LED路灯光通及光效探讨

  国内很多LED路灯厂家在技术参数说明上,为了宣称自己产品的高光效,往往把芯片的初始光通除以光源的消耗电功率得出比值,作为产品高光效的数据。其实这样做是混淆概念的。为了让大家明白,下面我把这两个概念解释一下:

  1、初始光通量(Initial luminous flux)是每单位时间到达、离开或通过曲面的光能数量,单位:流明(lm)。 光通量通常用Φ来表示。

  2、实际光通量(Actual luminous flux)是指打开照明设备时,光能从光源发出,穿越照明设备(如透镜或灯罩等),直到它到达需要它的工作平面为止的光能数量。我们称到达工作平面的光通量为实际光通量。

  通过以上两点的介绍,可以知道,实际光通量的数值要小于初始光通量。见下图。

  由光通的定义,我们紧接着引出另一个重要的概念:光效。

  光效(Efficacy)是光源发出的总光通量与该光源消耗的电功率的比值,单位:流明/瓦(lm/w)。

  因有初始光通量与实际光通量两种数据,所以光效也就有了初始光效与实际光效两种不同的数据。

  我们知道,“十城万盏工程”之所以大力推广led路灯,完全是节能减碳的需要。芯片的初始光通量经过透镜灯罩,到达路面能为行人车辆起照明作用的,也就是实际光通量。我们需要的是由实际光通量带来的高光效,并非需要初始光通量带来的高光效。

  现在LED路灯行业,盲目的推广初始光通量的高光效,很多厂家在这里面也起到了推波助澜的作用。某些商家打出了120 lm/w的高光效LED路灯,世界第一光效LED路灯等宣传口号。导致这种局面出现的原因,正是由于国家或行业的统一标准未制定,相关的检测标准未实施。另外,虽然有些地方出台了地方标准,譬如广东的DB44标准,深圳LED规范等等,但是,标准并不统一。就拿DB44来说,规定对于适用在高速主干道上的LED路灯,在4000K~6500K色温前提下,I类标准是不得小于78 lm/w;深圳规范定义初始光效最高不得小于 60 lm/w,但是深圳规范额外提及能效等级评价标准是:I级能效最低不得小于80 lm/w.DB44与深圳规范都已经按地方的实际情况发布,可以看出,各地的差异还是比较大的。所以,国家应尽早制定统一的行业标准,统一各项规范,这样,各个地区才会有章可循。

  虽然国内对于标准的统一尚在研讨,但是国外在2009年12月3日,经过发布三次草案后,美国能源部DOE出台了能源之星LED灯具标准的最终版本,要求于2010年8月31日生效。

  为此,我们翻阅了大量的资料进行研读。美国能源部DOE在2009年7月1日发布的关于三种SSL灯具性能标准的第二稿草案,指出其他指标尚不能充分测量出灯具的能效。因此草案提出了一种新的度量指标----特定目标效能FTE(Fitted Target Efficacy)。并要求户外道路照明灯具最低的光输出要达到1000 lm(初始光通量)。

  FTE将“目标照亮区域”作为研究对象。因此,FTE就有了两个关键假定:

  1、矩形分布可覆盖最大区域,比圆形分布更加有效。见下图。

  2、白色圆圈是光源,绿色部分是目标照明区域被有效照亮的区域,红色部分是目标照明区域未被有效照亮的区域,黑色区域处在目标照亮区域外,落在黑色的区域的光通量应被抛弃。见下图。

  FTE的计算公式如下:

  FTE=(绿色区域光通量*绿色区域面积占绿色和红色区域总面积的百分比)/灯具输入功率

  由此看出,美国能源部发布的以FTE作为今后LED能效的制定,是非常合理的。

  我们非常反对盲目推广初始光通的高光效。在路面照明,只需要一个合理的照度,所谓的“越亮越好,光效越高越好”,已经不适用于现在节能减碳形式的需要,同时也不符合人类视觉健康的真正追求。我们应理性的对待LED路灯的前景,不盲目追随。只有拥有了正确的、客观的、成熟的心态,拥有理性的、扎实的分析,拥有基础的、踏实的研究,才能使得LED产业迅速而稳健的发展。

 

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