美國LED路燈推廣應用情況簡介

　　美國的全國路燈5200萬盞，其中50％是公路燈，另外一半是街燈和城市公共廣場用燈，是全世界規模最大的城市照明系統，超過我國(3500萬盞左右)。美國的能源部在2009年開始，策劃安排用LED替換現有的路燈的計劃，它的啟動時間比我們的“十城萬盞”要晚一些。是全世界LED路燈的一部分，但推廣的計劃和安排比較嚴謹。

　　由于目前的LED道路照明燈在性能方面還難以滿足主干道的照明要求，經濟回報不理想，因此美國的LED道路照明主要是集中在次干道及城市照明道路上。

　　2010年開始挑選用東南西北中，內陸和沿海不同地理位置；科技經濟條件不同，規模大小不同的幾個城鎮，采用不同產品和方案試點，以便能比較全面的取得各種條件下的試驗結果。在初步取得良性結果后，在其它城鎮自愿的基礎下逐步擴大范圍。按不完全統計，目前的推廣應用約占不到路燈總量的5％。現在還沒有任何一個城市做到全面使用LED路燈。洛杉磯市正在率先執行全世界最大的LED道路照明計劃，計劃安裝22萬個LED路燈，其次是東部的波士頓。

　　按上面計劃配套，在2010年5月份成立了一個LED市政道路照明聯盟，給各個試驗城市和專業部門提供一個交流平臺。其目的是打破地方性的局限，減少重復性的試驗投入，盡量降低投入風險，縮短對LED照明使用學習的周期。總結交流，提供對項目評審的統一標準，和工具軟件。

　　試點城市的LED路燈分階段進行應用試驗。第一階段是探討照明條件改進的應用效果和投資回報的可行性。第二階段的擴大試用期，追求技術改進，標準的確立，產品的性價比和應用方式層面進一步提高，達到在應用效果和經濟效益，環保節能，社會效果足以吸引社會資金投入。第三階段是自然引入社會資金投入，從而使LED照明可以得到全面推廣。也有些城市把推廣應用階段分成五個階段。初步估計，全面成熟使用要到2020年。

　　在每個城市的LED路燈的選擇試驗選區的時候，采用地理環境信息系統，根據推廣應用決策的權重，決定各階段的試驗區域。項目選擇首先是以照明改進需求兼顧回報放在第一位，在LED照明的回報率得到確認之后，在逐步分期進行改進，回報較高，效果明顯得以優先安排。

　　改造項目設定和后繼的結果總結，都是以直接的照明效果和為經濟效益為中心進行評估。從預期的回報和實際的獲得的回報對比，衡量產品是否成功。其它的評價因素還包括居民習慣，城市安全，照明效果等。由于替換的基礎條件不同，成本費用差別。從開始試點城市的總結來看，投入回報(不計各種補貼)周期是在2~7年之間。都可以達到了可以接受的水平。聯盟提供了一個路燈城市道路改造的核算的工具軟件，只要填入有關資料，就可以自動給出投入的風險和回報周期，避免了人為的干預和差錯。有助于缺乏經驗的城市，項目評估，投標項目的標書設計。增加市政建設預算的公開透明度，便于監督(LED道路改造經濟分析的軟件輸入和輸出界面)。

　　LED道路改造經濟回報的核心是實際照明效率，維持成本的改善。核算模式與燈具的光分布設計，和路燈設置的設計以及對比樣本有極大的關系。為了對比原有高壓鈉燈或不同分布LED路燈和設置，提出了一種FTE的照明效率的測算方案。這種方法完全的好處就是會引導路燈設計人員把主要力量投入到二次光學的設計的改進上，可以發揮LED路燈的系統潛力，而不是閉鎖在燈具每瓦流明的舊觀點上。(ETF測算方法的示意圖)。試點城市照明節電效果從20％到60％，顯然是得益于燈具的光分布。

　　出于經濟和實效，美國道路和照明比較重視目標能見度，偏向于較低平均照度。所以路燈設計距高比普遍大于我國。對照度均勻性要求不高，很少涉及路面亮度要求。但出于追求目標能見度和避免擾民，路燈設置對眩光的控制要求比較嚴格。相對來說，美國道路照明的耗電費用比較低，對燈具的光分布性能要求比較高。

　　由于道路照明的用電大部分都是從電網直接接入的，路燈的控制普遍采用自適性控制。由于新的LED路燈有可能接受調光控制。2013年4月，新公布的關于道路照明燈的自適應和遠程控的標準，為今后新型LED的產品和系統的設置，建立了一個框架。

　　路燈道路照明的色溫問題，由于應用場合不同，目前還在爭議探討中。一般在繁華市區和街道公共安全出發，傾向于白光。傳統街區，純居民區，郊外道路，偏向于低色溫。初期安裝的LED都是色溫比較高，目前色溫下調的可能性。大致范圍都是3500~5000K之間。

　　LED道路照明的回報的一個最大不確定因素，就是燈具的光衰壽命可靠性，這都是一個需要時效來驗證。對光衰、光效的控制借助LM-80和LM-79的資格。

　　對于早期失效可靠性，目前還只能依靠對進入的產品嚴格把關。送選產品中大約有30％，可以達到候選指標，在候選指標里，也只有1/3可以真正采納進入使用。大約不到10％的產品可以被接受參與試驗使用，最后選定產品的只有2％.嚴格篩選取得了LED路燈三年來失效更換率為0.2％的理想結果。

　　個別城市由于對進入產品檢驗不嚴，對采購審查不嚴，在惡劣天氣下造成了較高的早期失效，造成全部拆卸退回供應商，并對管理部門追責的案例。引以為戒，改進今后的LED道路推廣工作。

　　三年來的試驗表明，當前的LED道路照明技術水平已經可在支次干道應用上滿足替代原有的HPS路燈。但嚴格把關，合理的安排正確的評估是成功的關鍵。但相關應用的技術和裝備還在成長完善，過急的推廣很可能面臨落后的風險。

　　據此對上海市LED道路照明推廣計劃的幾點建議：

　　A.參照美國LED道路照明的能效的評價方法，以及LED路燈的經濟效率計算軟件。結合我市的具體情況建立起我們的LED道路照明的科學評估方法。指導我們的城市照明推廣工作安排。

　　B.調查學習我國各地的成功案例，和失敗經驗。

　　C.利用上海市的城市建設環境信息系統，結合市政的要求設定LED路燈的試點的階段和范圍。

　　D.參照國際經驗，結合國情建立LED路燈的最低準入標準，公開招募優質產品。對達標產品采取性能獨立復驗，專家，用戶，工程，EMC投資人分別獨立評定的方式，評出候選產品。