目前推出的LED路燈,產品外觀、LED的發(fā)光顆粒的排布方式與數量、整流電路的外型尺寸和內部設計多種多樣。
電源裝配也有自帶一體化和外接電源兩種,散熱技術也各有千秋,這都給普及使用后的運行及維護工作帶來極大不便,也不符合市政公用設施標準化,通用化的設計原則。
光學設計、散熱是LED路燈面臨的主要技術問題。雖然大功率LED路燈研制發(fā)展的速度很快,但在應用中還不同程度的存在著瓦流明低、二次光效處理水平較低、系統(tǒng)光效較低、光衰快、壽命短、色溫偏差、光色不一、驅動器多故障等一系列問題。其中二次光學設計、散熱設計和電源穩(wěn)壓器系統(tǒng)設計等主要技術問題,是提高發(fā)光效率和延長壽命的關鍵。目前LED的輻射形式有朗伯型、側射型、蝙蝠翼型、矩形、蝶翼和聚光型幾種。通過二次光學設計,使得LED的光照范圍、光度曲線符合道路照明的需求。
中國LED道路照明市場主要靠示范性工程采購,政策依賴性很高。除了LED路燈本身性能和安裝成本對其市場化的影響以外,完善的市場環(huán)境和成熟的業(yè)務發(fā)展模式也成為市場能否保持健康發(fā)展的關鍵。
隨著技術的不斷成熟,LED路燈的節(jié)能效果日益凸顯,尤其是LED的智能控制特性不僅強化了LED路燈產品的優(yōu)勢,更大大提升了道路照明系統(tǒng)節(jié)能的空間。因此,在當前節(jié)能減排的大背景下,各地廣泛推廣LED路燈產品。
近幾年,中國LED路燈市場滲透率(安裝數量)在不斷提升,2011年超過7%,2012年達到11%,2013年LED路燈市場滲透率約為19%。據初步測算,到2015年中國LED路燈市場規(guī)模約在230億元;我國LED道路照明產品的整體市場滲透率將超過45%,市場空間巨大。
在“十八大”之后,由于新型城鎮(zhèn)化建設的促進,城市亮化工程在全國范圍內遍地開花。而戶外燈具也逐漸從功能性的角色向裝飾性的角色轉換。戶外燈具不僅僅起到照明的作用,同時也對城市景觀起到了美化作用。
在戶外燈具中,路燈的發(fā)展?jié)摿Υ蟆野雽w照明工程研發(fā)及產業(yè)聯盟產研部統(tǒng)計,2012年,我國LED路燈在用量約為500萬盞,較上年同比增長44.09%,占整體路燈在用量的14%。2013年,LED路燈國內市場滲透率更是達到了15%以上,成為我國LED照明推廣應用具代表性的燈具。
業(yè)內專家表示,2015年之前,LED路燈仍將維持50%左右的年復合增長率,而到2015年,LED燈具在道路照明領域(主要為路燈和隧道燈)的整體滲透率將達到46%,未來兩年將新增超過3000萬盞LED路燈和隧道燈。這些利好預期都給LED路燈帶來更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
在道路照明的評價方法中,亮度評價比照度評價更為恰當,特別是對于高速公路的照明更是如此。這是由于亮度依賴于司機的觀察,它與道路交通事故是緊密相關的,而照度只依就儀器的測量。許多國家已經把亮度評價作為道路照明質量評價的主要方法[1-3] ,亮度的計算在道路照明中變得越來越重要了。
與傳統(tǒng)燈具相比,LED可以比較容易地用各種透鏡來改變其光強分布,因此 LED道路照明可以實現準確的光強分布,從而實現較高的道路照明亮度均勻性,而同時又能夠滿足一定的照度均勻性,以滿足某些道路照明標準的要求。這種現實的可能性大大地增加了道路照明工程對首先滿足均勻亮度分布而不是均勻照度分布的需求,這也提高了對 LED 燈具的道路照明亮度分布計算的要求。但由于其復雜性,這種計算在以前是技術上的弱項,關于照明亮度分布的分析還只能依賴于市售的照明軟件,而這些軟件的分析只能到有限的結果,而且是不能按設計者的要求進行分析。迄今為止道路照明方面亮度分布計算的文章還極少。本文的目標是改進道路亮度分布的計算方法,從而能更方便地設計等亮度分布的 LED透鏡。