2010年LED路灯技术状况与发展趋势研究报告.doc

2010年LED路灯技术状况与发展趋势研究报告1、“十城万盏”进展情况截止2007年底，中国城市道路照明的路灯总数达1395万盏，并以年均10至20%的速度递增。因此，城市道路照明的节电市场不容忽视。在2009年的国务院常务会上，半导体照明被列入扩大内需的举措。2009年4月28日，科技部批准21个城市为“十城万盏”半导体照明应用工程试点。通过“十城万盏”示范工程，推进LED照明技术的应用，实现经济增长的目标。中国“十城万盏”目标：试点阶段(2009年)目标:到2009年，在21个试点城市，应用100万盏LED市政照明灯具。包括道路照明、隧道照明、地铁车厢站台、地下停车场、加油站等公共场所。LED器件国产化比例为60%。预期年节电2.2亿度。试点阶段期间主要的工作内容还包括制定出示范标准，进行评估与验收，同时加强制定产品标准与检测平台。示范阶段 (20102012年)目标:至2010年，在全中国完成50个半导体照明示范城市建设工作，应用200万盏LED市政照明灯具。国产化比例为70%，预期年节电达10亿度。工作内容:定期发布产品指南与优秀企业。并且由财政部与科技部研究制定财政补贴标准，对示范城市进行财政补贴。推广阶段 (20132015年)目标:至2015年，半导体照明进入30%通用照明市场。预期年节电1400亿度。创造100万人以上就业，并且成为半导体照明产业第三强。工作内容:通过试点阶段的引导，形成成熟的市场推广模式，达到全国30%通用照明采用半导体照明。在“国家半导体照明工程”的推动下，中国的LED产业已经形成了四大聚集地、七个产业化基地。形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。 产业发展案例：1、深圳市LED相关企业数量由2007年的700余家，迅速发展到了2009年的2000多家。2、世界照明工业巨头通用电气、飞利浦、奥斯拉姆纷纷与半导体公司合作，成立照明企业。3、日本日亚化工、丰田和成、SONY、佳友电工都已有LED照明产品问世。4、台湾目前LED产量仅次于日本，位居第二，列美国之前。应用案例：1、广东省从2009年起，开始大规模实施“千里十万”LED路灯产业化示范推广工程，建设总里程1500公里左右、规模约10万盏的LED路灯示范推广工程。 2、扬州计划两年投入3.3亿元应用5万盏LED灯具升级城市道路照明。3、厦门计划两年推广3万盏LED道路照明灯具。4、成都计划实施1.5万盏LED路灯推广项目。5、山东省潍坊市于2006年开始实施LED照明示范工程，安装LED路灯已超过3万盏。今后，新建道路和公共场所一律安装LED灯，到2011年累计安装LED路灯10万盏。6、石家庄将推广使用8000盏LED路灯。其他城市LED道路照明项目都已经陆续启动。7、美国洛杉矶计划5年内设置14万盏LED路灯；纽约州、犹他州已经启动LED路灯的招标；台湾地区宣示三年内更换128万盏LED路灯。2、天津市LED路灯技术与应用2.1 概况2009年4月，天津市选择了河西区郁江道和白云山路进行了LED路灯的测试。参加测评的厂商共有39家，每家提交10台路灯产品。其中312台安装在道路上，39台放在质检院进行物理指标的测试，另39台安装在厂区内，模拟实际道路状况，定期进行室外环境的测试。2.2 测试数据LED路灯的测评工作已经进行了5个月。基本数据如下：结论：经过现场测试，我们感到，随着LED技术的进步和发展，LED路灯的应用技术也在随之进步和发展，多数LED路灯产品达到或超过了国家道路照明标准。效果是明显的，形势是喜人的，前景是乐观的。但一些问题也是十分突出。主要是生产、制造工艺上存在一些缺陷。2.3 LED路灯故障现象一览2.3.1 整灯熄灭，灯具完全失效。在测试的4个月中，有4个厂家的5台LED灯具出现完全失效，整灯熄灭的现象。有同一厂家出现2盏失效的情况。2.3.2部分损坏，个别LED灯珠“死灯”。测试中，有些灯具出现一段、一条LED灯珠“死灯”。此类的问题共11处，占LED测评路灯总量的3.53%，涉及6个厂家，占15.4%。极端情况下，甚至出现某家的LED路灯安装8台，部分损坏3台的严重状况，损坏率为37.5%。损坏的原因基本相同。2.3.3整灯闪亮。测试中还发现，某公司生产的LED路灯工作过程中发生时亮时不亮的问题，成为真正意义上的LED“闪光灯”。2.3.4LED个别闪烁。测试中，另一公司生产的LED路灯发生个别灯珠的“闪亮”、“虚亮”现象。2.3.5运输振动造成整灯失效。个别厂家的灯具在长途运输过程中的振动，造成了灯具整体失效。有的灯具现场开封后，安上就不亮。2.4主要原因分析2.4.1电源故障，是灯具短期失效的重要原因。在LED路灯可靠性的“木桶效应”分析中，电源驱动电路的可靠性占到了最主要的层面。经现场测试与检验，出现整灯失效、部分失效、闪烁等问题的产品，电源故障的原因占到了较高比重。2.4.2结构与电路设计过于复杂，增加了发生故障的概率。此次测试的灯具中，有的LED路灯在电路控制、驱动控制等方面做了大量细致的工作，灯具的智能化水平有了很大提升。但与此同时，由于电路、结构的复杂化，不仅降低了电源的可靠性，同时也极大地降低了整灯的可靠性。2.4.3结构设计水平有待提升，散热不良引起的故障几率上升。进入6月份以后，七、八月份LED路灯的故障率明显提高。随着环境温度的降低，九月份的故障率将随之降低。充分说明了部分厂商在解决散热问题上存在重大不足。2.4.4工艺质量不高不严，产品存在隐患较多。发生故障的LED路灯中，均暴露出不同程度的生产工艺水平不高的问题。如，LED光源焊接的水平不高，焊接线与焊接柱无缠绕，焊接线（片）无防护套，灯具密封不严，散热措施不得力，元器件零部件固定不牢等严重的工艺问题。焊接要求：焊点光亮、平滑；焊料层均匀薄润，且与焊盘大小比例合适，结合处的轮廓隐约可见；焊料充足，成裙形散开；无裂纹、针孔、无焊剂残留物。2.4.5元器件质量不佳，稳定性差。部分参测厂商为降低成本，生产时使用的关键器件质量不佳，导致产品可靠性大打折扣。在LED路灯测试与评估中，我们感到，目前存在的问题，是发展中的问题，是纯技术性的问题。通过技术的改进，完全可以克服，也完全可以解决。2.5天津市“十城万盏”实施计划启动建设阶段（2009年-2010年）本阶段完成项目投资5亿元，使用各类功率型LED照明产品20万盏。全面建成半导体照明工程技术研发公共平台和产业联盟平台。重点完成以滨海高新区多个工业园区为代表的道路及公用设施LED照明建设，以及公用照明的示范推广。全面推广阶段（2010年-2011年）全面推动天津城市道路、地铁、工业区及大型公共建筑等场所的照明产品更新换代，使天津半导体照明应用达到国际先进水平。到2011年底，天津城区及滨海新区非主干道、部分主干道完成LED照明改造，新建非主干道全部采用LED照明。天津中新生态城、工业园区、多所大学和党政机关、新农村建设等大规模使用LED公共照明。3、相关支持与鼓励政策3.1 中央政府大力推进LED路灯。由于LED照明还没有相应的国际和国家标准，仅有企业标准。但国家推进的“十城万盏”项目，鼓励地方政府大力推进LED灯在道路照明工程中率先使用，起到良好的示范作用。3.2 出台了相应的财政补贴政策。财政部、国家发展改革委颁布了高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法，对大宗用户，按中标协议供货价格的30给予补贴；对城乡居民用户，按中标协议供货价格的50给予补贴；地方政府对积极应用LED灯的企业团体单位，也给予约10%的补贴。3.3地方政府大力扶持LED项目。在“绿色照明”的主题下，各地政府对技术先进、经营良好的LED企业，设立产业发展基金和科技资金，给予了政府补贴、财政贴息、土地使用等优惠政策。“十城万盏”半导体照明应用示范工程，多数城市已经与有关企业签订了合作协议或下了订单，鼓励、扶持企业规模化发展。3.4引导企业利用各种途径融资。中国在LED企业融资方面，适度地提供了短期融资券、中期票据等直接融资工具，降低了银行风险和融资成本，扩大了企业在资本市场的知名度。3.5为企业创造良好的法律环境。深圳市颁布了LED产业发展规划（20092015年）、推广高效节能LED照明产品示范工程实施方案、LED产业公共技术服务平台建设方案、关于促进半导体照明产业发展的若干措施、关于光明LED产业聚集园区规划研究及相关实施建议、LED国际交易采购中心筹建工作方案等政策文件，有利于LED产业发挥优势、弥补弱势。中国照明网技术论文LED照明 3.6起草了行业统一的检测标准。目前，一大批LED照明标准已经完成了起草和征求意见，已经报送待批。工业和信息产业部半导体照明技术标准工作组7项行标送审稿4、投资管理模式4.1 合同能源管理模式EMC合同能源管理（简称EMC），合同能源管理是推销一种减少能源成本的财务管理方法。也称为ESCO。基本模式是：把“LED照明工程项目”当作投资目标，节能服务公司与客户签订节能服务合同，为客户提供从能源审计、节能项目的方案设计、项目融资到设备采购、工程施工再到后期维修与管理等项目的全过程服务。在合同期内，节能服务公司的收益与节能量直接挂钩，项目的收益主要来自于节能效益。4.2特许权融资模式BOT政府通过特许权协议，将LED照明工程项目的特许权授予具有国家照明工程资质的承包商，承包商在特许期内负责项目设计、融资、建设、运营和维护，并利用LED照明工程节约的电费和维修费进行回收成本、偿还债务和赚取利润。特许期结束后将项目所有权无偿移交签约方的政府部门。4.3融资租赁合同模式IGF政府通过融资方和租赁方达成租赁协议，对照明设施实施LED照明工程改造，由租赁方承租道路照明设施，由融资方筹集改造资金，在租赁期内负责项目设计、融资、建设、运营和维护，并利用LED照明工程节约的电费和维修费，进行成本回收、偿还债务、赚取利润和支付租金。租赁期满，将项目所有权无偿移交政府部门。 5、LED路灯招标案例与技术参数5.1 中国某城市LED路灯招标技术要求 (1):选用单颗1w以上大功率光源组合。(2):光源选用美国Cree公司的芯片，有Cree厂家授权证书。(3):道路照度:30Lx。(4):被照区域均匀度：0.6。(5)：LED光源50000H光衰：30。(6):LED在350mA驱动下的发光效率：80Lm/W，单颗LED光通量：90Lm/W。(7):LED路灯的电源与灯体采用分体式结构设计。(8): 灯具中多颗LED，应采用串联或分组串联工作方式，每组串联回路应配置一个独立的驱动电源。(9): LED路灯灯具出光效率：90%。(10): 防护等级IP65，确保灯具的防尘、防水和自洁。(11)：使用寿命10年，可接在原有路灯上直接安装。 (12)：使用交流宽电压输入的稳压恒流驱动器。 (13)：灯具设计具有良好的散热和“呼吸”系统。 (14)：相关色温：4000-5500K。 (15)：显色系数：Ra75。(16)：结温：75oC。5.2 美国加州LED路灯招标要求LED灯具效率：50 lm/W。LED灯具功率：50W光通输出需：2500 lm。LED灯具显色指数：Ra75。LED灯具最大相关色温：6500K。LED灯具达最小L70的寿命：50，000H。LED灯具光强限制:80o90o范围内。LED灯具最重:30磅有效迎风面风载荷:2.25平方尺。5.3美国犹他州LED路灯招标要求 Cobra（眼镜蛇）灯头，灰色外壳。 光分布为#型和4型，全截光。 安装高度：25英尺。 供电要求：12VDC,35W45W的能耗。 光通量：60 lm/W。 显色指数：Ra60。 相关色温：4000K5500K。 额定寿命：70，000H。 LED模块的环境工作温度：25 oC45 oC。 NEC的标准插头。 散热器件不使用风扇、泵和液体。6、几点启示启示1：政府的大力支持，是LED照明技术发展的源动力。启示2：注重驱动系统、光学系统、散热导热系统、防护等级、加工工艺和美学设计等应用技术的研究，努力提升LED灯具自身的稳定性、可靠性。启示3：LED路灯的应用，应引入“实践”的观点。（1）、组织好测评的“模型设计”。测评的组织形式、测评规模、测评周期、测评方法、测评指标、测评结果，应具有科学性，严密性和可行性，并具备“后测评计划