低压点亮发光二极管组来实现照明需求的一种新型照明方式，具有亮度高、显色性好等特点；另外，由于LED路灯的输入为低压直流，能与太阳能结合起来，使得太阳能LED路灯成为了未来道路照明方式的一种可能。

1、关于能效分析、比较

   应按照达到相同照度(亮度)水平，接近的照明质量标准的前提下比较两者的照明安装功率。由于高压钠灯大功率灯管(250~400W)光效高，可达130~1401m/W,而小功率灯管(100~150W)光效约为80~1001m/W，而现用大功率LED路灯多用1WLED管，其光效都差不多，所以宜分别对大功率路灯与小功率路灯作分析。

高压钠灯光效高，考虑镇流器损耗，灯具效率以及光道利用率等三个因素，综合效率若按0.55计，则钠灯的有效光效约为70~751m/W;而LED路灯的有效光效目前达100lm/W。

2、光源光色对道路照明效果的分析

   高压钠灯的相关色温(Tcp)为2100K 左右，属暖色温，其显色指数(Ra)只有23~25，显色性低;而LED路灯现在使用的色温多大于4000K-5000K，属冷色温，较好的产品，其Ra 可达70~80，显色性好。作为机动车行驶的快速道、主干道，偏黄色光的钠灯，对看清前方90~160m左右距离路面状况，效果比白色光略优，特别是对有雾、多尘的空气条件下，钠灯较有优势。对于人行道、商业步行街、居住小区等道路，LED的显色性优于钠灯，分辨人的状况更清晰，较有优势。

3、经济性分析对比

   根据50%节能效率，250瓦的钠灯（实际功率275瓦）用120瓦LED替换，可节电602.25度电/年（每天点灯11小时，节省功率150瓦）。经济效益明显。

4、使用寿命分析

   比较使用寿命应立足于整灯寿命。高压钠灯包括光源、电器附件(主要是镇流器、触发器)和灯具，钠灯用于路灯平均寿命3 年，节能型电感镇流器不会低于20 年，灯具也是如此。而LED路灯的使用寿命光率至70%可使用5万小时，10年以上使用寿命。

5、维持性能比较

   以城市路灯管理部门为代表的用户，更关心路灯的维护性能。按分析，钠灯的维护性能好，灯具只要擦洗，不必更换，镇流器很少更换，光源3 年更换一次，也很方便。而LED路灯使用飞利浦天狼星模组及驱动，完全实现免维护，总体寿命达5万小时，为客户带来更低的维护成本。

6、发光效率

LED光源的发光效率，100Lm/w左右。

高压钠灯光源的发光效率为100Lm/w左右。

7、透雾性

在道路照明中对于LED路灯对于大雾的穿透性的认识有很大的误区。大多数人一直认为LED路灯的穿透性要比传统照明光源钠灯的穿透性低，这是一个错误的认识。大多数人多是从网络上看到一些资料或是看到道路上的一些感官的感受，并没有做科学的评估与分析，从而认为LED路灯的光的穿透性差。在本文中将对此状况作一个科学的分析。

我们都知道可见光的范围是380nm到780nm之间，在此范围呢的光线都是可被人眼接受与识别的。也就是说所有灯具只有在此波段范围内的光才有利用价值，出了此范围人眼是无法识别的。本文对于穿透性的分析也只在此范围内进行。光谱图中可以看出LED的光谱要比钠灯的全面的多，两者的波峰都在580nm处，LED的蓝光部分只占总光通量的6%左右，而钠灯几乎没有。LED红光区的分布要比高压钠灯更宽泛。

 

高压钠灯和LED光源照明灯性能对比

1、使用寿命上比较 

   LED灯是一种半导体二极管，它的光源理论寿命都非常长（前提是满足在规定节温范围内，L70光衰标准下），但一个灯具的整体寿命不简单是光源寿命，灯具还包括透镜部分的影响。所以最终灯具的寿命应以所有灯具部件中寿命部件最短为限。当光通量衰减到30%时，其寿命达到了50000小时，而金属卤化物灯的寿命在6000-12000小时，高压钠灯的寿命是10000小时。

2 、光的照明效果上比较

（1）显色指数 

   LED白光：①LED色温在3000-5000K；②显色指数在70。传统高压钠灯：①高压钠灯色温在2000-2500K；②显色指数在20～30。通过以上对比结果可看出高压钠灯显色指数低，显色性差，对物体本身色彩的还原性差，不利于对周边环境深度进行判断；LED光源显色指数高，显色性好，能很好的还原物体的实际色彩，但白光偏冷。看高压钠灯，比较接近自然光。现阶段的LED灯的灯具光效要略优于钠灯，随着LED技术的发展和成熟，灯具光效会再大大的提高。

（2 ）调光功能 

   LED灯具有较完美的调光功能。LED灯具光输出和工作电流成正比，因此可以通过减小电流的方法来调光。另外，由于LED灯进行频繁开关对其没有太大的损伤，LED灯还可以采用脉冲宽度调节的方法来调光，通过调节电压的占空比和工作频率，能够有效调节LED灯的发光强度。

3 、光线利用率、发光率 

   LED灯光源的光通量损失最小，与传统光源不同，LED灯是半空间发光的光源。高压钠灯是全空间发光的光源，需要将一个半空间的出射光线改变方向投向另一半空间内反射器反射同时，不可避免的对光线的吸收和对光源自身的挡光。而使用LED灯作为光源，不会存在这方面的损失，光线的利用率比也比高压纳灯高。目前LED灯在100流明/瓦，而高压钠灯可以达到140流明/瓦。高压钠灯的光谱比较集中于黄色，色温2000－2500K穿雾性强。钠灯灯具有一个非常大的问题就是钠灯的照明持续性非常不好。钠灯在工作状态下，灯具腔体内的温度要超过150度，而LED灯温度是高压钠灯的30%，在非工作状态下因为负压回吸进去非常多的灰尘和昆虫，大大影响钠灯的出光效果与寿命。而LED比较稳定。

4、节能与环保上的比较 

   LED灯高效节能，超低功耗。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4。并且LED灯的光源不含有害金属汞。高压钠灯光源中含金属汞、金属钠（通电后变成汞蒸气和钠蒸气），寿命短（相对于LED来讲），后续废品处理对环境污染大。LED灯抗震性好，运输便捷。固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装。

5、构造和造价上比较 

   LED的灯具一般颗粒感都比较明显，且其发光位置比较集中。所以飞利浦LED路灯设计专利透镜，将点光源尽量扩展成面光源，提高眼睛的舒适度。

  

 

 

 

高压钠灯和LED光源照明灯性能对比表

序号	项目	高压钠灯	LED光源照明灯	金卤灯
1	功耗	高	低，仅为高压钠灯的30%~40%	高
2	色温	2000-2500K	3000-6500K可选	4000K
3	显色指数	20-30	70-80	60
4	工作电源范围	AC200V-AC230V	AC180V-AC265V	AC200V-AC230V
5	电源效率	75%左右	90%左右	75%左右
6	光源利用率	55%~60%	90%左右	55%~60%
7	灯具使用寿命	5~7年	8~10年	5~7年
8	光源使用寿命	20000小时	50000小时光衰小于30%	20000小时
9	呼吸过滤系统	需要	不需要
10	防护等级	IP65	IP65	IP65
11	防触电保护类别	I类	I类	I类
12	启动时间	5-10分钟	瞬间启动，无延时
13	连续启动	不允许，需要等待几分钟	允许	不允许，需要等待几分钟
14	发热量	发热量大	发热量小,仅为高压钠灯的30%	发热量大
15	环保	不环保（含汞）	环保	不环保，另外不适合用于路灯

 

	180W LED路灯	400W钠灯	备注
功率W	180	440	钠灯镇流器自身耗电10%
使用时间H	4380	4380	一年，每天按照12小时计算
耗电（度）	788.4	1927.2
寿命h	50000	18000