1 前言
近年來LED（LightEmittingDiode，發(fā)光二極管）技術取得了突飛猛進的發(fā)展。LED作為新型光源，具有壽命長、發(fā)光效率高、功耗低、調光性能好、顯色指數高、不怕震動、方向性好、工作電壓低、環(huán)保、發(fā)展?jié)摿Υ蟮缺姸鄡?yōu)勢，這使LED成為高速公路照明的節(jié)能光源選項，陸續(xù)在國內多條高速公路安裝使用。失敗案例不少，但也有成功案例，而由于LED材料的價格等因素又使得成功案例的初期投入相對較大。在國家節(jié)能降耗的政策指導下，LED照明在高速公路的應用也進入了新的發(fā)展時期。到底LED照明是否適合高速公路的未來發(fā)展呢？
2 大功率LED的優(yōu)點
（1）節(jié)能
陜西吳子高速公路前義坪隧道原設計采用高壓鈉燈，箱變?yōu)?15kVA，后在實際使用中改用LED，用80kVA箱變，實際功率僅為60kW，實際使用中，照明效果達到設計要求。相對高壓鈉燈，使用LED照明可以節(jié)能約70％左右。
（2）壽命長
LED是一種半導體，在散熱良好的情況下，當光通量衰減到80％時，其壽命達到50000小時。而金屬鹵化物燈的壽命約12000小時，高壓鈉燈的壽命約20000小時。經銷商在推介LED照明的一個重要宣傳點就是基本10年內免維護，可見LED照明的長壽命。LED的長壽命能有效減少燈具的維護工作，降低運行成本。
（3）顯色性好
LED光源輸出白光，色溫適中，為5000K～6000K，相比高壓鈉燈，光色更為自然，顯色性也比高壓鈉燈好很多，高壓鈉燈的顯色指數只有20左右，而白光LED可以達到65～80。LED的高顯色性無疑有助于司機及行人識別目標，在同樣的路面亮度下提供更好的通行條件。
（4）光源方向性好
高壓鈉燈或金屬鹵化物燈是全空間發(fā)光的光源，需要將一個半空間發(fā)射的光線通過反射器改變180°方向投向另一半空間內，反射器對光線的吸收和光源自身的擋光是不可避免的，燈具效率一般僅有70％左右。與傳統(tǒng)光源不同，LED是定向發(fā)光的，LED的光源由非常多個LED組成，通過設計每個LED的投射方向，使受照路面獲得均勻的照度，光線的利用率比傳統(tǒng)光源高很多。
3 制約因素
LED雖然有很多優(yōu)點，但在實際運行中，LED光源的應用在現(xiàn)階段仍然存在一些制約因素，正是這些原因在一定程度上阻礙了LED在高速公路上的發(fā)展。
（1）發(fā)熱問題
改善LED的發(fā)熱問題是攻克大功率照明燈具的關鍵。LED的工作狀態(tài)和散熱設計不僅直接關系到LED實際發(fā)光效率，也關系到實際使用壽命。通常所說的LED芯片光效是指結溫在25℃時的芯片光效，由于散熱設計和環(huán)境溫度的影響，在實際使用中，結點溫度往往會大大高于25℃，導致光效大幅下降。以結溫25℃時100lm／W的芯片為例，實際使用中可能只有60～70lm／W。
臺灣的一家科技公司發(fā)明了回路熱管（LHP）冷卻技術來替代現(xiàn)時常用的散熱片散熱技術，已經很好地解決了這個問題，大大提高了LED燈具的使用壽命。經過3年實際測試表明，每天工作12h，其光衰小于3％。預計在工作10年以后，其光衰只有20％。這就基本上解決了壽命的問題。
（2）性價比問題
由于目前LED芯片的價格仍處于較高水平，LED路燈的價格與傳統(tǒng)燈具相比仍較高。列出上海某市政道路的實際數據如表1所示。
通過以上比對可發(fā)現(xiàn)，目前LED光源的性價比仍處于較低水平。但LED是半導體元件，隨著電子科技的飛速發(fā)展，技術越來越先進，價格會越來越低廉。作為新興光源，LED正處于飛速發(fā)展的階段，目前大功率白光LED的光效已達到150lm／W，通過對其發(fā)光機理的研究，推算出LED的理論光效可達350lm／W，具有很大的發(fā)展空間和潛力。
（3）沒有統(tǒng)一標準
目前還沒有統(tǒng)一的LED光源生產國家技術標準，每個廠家按自己的標準生產自己的產品，彼此間很難通用。LED光源燈具的結構設計均為一體化設計，即其相關器件無法現(xiàn)場更換，無論是LED光源損壞或是電源故障，一有問題則必須整燈拆除更換，維護工作成本大大增加。LED產品的升級換代速度很快，接口又沒有國標約束，隨著芯片的更新，廠家很難保證在若干年后還生產現(xiàn)有的產品。屆時產品的備品包括維護就成為運行維護部門棘手的問題，一條路一種路燈的尷尬現(xiàn)象會顯現(xiàn)出來。
4 結語
近年來，在國家節(jié)能減排政策的號召下，國內多條高速公路上馬LED照明，有成功的經驗，也有失敗的教訓。
在統(tǒng)一的LED國家標準沒有制定出來之前，LED行業(yè)魚龍混雜，大家一擁而上搶占市場，但是由于目前的LED芯片核心技術及貨源均在國外，國內在沒有完全處理好后工藝封裝散熱技術和沒有對產品進行充分的可靠性試驗的情況下，就不負責任的匆忙將產品推向市場，一些高速公路和市政道路就不幸的作了試驗的小白鼠。但瑕不掩瑜，由于LED光源的顯著優(yōu)點和白光LED技術的日臻成熟，節(jié)能、長壽、光照均勻、靈活方便、綠色環(huán)保的半導體光源在高速公路照明系統(tǒng)中的應用，對節(jié)省建設資金，緩減用電矛盾，減少建成后的維護保養(yǎng)工作，構建節(jié)約型社會具有重大意義。相信LED光源在高速公路上有著廣闊的應用前景。
