【導讀】LED路燈最大輸出功率大概最多只能做到150W,再往上,配光可能就非常難做了,因為LED路燈不是點光源,它需要幾百顆LED才能達到150W以上輸出功率。而一顆LEP現在就可達到500W,LEP路燈與傳統HPS或鹵素燈一樣是點光源,配光很容易,而且節能,因此目前250W-1000瓦HPS或鹵素路燈市場的未來一定是LEP路燈的天下。
今天250W-1000W高桿路燈、建筑工地照明和停車場照明基本上還是HPS(高壓鈉燈)和鹵素燈的天下,但隨著節能和降低維護費用的要求越來越高,未來這一市場將逐漸讓位給新興的LEP(等離子光源)路燈。
而250W以下傳統路燈市場則將快速讓位給LED路燈,因為LED路燈在中國是享受節能補貼的,而且LED光源供應市場競爭激烈,價格下降速度很快。同是固態節能光源,LEP光源卻沒能享受這一優惠政策,而且供應商目前也只有Luxim一家。
下面是LEP路燈在廣東New Material Road的實際應用效果圖,275W LED路燈替代400瓦高壓鈉燈,既省電和維護費用,又可提高2倍以上夜間能見度。
圖1:有圖有真相。上圖是400W高壓鈉燈(HPS)照明效果,下圖是275W LEP路燈照明效果。此乃中國廣東New Material Road。替代優勢可總結為以下幾點:1)LEP(等離子光源)與高壓鈉燈相比可節省44%電能;2)維護費用可節省一半,因為LEP路燈壽命是HPS路燈三倍;3)路燈功率可從400W降到275W,節省電費;4)改善了光質量(從黃光到白光),夜間能見度提高2.4倍;5)只需22個月即可收回投資。
LEP的工作原理是通過陶瓷共振器將RF能量導入到石英玻璃發光體,從而釋放出強力的發光等離子體。LEP等離子光源與LED光源一樣,也是固態光源,不過,它一顆就可產生幾百瓦輸出功率,而LED一顆最多只能產生幾瓦功率。LEP光源只有美國Luxim公司一家提供,目前最高水平是一顆LEP就能夠提供500瓦輸出功率。
考慮到LED燈具的實際出光效率,今天150瓦LED路燈應該可以取代250瓦HPS路燈或鹵素燈,因為無論是性能、價格、維護成本還是節能效果,LED路燈均占據絕對優勢。但由于一顆LED輸出功率只有幾瓦,因此LED路燈實際上是一個面光源而不是點光源,而150瓦以上LED路燈配光將變得非常難做,因此即便150瓦以上LED路燈有性價比優勢,但基本上客戶已經不會再考慮LED路燈了。
LEP路燈正好可以彌補LED路燈的這一致命不足,因為它與傳統路燈一樣是點光源,配光很容易做,由于500瓦LEP路燈出光效果甚至好于1000瓦HPS燈,因此即便是要取代1000瓦HPS或鹵素路燈,也只需一顆LEP光源就足夠了。未來在LED路燈市場,LEP光源和LED光源可以說是高低搭配,互相補充,大功率路燈未來肯定是LEP的天下,而中小功率LED路燈則將是LED的天下。
美國LUXIM公司市場推廣總監Randy也明確表示:“LEP不是LED的替代產品,是一種補充性產品。在照明度上,一個LEP燈泡等于200個LED燈泡,成本比LED便宜一半,對高桿路燈、停車場照明、商業照明等大型基建項目來說非常適用。”
選擇LEP光源的7大理由
LEP光源不同于傳統的金鹵燈、高壓鈉燈、無極燈,也不同于LED光源,完全是全新的發光原理,它的發光強度遠遠高于LED和HID,至少高出一個數量級,一顆LEP可以替代150顆LED,甚至300顆LED,而且不犧牲系統效率,也不增加系統開銷,包括尺寸和成本。LEP光源融合了LED固態光源可靠性和HID光源的高亮度、全光譜優點,另外LEP光源的顯色指數可以高達95%。
選擇LEP光源而不是LED光源的主要7大理由如下:
第一,節能:與傳統照明相比,節省超過50%的能源成本。LEP的節能主要來自于光源效率和應用效率兩方面。LEP的光效(每瓦流明數)比傳統HID(高壓氣體放電燈)的光效高出15%-20%,主要是因為相對于HID燈,LEP沒有能量消耗在電極上。在照明應用方面,相比于傳統HID、無極燈或者LED燈具,LEP燈具的使用效率會更高。主要是因為LEP光源是定向點光源。定向光源避免了燈具內部由于光線反射等因素引起的浪費。
第二,無憂的可靠性:LEP光源消除了在傳統光源中的出現的各類失效模式以及光衰問題。即使長時間的持續工作,LEP的無電極石英燈泡也不會出現傳統光源中出現的電極失效或者燈泡內壁變黑等問題。
LEP獨特的固態射頻諧振腔設計能確保光源能夠長時間、持續的工作。與LED燈具不同,LED燈具需要很多顆小功率LED才能產生足夠的光,而LEP只需要一顆小的石英燈泡就可以產生足夠的光。從而大大降低了失效比例,增強了系統的可靠性。此外,LEP光源在持續使用5萬小時候后仍可維持70%的光通量。
第三,光線質量高:LEP發出的光為全光譜白光。與LED和無極燈不同,LEP不需要使用熒光粉來二次轉化。LEP所發出的自然光能夠大大增強可視性和色彩顯示性,顯色指數可高達95%。
在道路照明和戶外照明應用中,LEP全光譜特性能大大提高行人及駕駛員在夜間的可視性。
第四,LED不可比擬的配光性能:LEP通過一個極小的無極石英燈泡發出定向的朗伯特光。在燈具的光學性能方面,點光源具有很大的優勢,在保證照明均勻度的前提下,更容易設計出要求的截光類型和配光設計。
除此之外,LEP的定向性極大地提高了燈具的效率。LEP所發出的光大部分都直接的照向需要照明的區域,避免了二次反射甚至多次反射過程中的損失。在大多數應用產品中,LEP燈具的出光效率可高達90%以上。
第五,LEP是業內唯一的可以調光的高強度點光源:可控制的固態驅動器和反應靈敏的光源發射器使LEP光源能夠在幾秒鐘內通過數字或模擬方式調光至20%。配合使用調光器、感應開關等裝置,有助于進一步降低能量消耗和運營成本。
第六,LEP光源克服了LED發光量的不穩定性,突破了LED長期光衰嚴重,壽命不穩定,不易散熱等瓶頸,實現了光衰小,能持續亮度,保持光效五萬小時后,光衰只有20%的特點,目前它這一特性無論是哪一種光源都無法企及的。LEP光源主要是輻射散熱,而且熱量對LEP光源的衰減影響非常小。
第七,LEP光源光效最高可達150流明每瓦。LEP等離子光源目前最高光效現已達到150lm/W,壽命達到50000小時,LEP技術在高流明應用領域對LED照明技術是一個補充。
現有商用LEP光源功率已達到266W,與傳統光源相比,雖然LEP光源是小功率燈具,便如果結合考慮其高發光效率的話,它就不是“小字輩”了。
LEP光源的總光通約為17800LM,相當于400W金鹵燈的總光通,或750W鹵鎢燈的總光通。此外,與LED光源相比,LEP光源的總光通相當于幾十顆、乃至于幾百顆“大功率”LED集成的總光通。
從這個意義上說,單顆LEP光源已達到了大功率、大光通的實效,LEP光源正處于快速成長的發展階段,隨著500W LEP光源的出現,LEP光源的總光通可達到700W金鹵燈,甚至是1200W金鹵燈的發光水平。
演藝舞臺需要高照度照明,需要高光通的燈具,單顆大光通、高顯色性LEP光源恰好迎合演藝專業照明的需求,規避了LEP光源大集成的難題。
LEP光源8大成功應用案例
1. 福特經銷商Showroom照明
Dave Littleton Ford采用LEP高桿燈來改造他的大型戶外Showroom照明系統,因為他希望他的汽車庫存看起來更吸引人,而且省電。
2. 國際貨運港采用LEP光源升級照明系統
商業貨運港的裝卸工作對照明基礎設施的光質量和可靠性提出了一個很高的要求,它要求很亮的光能準確地分布到一個很廣闊的區域,以保證白天和夜晚任何時候的安全操作。
3. LEP燈具替代制造車間的熒光燈管
改善工作場所的照明效果同時又節省電能是美國硅谷制造商的優先考慮事項。用LEP燈具替代現有的T12熒光燈管是一個顯而易見的選擇,這一升級不僅大幅改善了工作環境的亮度,而且每年每盞燈具可節省300美元以上。此外,技術人員不用一天就可完成安裝工作,因為新的解決方案只需安裝18盞LEP燈,就可替代原有的60盞熒光燈管。
這一替代的好處可歸納為以下五點:1)總輸出功率可從原來的9600W降低到5040W,減少47%,大大降低對電網的負擔;2)單位光輸出量提高了49%,從原來的47ft-cd到70ft-cd;3)CRI從70%提高到95%,大幅改善顯示品質;4)燈具替換周期從原先的2年延長到6年,大幅降低維護費用;5)替代后24個月即可收回投資。
下表詳細列出了替代前后的照明系統性能對比
4. LEP燈具照亮中學體育館
美國舊金山中學希望體育館有更好照明效果,同時也希望減少環境污染。
5. 美國硅谷停車場LEP照明燈具
用LEP燈具替代HPS燈,可節省55%電能、降低碳排放和改善照明效果。
這一替代的好處總結如下:1)節約55%電能;2)每年降低碳排放0.85噸;3)維護成本降低一半;4)與典型照明系統安裝相比,時間降低三分之一;5)照明很均勻,完全沒有死角;6)夜間安全環境變好,因為顏色還原逼真;7)采用運動傳感器實現高、低亮度調節。
400W HPS路燈和209W LEP燈具照明性能對比
6. 中國廣東LEP道路照明效果
7. 印第安納州600盞路燈升級到LEP燈具
當美國印第安納州Scottsburg城市決定升級其HPS路燈時,他們發現LED路燈解決方案對于他們的預算來說太昂貴了,而且如果不增加額外電線桿的話,不可能提供他們想要的亮度。
當他們發現LEP解決方案允許他們在保持現有照明亮度情況下大幅減少路燈數量時,他們開始對LEP路燈發生興趣。LEP照明燈具制造商Stray Light Optical Technologies幫助該城市升級了600盞HPS路燈。
這一替代好處可歸結為:1)在保持亮度和安全等級的同時,燈具數量減少了30%;2)與現有的HPS解決方案相比,可節省60%電能;3)大幅降低的維護和電能成本,使得只需18個月即可收回投資;4)每盞LEP燈具每年節約電能超過200美元;5)路燈替代周期從原來的4年延長到11年;6)夜間能見度提高2.4倍。
詳細性能對照表如下
8. 寧波鋼廠加工車間采用LEP燈具進行照明
寧波鋼廠在發現LEP工礦燈前一度考慮在其加工車間采用250瓦 HPS照明燈具,不過他們發現LEP工礦燈不僅可以節約一半電能,而且該解決方案在夜間也能發出像白天一樣顏色的光,大大提升其生產效率和安全性。
這一替代的好處有以下四點:1)總輸出功率從5040瓦降到2880瓦,減少43%;2)超過一倍暗光亮度和匹配明視亮度;3)CRI從20提高到75;4)燈具替換周期從3年提高到9年,大幅降低維護費用。
詳細性能對照表如下
LEP光源市場前景展望
作為新一代等離子光源,LEP路燈已逐漸在國內試點應用,深圳、沈陽等城市已有市政項目采用,寧波市在去年7月就為部分路段換上了新型LEP路燈,并對路燈的實用情況進行了現場實測。長沙兆特光電去年也與美國LUXIM公司簽訂技術合作協議,將LEP技術率先引入國內,目前國內LEP路燈供應商主要有廣州凱明照明器具有限公司(路燈,廣場燈)和深圳道生電子科技有限公司(路燈)等。LEP燈具也已在美國、日本、荷蘭等多個國家應用。
隨著全世界政府對節能減排的要求越來越高,傳統的照明燈具已經沒法滿足這一要求,因此新興節能照明技術如LED和LEP必將得到快速的發展。但由于LEP暫時還未能享受政府補貼和LEP光源及其解決方案供應商還很少,因此未來幾年LEP光源的主要市場發展空間主要還將局限在LED解決方案無法實現的市場區間,如250瓦以外的大功率道路、港口、機場和停車場照明。LED燈具則將藉其性價比優勢掃蕩250瓦以下功率照明燈具市場。
評論
查看更多