LED路灯合同能源管理.doc

47节能环保的大功率LED路灯改造原有高压钠灯路灯可行性报告目 录一、项目及项目单位概况 2二、项目名称及项目单位 2三、项目提出改造的可行性 2四、项目改造计划书 3-13 五、适应市场发展需求 13-26六、项目应用现状 27-31七、项目与原有比较 31-36八、普及项目所遇到难题解决方案 36-41九、可行性研究的主要结论 42-46十、可行性结论 46第一章 项目及项目单位概况LED(LightEmittingDiode)是由电能转化为可见光的固态半导体 发光二极管 ，直接高效率地把电转化为光，拥有长达数万小时10万小时的使用寿命。它由晶片与环氧树脂组成，能低温工作、光源方向性好等特性，应用于景观、安全、特种和普通照明等领域，市场潜力无可估量。现今，关注率高的是LED户外照明。全球提倡低碳生活,节能减碳的LED 半导体照明 成为时代“宠儿”.LED是全球瞩目的新一代环保光源，其高亮度、低热量、长寿命、无毒等优点，被称为21世纪最具发展绿色照明光源。我国LED照明产业起步于20世纪70年代，发展40多年。我国现在已经成为世界上第一大照明电器生产国和第二大照明电器出口国。XEOR锡尔环科是一家专门从事环境保护和治理的高科技企业，其主要业务包括工业污染整套解决方案、工业废气回收利用工程、工业废水和废液回收净化工程、新能源开发、节能减排技术的研发等。第二章 项目名称及项目单位项目名称：节能环保的大功率LED路灯改造原有高压纳灯路灯项目单位：上海锡尔环保科技有限公司第三章 项目提出改造的可行性目前，国家正在大力倡导“节能减排、环保增效”的行动，实施城区LED路灯改造项目，是彻底解决城区路灯亮度不够和没有亮灯的科技节能、环保增效的好项目。 大功率LED作为一种安全、环保新光源越来越受到重视。LED路灯由以下几部分组成：纯铝壳灯具、恒流恒压电源、美国大功率LED光源芯片及灯杆。大功率LED路灯具有无污染、无噪音、无辐射的环保优点；并且具有低电流、启动速度快、无漏电等安全性；产品科技含量高，控制系统、配件均是智能化设计，质量可靠寿命长；科技产品绿色能源，绿色形象品位高；大功率LED路灯比普通高压钠灯节电约70%左右；适合于绿地景观灯光配备，高档次住宅及室外照明，旅游景点海岸景观照明及点缀，工业开发区、高速公路、国道、工矿企业路灯，各大院校室外灯光照明等，将为市政工程的建设直接带来明显可利用的优势，目前，大功率LED路灯在我国许多大中城市的市政路灯施工工程中被广泛采用。第四章 项目改造计划书为响应国家科学发展观的号召，为十一五节能减排战略大计做出应有的贡献，我司与交能集团合作致力与节能环保行业。交能集团整合高新科技资源，推出了中国乃至国际领先的瑞阳牌大功率LED路灯产品。目前产品在广东、湖南、河北、山西、内蒙、河南、四川、北京、天津等地均实现规模应用，深受用户好评。交能集团是以资本为主要联结纽带的大型企业集团，集团核心企业交能集团有限公司前身为温州交通建设集团投资发展有限公司，于2003年9月成立，注册资本为5200万元，主要控股企业为温州市交通局下的温州交通建设集团有限公司。公司的经营范围为：公路交通业、市政设施业、水电能源业、高科技生物医药业、房地产业、生态农业园区业的项目投资、咨询、管理;建筑材料的销售;机械设备的制造、销售;酒店管理;房地产开发等等。公司本着“致力环保事业、共创自然和谐”的企业理念，凭借着雄厚的资金实力、优秀的管理团队、良好的企业信誉、稳健的经营作风、严谨的投资策略、先进的投资理念、全面的增值服务以及专业的金融管理能力，已逐渐步入投资大型市政工程、大型城市基础设施、水电等行业领先者行列。瑞阳牌大功率LED路灯的特点1、灯具节能。本公司LED路灯采用本公司自主知识产权自主封装的高亮大功率LED发光二极管做光源，发光效率达90%以上，由于LED路灯最大的优点就是把有限的亮度照射在使用面积上，所以在同等条件下比普通路灯综合节电在75%以上。增强节能效益，大大降低了使用成本。LED的驱动电源为恒流驱动电源，它的能耗几乎不随电源电压变化，这与传统光源不同。由于电网电压夜晚较高，使得传统光源越到夜晚能耗越高(高压钠灯功率可高出50%)。下图为钠灯和LED灯每日不同时间段的实际功率曲线图2、灯具寿命长。高压钠灯的寿命只有3000-5000小时，而瑞阳牌大功率LED路灯的寿命达30000-50000小时以上。3、灯具响应快。高压钠灯启动时间长，启动损耗大，高频次开、断电会造成烧毁。瑞阳牌大功率LED路灯可即开即启，无启动损耗，可随意高频次开、断电。4、绿色环保光源。高压钠灯在使用过程中产生热污染、光污染甚至重金属污染，而瑞阳牌大功率LED路灯作为全新概念的固态光源从生产过程到使用过程直至报废几乎全无污染，是真正的绿色环保光源。5、安全低电压。高压钠灯配置高压镇流器高压工作，有危险性，行业规定强制3C认证。瑞阳牌大功率LED路灯只需普通直流电源低压工作，无危险性，行业规定不强制3C认证。6、灯具光效高。高压钠灯的光效90140lm/w，大部分的耗电变成热量损耗，且光谱中不可见光占有很大比重。瑞阳牌自主封装的LED芯片光效目前已经达到90-120lm/W，预计将来可达200lm/W以上。而且其光的发色性(显像指数)好，是高压钠灯的四倍以上。7、点光源。以高压钠灯为代表的传统光源，由于光源360度发光，将近一半的光被光源及壳体挡住，并且传统光源发光点大，不易做光学设计，而灯具效率也不高;另外，目前市场上还一种也称LED路灯的多光源路灯，其通过众多低功率LED光源的合力照明达到高照度的照明效果，此类产品虽也节电，但配光严重不均匀，光源质量差，易造成晕眩，不能作为路灯使用。而瑞阳牌大功率LED路灯属于点光源，其照度好，均匀度高，显像指数大，光源质量很好。瑞阳大功率LED路灯与高压钠灯参数对比表指标100W瑞阳牌大功率LED路灯400W高压钠灯照度大于25LUX。大于22LUX。均匀度0.60.4显像指数大于8520衰减度小于10%大于40%发热性冷光源，基本无发热。高热光源，发热严重。电源普通直流电源高压镇流器工作电压低压工作，无危险性，不强制3C认证高压工作，有危险性，强制3C认证抗眩光极好，视感舒适。不好，容易视觉疲劳。启动即开即启，无启动损耗。启动时间长，启动损耗大。抗频闪可随意高频次开断电高频次开断电会烧毁。寿命30000小时左右5000小时左右三、瑞阳牌大功率LED路灯的优势：1、 发光材质先进瑞阳牌大功率LED路灯采用世界顶级质量的氮化镓经自主封装的单芯片高亮LED发光材料，理论寿命10万小时，应用寿命3万小时以上，光效80-120流明每瓦(lm/w)，显像指数达到85(太阳光拟合度)以上。瑞阳牌LED路灯的发光材质为低电压固体冷光源，使用安全、简易，运行状态基本不受外界环境影响，可以达到免维护。同时，单芯片高亮LED发光材料不含任何有害环境的物质。2、散热材质过关瑞阳牌大功率LED路灯应用了具有多项自主知识产权的散热设备，散热的主体为高质量铝合金翅片，结合独特的散热结构，保证在最炎热的夏天也不会发生发光材质的过热故障。本产品在生产车间质检中心经35摄氏度环境温度连续数月的开机测试，温度均稳定在50度以内，远远低于LED发光材质的敏感温度。3、壳体材质耐用瑞阳牌大功率LED路灯的壳体主体和散热设备全部采用标准的工业铝合金材料，保证产品的耐用性及产品的散热能力。4、路灯维护简单新一代瑞阳牌大功率LED路灯采用的是直流外置电源，通过灯杆维修孔就可以实现更换。从而使维护、维修工作变得简单易行，大大减少危险的爬高作业。5、产品获得专利瑞阳牌大功率LED路灯是我公司自主知识产权，共计获得专利40项。产品获得欧盟认证和SGS认证，生产基地获得ISO9001国际质量体系认证。下图是我公司自主设计的瑞阳牌大功率LED路灯灯型外观6、瑞阳牌大功率LED路灯优势总结：低耗能、低危险、低费用在同等照明效果要求下，耗电量是传统产品的四分之一以下。产品的使用寿命为传统路灯产品的四倍以上。照明的清晰度和舒适度为传统路灯产品的四倍以上。高科技、高收益、高形象独一无二的高可用散热技术，拥有多项发明专利。独一无二的“一条龙厂商”，从芯片封装、灯具设计到灯具生产整个产业链全部自主运作。独一无二的能够紧跟发光半导体最新发展步伐的高产能，得益于产品的高自主、光源的高集成和生产工艺的高规范。四、瑞阳牌大功率LED路灯与高压钠灯照明效果对比左下图在瑞阳牌LED路灯下文本显示清晰舒适;右下图在高压钠灯下文本显示模糊眩晕。瑞阳牌大功率LED路灯的景观效果(清华大学校园)如下图所示。园林景观在夜间显现的是本来形态，而不是传统路灯下的昏黄形态。左上图为高压钠灯显像效果 右上图为瑞阳牌LED显像效果五、瑞阳牌大功率LED路灯效益分析1、采用瑞阳牌大功率LED路灯符合国家节能减排的大政方针，具有良好的社会形象和政治形象。2、瑞阳牌大功率LED路灯的无污染、无废弃、低功耗、高舒适，不仅和国家提倡绿色环保的百年大计丝丝相扣，也和以西欧北美韩日提倡的可持续发展的环境政策相吻合，从而有助于提升我国的国际形象。3、以主流的道路照明路灯为例，一盏瑞阳牌大功率LED路灯相对于传统路灯一年即可节省出一户三口之家一年多的用电量。由此带来的社会效益和政治效益不言而喻。4、采用瑞阳牌大功率LED路灯可以成为政府机关各级领导改善民生，提升政绩的有效手段。5、瑞阳牌大功率LED路灯与高压钠灯的费用比较灯类灯泡功率（W）电源功率（W）实际耗电功率（W）日耗电量（度/日）年耗电量（度/年）电费（元/年）维护（元/年）灯泡（元/年）总费用（元/年）250W高压钠灯2501003503.51277.51022200100132280WLED路灯808880.883212570025780WLED路灯节省2622.62956.57652001001065400W高压钠灯4001505505.52007.516062002002006100WLED路灯100101101.140232100321100WLED路灯节省4404.41605112852002001685600W高压钠灯6002508508.53102.524822003503032160WLED路灯160161761.7664251400514160WLED路灯节省6746.74246119682003502518六、项目资金及项目经营1、项目资金交能集团计划为LED路灯节能改选项目投入10000万元人民币，同时交能集团通过CDM(京都协议书之“清洁发展机制”)运作，将获得3000万欧元资金支持LED路灯项目。CDM是发达国家和发展中国家之间共同合作，达到减排、发展的双赢机制。我公司的LED照明项目完全符合CDM的基本要求，3000万欧元资金将按计划正常到位。2、项目营运方式建设方式。本项目采取政府支持、企业投入、自主经营、政策保障的多元化投资建设方式。在建设阶段，由项目所在地政府在用地、规划、基础建设和特许经营权上给以保证。在5年租赁期内，由政府保证设备在当地的完好性，除产品本身质量问题，使LED路灯能够完好使用，按计划收取租赁费用。项目落实程序。(1)由本公司与政府相关部门协同做立项的准备工作，向项目所在地政府提出项目建议书。(2)由政府主管部门向上级主管部门申请立项。(3)项目立项后，由政府通过一定方式落实特许经营权。(4)项目建设方确定后，由政府与建设方签订合作协议，建设方办理可行性研究报告，委托设计，以及环评等前置审批手续。(5)项目组织实施后，由政府落实各项保障措施，并协调有关方面的工作。运作方式。项目建设方根据国家政策导向，实行设备租赁到期无偿转交地方政府的原则，在租赁5年期满后，所有资产无偿移交给政府，但在项目租赁未到期或租赁费用未结清的情况下，资产归建设单位所有，其它相关事宜协商解决。七、服务保障措施1、保修期内服务承诺：我公司对于工程项目所涉及的路灯自交工验收合格之日起提供五年的质量保证期及同期免费(所有费用)保修。2、技术服务与售后服务承诺：(1)热线电话服务我公司24小时热线服务电话，对于路灯出现的任何问题或故障，我方承诺在接到通知后立即响应，积极主动配合用户发现和解决问题。(2)日常维护服务我公司还将随时了解用户反映并及时处理和解决相关问题。在交工验收合格后，无论用户是否有报修记录，至少每月一次的回访，保持与用户的经常性沟通，了解客户在使用过程中的问题，以便为客户提供更好的服务。(3)备件供应承诺在质保期内，由我公司为用户提供必备的备品备件，确保路灯的稳定运行。对更换的备件，我公司给予免费维修和补充。对于我公司研制的设备，确保终身稳定的配件供应。 瑞阳牌大功率LED路灯/射灯产品表 型号功率(w)适用范围安装方式间距(米)取代产品LD100M-01100双向4-6车道：高速/城际/市政公路照明。开发区道路照明。高要求院校、小区、大企业道路照明。以及城市主路的车行辅道。8-12米普通灯杆。直插固定式安装。最佳仰角10-15度。30-35250w-400w高压钠灯LD160M-01160双向8-10车道：高速/城际/市政公路照明。开发区道路照明。高要求院校、小区、大企业道路照明。12-14米普通灯杆。直插固定式安装。最佳仰角10-15度。35-45400w-600w高压钠灯LD80M-0180双向4车道以内：开发区道路照明。院校、小区、大企业普通道路照明。以及城市主路的人行辅道。8米以内普通灯杆。直插固定式安装。最佳仰角10-15度。30150w-250w高压钠灯LD80M-02（投光灯）80双向4-6车道：普通亮度要求的高杆照明。路口集成照明。高亮度隧道、涵洞照明。以及园林景观照明用灯。直接挂装或者嵌装。/250w-400w高压钠灯及对应效果的其他荧光灯。LD50M-01（投光灯）50双向4-6车道：集成式的城市路灯（通常为三连集成的城市路灯）。路口集成式照明（通常为3-5连集成）。隧道、涵洞照明。以及园林景观照明用灯。直接挂装或者嵌装。/150w-250w高压钠灯及对应效果的其他荧光灯。LD30M-01（投光灯）30双向2-4车道：集成式的城市路灯（通常为三连集成的城市路灯）。路口集成式照明（通常为3-5连集成）隧道、涵洞、地铁照明。以及园林照明景观用灯。直接挂装或者嵌装，/150w高压钠灯或者对应效果的其他荧光灯。第五章 适应市场发展需求太阳能LED路灯将能无可争议地取代高压钠灯目前在LED的光衰和稳定性方面尚有较多争议。因此重点介绍提高LED的长期寿命（光衰）和短期发光稳定性的方法。前者主要靠采用热管来改善其散热。后者则主要靠采用恒流驱动芯片。采用以上措施以后，太阳能LED路灯将能无可争议地取代高压钠灯。我国的光电子产业近年来的发展速度很快，每年以3040的速度增长，但目前仅占全球市场的5，估计到2010年将占全球市场的10。另外，我国的LED产业也发展极其迅速。中国高亮度白光GaN类的LED产量年增长率达到59，2006年产量为72亿个。市场规模为90亿元。预计2010年产量将达到200亿个，超过日本，成为世界上第二大生产国。所以，这两者相结合，将使我国在这个领域走在世界的前列。只是有点遗憾的是，我国的太阳能电池板有95都是出口，而只有5是内销。而我国的发电70以上都是由燃煤的火力发电厂产生的。看来关键还是从政府到老百姓都还缺乏环保的概念。一. 中国的太阳能资源中国的太阳能资源是十分丰富的(图1)。图1. 我国的太阳能资源由图中可见，我国的东南沿海地区是比较差的，但平均日辐射量也可以达到每平方米3.2-3.8KW，也已经足够一个家庭的供电了。而2/3以上国土年总日照量5GJ/M2，理论储量相当于1.7万亿吨标准煤。太阳能资源丰富地区包括：青藏高原、西北地区、华北地区、东北大部、云南、广东、海南地区,年平均日照时间2200小时。北京地区一年日照约2300小时。现在很多德国家庭都已经开始在屋顶上安装太阳能电池板以供应整个家庭的用电，而德国一般城市年平均日照只有1600小时，可见德国公民对环保意识的浓厚。二. LED路灯和高压钠灯的比较 太阳能最简单的应用是产生热水，其次是发电。而发电的一个很重要的应用是照明,中国的照明用电占全部电能耗费的12。但大型的太阳能发电厂的建厂成本很高，而且大功率太阳能电池板要占用很大的无遮挡面积，所以太阳能照明最好的实现方法是和发光器件结合在一起，构成独立的照明装置。目前，最有前景的是太阳能路灯，太阳能庭院灯，太阳能草坪灯，太阳能信号灯，和太阳能航标灯等。其中尤以太阳能LED路灯的经济价值最高。因为普通的路灯需要铺设很长的输电线路，而且随着距离的增加，电压会逐渐降低，过一定距离还要用变压器升压。其电源线路的铺设要投入很高的费用。而太阳能路灯则不然。因为每一根路灯杆都是独立的，不需要铺设输电线路，这就大大降低了架设的费用。而且LED的发光效率远高于白织灯，虽然从数字上比不过高压钠灯(高压钠灯的发光效率为132流明/瓦，而LED只有90流明/瓦)，但是LED的发展潜力很大。表1是各种灯具的发光效率的比较。 高压钠灯的光谱比较集中于黄色，它的色温比较低只有20002500oK，而LED的色温较高，可以达到35004500oK以上。另外高压钠灯的光线是向四处发射的，有很大一部分光无法到达路面。还有，高压钠灯的显色指数差，只有20到40，感觉昏暗；而LED的显色指数高，可以达到7580。所以路面明亮，感觉舒适。所以从实际的发光效果来看，LED反而可以比高压钠灯高出很多。100W的LED可以取代250W的高压钠灯，或300W的水银灯。100W的LED，其输出光通量大约只有6250流明（经过二次光学设计，会有所损失），到达路面时的流明数仍为6000流明，而路面的平均照度可以达到16Lux（12m高杆）。250W高压钠灯的输出光通量为20,000流明。但到达路面的流明数就只有7000流明。路面的照度大约为3040Lux，由于显色系数的差别，LED的照度修正系数为2.35倍，高压钠灯的修正系数为0.94倍。所以100W的LED经过修正以后地面的照度为37.6Lux，而高压钠灯的修正后的照度为28.2-37.6。二者相当。所以，100W的LED可以取代250W的高压钠灯，LED可以节能2.5倍。另外，LED的寿命长，不需要经常更换。高压钠灯设计寿命2万小时，由于受电压变化及高启动电流的影响，实际寿命在2年以下。所以其实际寿命通常只有4000小时，假定每天工作10小时，只能工作400天，一年多一点就要更换；而大功率LED的寿命为50,000小时，假定每天工作10小时，13.7年才需要更换。这就大大节省了维护费用。三. 太阳能灯具的构成 不管是那一种太阳能灯具，它都是由5个部分组成，第一是太阳能电池，第二是蓄电池第三是它的控制装置，第四是LED的驱动芯片，第五个是LED本身。通常太阳能电池板挂在高杆上，充放电控制器和铅蓄电池放在地面的控制箱内，驱动芯片和LED都装在灯头里。其示意图如图3所示。其中充放电工控制器只能控制对蓄电池的充电和放电的过程和定时（或光控）向LED供电，而并不能稳定其输出电压。四. LED灯头4.1 LED的选择 因为目前LED的发光效率还是比较低，大约有85的电能都转化为热能。所以发热很高。为了能够分散这些热量，不宜采用功率过大的LED。以目前的工艺来看，以1W的LED比较成熟。对于100W的LED灯头，需要采用100个1W的LED。这时大约有85W的热能要散发掉。LED的性价比是每美元的流明数。一方面希望它的发光效率高，也就是每瓦的流明数要高，目前，最高可以达到85100流明/瓦。另一方面，希望它的价钱要便宜。1W的LED，批量购买时的最低价约为1美元一个。4.2 二次光学设计 由于目前所有LED都带有小型透镜，而使其光束集中在80度左右的角度范围内，为了使得路面的照度能够宽阔均匀，通常都要进行二次光学设计。二次光学设计可以有很多方法，但是其最终的目的是一样的，就是要求能够使得路面的照度均匀。最理想的是三角型的照度曲线，但是实际上是无法实现的，因此，对于能够实现的照度曲线通常称为蝙蝠翼型（图4）。4.3 LED灯头的散热 LED的效率还是比较低的，大约只有15左右。也就是有85的电能都转化为热能。而这些热能如果散不出去，就会反过来影响了LED的性能。最严重的是影响到LED的寿命。它的具体表现就是结温的上升。虽然随着LED的效率逐年提高，这个问题会逐渐缓解，但是从目前的情况来说，还是需要尽可能做好散热措施。可以这样说，现在LED路灯表现出来的很多问题都是由不完善的散热所引起的。目前最普通的做法就是采用尽可能大的铝制散热器。这虽然可以解决一些问题，但是这个方法会带来散热效果和重量之间的矛盾。为了散热效果好，就必须采用非常重大的散热器。而其效果还不尽人意。现在最新的方法是采用“回路热管”技术。这种方法可以在非常好的散热效果的同时还能够保持很轻的重量。图8. 回路热管改造原理采用了回路热管散热技术可以把LED的结温降低到65，这就大大地提高了LED灯具的使用寿命。经过了3年实际测试表明，在每天工作12小时，其光衰小于3。预计在工作十年以后，其光衰只有20。这就基本上解决了寿命的问题。五. LED的恒流驱动作为一种光源，LED的最大缺点就是它的发光不稳定，很容易受到电压温度的影响。而且，它对电压和温度的灵敏度还很高。所以一定要采用恒流驱动，来克服它的发光不稳定。5.1 电压不稳所引起的发光不稳 在太阳能路灯中，主要采用铅蓄电池来储存太阳能。但是，有不少设计人员在设计中略去了恒流驱动，以为铅蓄电池的输出电压足够稳定，而不需要再采用恒流驱动就可以直接驱动LED，这种想法是错误的。不论哪一种蓄电池它的输出电压都会随着放电而逐渐降低，在整个放电过程中，其输出电压的变化高达20左右。如果将其直接对LED加电，会使LED的亮度产生很大的变化。现以铅蓄电池为例，它的放电曲线如图9所示。假定初始的电压为3.4V，这时的正向电流为350mA。假如电压降低到3.1V（10），这时的电流就不到100mA,降低了将近3.5倍。而LED的发光亮度是直接和其正向电流有关的。同一厂家的同一1瓦 LED，其相对发光强度和正向电流的关系曲线如图11所示。LED的温度系数通常为负的，也就是当温度升高时（T1T2），伏安特性向左移动。其值大约是-2mV/，那么当其结温增加50度时，其正向电压就会降低0.1V。假如用恒压电源供电时，其正向电流就会增加。比如，常温25时LED最佳工作电流20mA，当环境温度升高到85时，PN结电压VF下降,工作电流急剧增加到35mA37mA，但此时电流的增加并不会产生亮度的增加，称为亮度饱和。同样，当环境温度下降至-40时，结电压VF上升，最佳工作电流将从20mA减小到8mA10mA，发光亮度也随电流的减少而降低，达不到应用场所所需的照度。而且当温度变化时，LED的发光光谱也会发生变化。通常是向波长长的方向漂移。大约是每升高10oC时漂移1nm，升高50度会产生5nm的变化。所以一定要保持其正向电流恒定。5.3采用恒流驱动IC来稳定LED的正向电流从LED的电压特性和温度特性中，可以得出结论，一定要采用一个集成电路来控制LED的电流使其不论在电池电压降低或是环境温度升高时都能保持正向电流恒定。PAM2842就是这样一种芯片。这颗芯片可以从低到5V高到28V的输入电源电压范围内，驱动10颗串联的3W LED。它的最高输出电压可以达到40V，而最大输出电流可以达到1.75A。但是总的输出功率不能大于30W。而且输入电压可以任意从5V变到28V，都能保持LED的电流不变。其应用电路如图13所示。图13. PAM2842的实际应用电路LED的电流由串联的电流采样电阻来决定,PAM2842只要求其反馈电压为0.1V，串联电阻的阻值就可以根据所要求的正向电流来设定。假如对3W的LED要求其正向电流为700mA，则其阻值就是0.142。其损耗为0.07W，对效率的影响基本上可以忽略不计。另外二极管D1必须采用低压降、大电流的肖特基二极管，以减小功耗。电感需要采用高饱和电流，低DCR的电感。此外，PAM2842的工作频率可以有三种选择：500kHz,1MHz,1.6MHz。为了降低其开关损耗，建议选择500kHz开关频率。此时可以把Fsel端接地。PAM2842具有很好的恒流特性。当输入电压从12V降低到10V时，LED中的电流只变化不到3。这样就可以保证LED的亮度基本上不变。芯片内部具有过压保护电路(OVP)，所以假如有一个LED开路，芯片的升压会被限制住不至于过高，保护芯片本身不至于损坏。但是由于所有LED为串联，有一颗LED开路，当然会导致所有LED不亮。但是，假如有一颗LED短路，这时候，由于有恒流环控制，所以芯片会自动降低其输出电压，而保持流过LED的电流不变，因此不影响其他LED的工作。因为PAM2842在这里是作为升压芯片来应用的，所以在要求的升压比比较高时，其效率就比较低。举例来说，假如输入电压是24V，升压至40V，其效率可达95以上。而假如输入电压为12V，仍然要求升压至40V，这时候其效率就只有91左右。因为大多数太阳能路灯系统所采用的蓄电池是12V的，为了在12V时还能得到95的效率，可以把10颗LED二极管分成两串，每一串为5颗LED串联，这样就只要求升压至20V以下，可以提高效率至95。而且如果一个LED开路，顶多影响一串5个LED，而不至于影响另一串5个LED的工作。这时候，两串LED共用一个LED电流采样电阻，因为电流增加一倍，变成1.4A，所以电流采样电阻阻值也应当减小一倍，变成0.07欧姆。或者，只将其中的一串LED的电流进行采样，而另一串的LED就直接接地，这样就只能对其中一串的LED电流进行恒流控制。这两种做法各有优缺点。两串并联时，所控制的是两串电流之和。所以，假如两串的LED伏安特性有所区别时，这两串的LED的电流就会有所不同。除了电流采样电阻以外，限压电阻R3和R4的值也需要作相应的调整。只要根据Vout=1.2*(1+R3/R4)的公式加以调整就可以。现在还有很多人采用1W的LED， 因为它比较成熟，散热也容易处理。我们也可以利用PAM2842来驱动3串10个1W的LED。总的输出功率大约是30W。只是对于1W的LED，它的驱动电流是350mA，所以三串并联以后的总电流加大到1.05A，要比一串10个3W的LED大很多。可以有两个办法解决。一个是改成两串10个1W，这样其电流是0.7A，和1串10个3瓦的一样。采样电阻仍然是0.142欧姆。还有一个办法，是把3串10个1瓦的总电流减少为0.9A。这样每一串的电流仍然可以有300mA，对于其亮度影响不大，总功率也没有超过30W。当然，也可以连成四串，每串5个1W的LED，总数为20个，甚至是连成5串，每串5个1W的LED。以减少由于某一串中的LED开路，所引起不亮的LED个数。这时采样电阻就要根据电流值来调整。但是不建议使用6串5个1W的LED架构，因为其实际的输出电流过大，已经超过了芯片的允许值。各种不同架构时所相应的电流采样电阻和输出限压电阻的值如表3所示。表3 各种不同架构时的电流采样电阻和输出限压电阻的阻值架构 1串10个3W 2串5个3W 2串10个1W 4串5个1W 5串5个1W输出功率 23.1W 23.1W 23.1W 23.1W 28.8W电流 0.7A 1.4A 0.7A 1.4A 1.75AR1 0.142 0.07 0.142 0.07 0.06R3 360K 180K 360K 180K 180KR4 12K 12K 12K 12K 12KPAM2842不只限于太阳能路灯中。而且也可以用于任何直流电源（12-24V）供电的LED照明系统，或是采用开关电源将交流变成直流输出的系统中。例如在很多应用中，出于安全的考虑，通常都是采用低压直流电源。例如水下照明，或是用户有可能接触到的地方。一般性的开关稳压电源，通常只能提供稳压输出，而不能保证LED恒流。所以，当温度变化时，LED的电流就有可能变化。所有这些，都还是需要有像PAM2842这样的专为LED驱动用的恒流驱动芯片，才能保证LED灯具的性能。PAM2842是目前同类内置大功率MOSFET恒流驱动芯片中，输出功率最大的。六. 太阳能LED路灯的总体性能指标图14. 间隔为35米的100瓦LED路灯（白色）和250瓦高压钠灯（黄色）在六车道道路上的实际比较，很明显LED路灯的照度要亮得多。七. 太阳能LED路灯的经济核算 太阳能LED路灯的优越性是不容置疑的，然而它的经济性却一直受到质疑。原因是它的初始投资太大。其中最贵的是太阳能电池板，它的价钱大约为每瓦40元。而为了保证在连续35个阴雨天气还能正常工作，通常太阳能电池的功率要比LED消耗功率大23倍。所以，对于100瓦LED路灯，要求配备的太阳能电池大约是250瓦，所以其价钱大约在10，000元人民币左右。另一个价钱比较贵的就是LED灯头，现在LED本身的价钱远比高压钠灯贵，但是它是在逐年降低的过程中。铅蓄电池的单价大约只要几百元。整个太阳能路灯的造价大约在15,000元人民币左右。对于野外的高速公路，地面的照度不一定要像在市区那么连续，所以各灯杆之间的距离可以取为66米。那么对于3公里路程就要架设46盏路灯，5公里需要架设76盏，10公里需要架设152 盏。假定普通高压钠灯路灯的灯头灯杆费用为每盏1500元，而每盏太阳能路灯和灯杆费用为15,000元。太阳能路灯要贵10倍。但是普通路灯需要电缆埋设，配电设备，检查井等的费用。而太阳能路灯完全没有这笔费用；而且普通路灯还有电费也是非常可观的。现在就以15年的维护费用来比较。在15年内10公里耗电208.05万元。太阳能路灯15年才要更换一次蓄电池，不到几万元。而且太阳能路灯的工作电压低，绝对不会发生触电事故。LED的寿命长，15年几乎不需要更换，一方面减少了维护费用，另一方面也降低了安全风险。所以是一种最高性价比的路灯。其他太阳能庭院灯和草坪灯虽然也有类似的优点，但是因为距离近，数量少，其优点不那么显著。结束语 全球LED路灯市场达到14亿美元，美国在2008年将新增2000万盏LED路灯。中国在2006年具有1千五百万个路灯，并以每年20的速度增长。也就是每年新增的路灯数也有300万盏。中国的路灯市场达到每年50亿人民币，其中LED路灯市场约40亿人民币。在2008年将新增50万盏LED路灯。而中国全国每年花在路灯的电费上就达到60亿人民币。假如全部改为太阳能LED路灯，就可以全部节省下来。而且，采用太阳能路灯还不能够只是从经济上来比较，它更重要的意义是绿色和环保。一盏高压钠灯它所等效的二氧化碳排放量为每年1290公斤。假如把中国现有的1500万盏高压钠灯全部用太阳能 LED路灯来替换，那么每年它所减少的二氧化碳排放量为1935万吨。太阳能路灯采用的是世界上最干净的能源，是取之不尽用之不竭的绿色能源，这是我们必须为之奋斗的事业！第六章 项目应用现状禅城以LED应用带动产业集聚 政府积极推动下企业投身热情高涨去年，禅城更新万余盏LED路灯，节能效果明显。当前广东省正在LED等11项新兴产业发力，作为该省“千里十万”示范工程中的唯一县（区）级单位，禅城快速推进LED路灯应用，并以此为契机，带动产业转型和新兴产业打造，在政府部门的引导下，参与禅城LED改造的本地企业国星光电借势发展，传统铝型材龙头企业兴发铝材则抓住这一机遇进军LED行业。禅城也因此走出了一条以LED应用带动LED产业集聚发展的新路子，带动了一批LED企业的发展，使LED产业链在禅城得到进一步完善。走在禅城区的湖景路上，夜晚出行的市民开始发现这条路有些与众不同。“亮如白昼。”一位行人作出这样的评价。与一般路灯的昏黄灯光不同，这条大道两旁的路灯都散发着明亮柔和的白光，与自然光十分相似，将车道、人行道、绿化带照得清清楚楚。“禅城将在三年内逐步换上LED路灯，有望实现年节电高达3000多万度。”据了解，禅城区通过实施合同能源管理（简称“EMC”）技术推广新模式，即由银行提供节能改造资金，企业通过绿色照明的节能收益偿还银行贷款并与政府分享节能收益，这种独特的商业模式，加快了节能改造的步伐。记者了解到，在推进LED路灯示范区建设过程中，禅城已投入5400万元安装11000余盏LED路灯，节能效果明显。在禅城区政府的领导下，各有关部门的密切配合下，禅城采用合同能源管理模式成功地推动了大功率LED照明示范工程应用，进而带动了整个新光源产业的蓬勃发展。去年已装上万余盏LED路灯57000盏高压钠灯LED改造，这是禅城公布的3年内路灯改造规模。作为广东省“千里十万”示范工程中的唯一县（区）级单位，禅城承担着探路的使命。而“广东省LED节能路灯及亮化工程试点区建设”是由禅城承担的2008年度“广东省节能减排与可再生资源”省重大科技专项项目。该项目经禅城区政府授权，由禅城区公用事业局具体规划和组织实施，组织承担单位加快推进。该项目得到了禅城区委、区政府主要领导的高度重视，佛山市委常委、禅城区委书记梁毅民多次过问项目进展情况。据介绍，截至2009年底，禅城区先后完成了文华路、同济东、汾江南路、岭南大道以及文华公园等三十多条城市主次干道、城市隧道和城市公园的节能化改造，共安装LED大功率路灯11000盏，以城南片区为主的示范片区效应已经显现。提前完成禅城承担的省重大科技专项LED路灯示范区建设项目任务。“目前禅城已投入5400万元更换11000多盏LED路灯，后续推广资金预计过亿元。”禅城区公用事业局相关负责人说。LED“上路入园”照明节能效果佳“参与部门要统一思想、提高认识、加大力度、坚定不移地全力推进节能减排，推进LED示范区建设，精心打造LED产业基地，为早日建成绿色照明城市打下坚实基础。”示范工作启动之时，禅城区区长黄喜忠如是要求。如何确保示范工作更科学有序，能够为其他地区提供示范性经验？禅城先选择城市中有代表性的路段安装1100余盏LED路灯作示范工程：选择禅城区湖景路，共1600米，共计91盏灯具，一一对应全部更换成LED路灯；选择城市下沉隧道，按照国家“公路隧道通风照明设计规范”的要求，在原来布灯的基础上优化设计，安装LED隧道灯；城市公园则注重LED照明的设计，充分发挥LED路灯照明优势。“通过以上三个极具代表性路段和公园的示范，经过近五个月的跟踪测试，节能效果非常明显。”禅城区公用事业局局长邓剑波说，与传统高压钠灯比较，LED路灯节电率在50%以上，示范取得成效后，禅城开始大面积推广LED路灯，LED示范区建设初见成效。禅城区公用事业局负责人表示，初步测算，去年更换的11000盏LED路灯每年将节约用电1047万度，节省电费890万元，相当于节约标准煤3915吨，减排二氧化碳10257吨、二氧化硫117吨。而全部57000盏高压钠灯改为LED后，每年节省的电费将高达4613万元。政企合力促进产业稳步前行“LED照明市场前景巨大，目前只是路灯应用，未来还有室内、景观照明等，我们希望借此能够先立足于市场。”参与禅城LED路灯改造的佛山国星光电负责人表示，“LED路灯的上路应用，将撬动半导体照明行业数以百亿计的大市场”不仅要做LED照明产业的应用市场，还要成为最重要的生产基地。在推进示范区建设过程中，禅城不局限在推广LED路灯的应用上，更以此为契机，推动了LED照明产业的提升。LED照明产业形成了产业链不断延伸的格局，本土企业纷纷加快了在这一产业的发展与布局。禅城积极探索LED路灯研发与产业化应用合作新机制、新模式，成立了政府主导下的、以企业为主体的、节能服务公司参与的、市场化运作的开放性的LED路灯产业化应用联合体，其中以佛山市国星光电股份有限公司为牵头单位，联合佛山照明、兴发集团英博光电、东莞勤上光电作为研发主体，组建起集技术、专利、标准“三位一体”的大功率LED路灯技术创新联盟，通过优势互补、分工协作、技术共享、专利许可等手段，针对LED路灯元器件生产、二次光学设计、散热控制、一体封装等一系列技术瓶颈，展开联合突破攻关。禅城创新：如何快速推广LED路灯？EMC运作模式破解资金难题推广LED照明应用，一个最大的难题就是资金。比如要将传统照明路灯全部更换为LED照明，改造费用从何而来？禅城能在一年内迅速更换LED路灯万余盏，其秘诀就在于实施“用户+企业+银行”的合同能源管理（EnergyManagementContract）模式，由银行提供节能改造资金，企业通过绿色照明的节能收益偿还银行贷款并与政府分享节能收益，独特的商业模式，加快了节能改造的步伐。在“EMC”模式中，银行为企业提供节能改造资金，企业通过绿色照明的节能收益偿还银行贷款并与政府分享节能收益。而随着这一模式的应用，政府无须投入或少量投入资金，便能引进新型的LED技术和产品，避免了自身单独承担项目可能遭遇的技术、财务等方面的诸多风险。由买方信贷变成卖方信贷，成功突破了LED改造经费瓶颈，使禅城区LED示范区建设工作迅速推进。2009年9月22日，禅城区人民政府与项目承担单位签订EMC合同，明确先由项目承担的灯具企业找银行融资贷款解决路灯更换的先期投入，有效推动了总造价为5400万元的禅城LED路灯改造项目，采取卖方信贷与合同能源管理相结合的创新模式，这样便基本解决了项目资金问题。改造结束后，禅城区公用事业局用每月节省下来的电费和维护费向项目承担单位还款，这样既能减轻政府财政资金上的压力，同时又保障了LED路灯节能改造工程的顺利开展。广东启动500万盏LED节能路灯更换计划日前，“广东绿色产业投资基金合同能源管理（EMC）联盟采购执行标准”通过专家评审，广东LED节能路灯更换计划正式启动。在未来的35年内，广东绿色产业投资基金将以“合同能源管理（EMC）”模式，组织上下游企业，对广东公共照明系统进行持续投入，完成广东500万盏LED节能路灯改造。据介绍，新型的LED节能灯比传统的高压钠灯每年节能达60%，一盏LED节能路灯即可减排二氧化碳185公斤，但由于新型的LED节能灯价格高昂，一次性投资成本巨大，推广难度大。“合同能源管理（EMC）联盟”则将供应商、工程公司及金融机构等组织起来，供应商、工程公司先提供产品和安装维护服务，金融机构提供贷款等金融支持，让各地先用上LED节能路灯，而联盟中各企业则从节约的电费中按比例提成，还本付息并盈利。据介绍，“合同能源管理（EMC）联盟”以产业链整合的形式，有利于LED节能灯扩大产量、减少流通环节，最终大幅度降低价格，走进普通老百姓的生活。上海长江隧桥全面亮灯通车2010年10月18日晚，通车在即的上海长江隧桥全面亮灯。长江隧道内灯光熠熠生辉，长江大桥冷暖光带交相辉映，展现“双塔奇观”之美景。一览长江隧桥璀璨夜景，宛如一件艺术品屹立于长江口。 长江隧道照明首次采用了与现有其他隧道不同的照明方式LED光源，视觉明亮而舒适。由于隧道长，且需要24小时不间断照明，照明负荷将成为“能耗大户”，在运营中占整个能耗比例的40至50；而采用LE