可燕沙

摘要：在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，LED路灯等半导体照明产品被明确列入“重点领域及优先主题”，我国科技部还启动“十城万盏”半导体照明工程，三年计划安装达百万盏LED路灯，众多城市都計划将传统的高压钠灯更换为新型的LED路灯，使得LED路灯的应用得到了快速的发展。本文试从LED路灯的投资回报期进行分析，以得出将高压钠灯更换为LED路灯的可行性。

关键词：LED路灯 EMC 节电率 投资回报期

Abstract: in our country "national long-term plan for science and technology development," LED semiconductor lighting products such as street lamp is clear on a "key areas and priority theme", the ministry of science and technology in our country is the start "the ten city all lamp" semiconductor lighting project, three year plan of a lamp installation LED lights, and many urban plan will traditional high pressure sodium replacement for new type of LED lights, and the application of the street lamp that LED obtained fast development. This paper tries to the street lamp LED period of investment to analyze, to draw will high-pressure sodium lamp replacement for LED the feasibility of the street lamp.

Keywords: LED street lamp EMC energy saving rate of return on investment

中图分类号： F830.59 文献标识码：A文章编号：

LED路灯（Light Emitting Diode，发光二级管）即半导体照明灯。它是一种基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源，在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。它是一种固态冷光源，具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点。

1 LED路灯替代高压钠灯的方案

根据照度软件的计算，结合现状道路照明状况及国家对照度的规范要求，高压钠灯替换为LED路灯的方案如下：

1、84W LED路灯可替代150W高压钠灯；

2、140W LED路灯可替代250W高压钠灯；

3、224W LED路灯可替代400W高压钠灯。

以224W LED路灯为例，其照度计算如下：

LED路灯（224W）照度计算

2 LED路灯的节电率分析

根据很多LED路灯厂家的描述，LED路灯的节电率能达到60%以上，厂家普遍都描述高压钠灯的损耗功率高，而LED路灯的损耗功率小，事实是否真的如此呢，笔者曾对所在的城市的路灯进行过一次详细的测试，通过测试的数据表明LED路灯的损耗功率=标称功率×1.1（LED芯片功耗）×1.09（LED电源功耗），高压钠灯的损耗功率=标称功率×1.1，一般高压钠灯的功率损耗为标称功率的20%左右，但为什么只有10%的功耗呢？出现这种情况的原因主要在于高压钠灯的投入使用1-2年后，其输出的光通量降低，从而导致灯具整体消耗的功率降低。

根据上述测得的数据及替代方案，LED路灯节电率计算如下：

150W：节电率=（150*1.1-84*1.1*1.09）/(150*1.1)=38.96%

250W：节电率=（250*1.1-140*1.1*1.09）/(250*1.1)=38.96%

400W：节电率=（400*1.1-224*1.1*1.09）/(400*1.1)=38.96%

3 LED路灯投资回报期分析

为便于计算，笔者以150W、250W、400W高压钠灯各3000支替换为LED路灯的方案进行分析。

（1）LED路灯投入成本

LED路灯的造价与其功率大小关系密切，根据当前一些知名品牌的LED路灯生产厂家产品价格综合测算，LED路灯的综合价格为35元/W，该价格包括有设计费、施工费、各阶段测试检测费、灯臂改造费、项目建议书编制费、工程可行性研究报告编制费、工程可行性研究报告评估费、施工图审查费、招标代理费、专家评标费及招标场地使用费、项目监理费、建设单位管理费、项目税款等等。LED路灯投入的总成本为(84+140+224)*3000*35/10000=4704.0万元

（2）LED路灯节约的维护费用

更换为LED路灯后，将导致LED路灯的维护费用大大降低，根据笔者所在的城市路灯管理部门提供的数据，高压钠灯的维护费用平均为220元/支/年，而LED路灯的维护费用平均为120元/支/年，每支路灯年节省的维护费用为100元，以9000支路灯来计算，每年总共节省的维护费用为90万元。

（3）LED路灯年节电费用

每天路灯的亮灯时间平均按12小时计，电费按0.89元/度，年节电费用=(150*1.1-84*1.1*1.09+250*1.1-140*1.1*1.09+400*1.1-224*1.1*1.09)*12*365*3000

*0.89/1000/10000=400.95万元

（4）管理费用

当前为促进LED路灯的发展，主要采用合同能源管理（简称EMC），是用节约的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。在这种方式下，EMC公司的管理费用为1%，即4704.0*1%=47.04万元。

（5）投资回报期计算

LED路灯的投入回报期可由下面平衡公式计算得出（按等额本金还款方式计算）：

贷款总额+贷款总利息=总节电费用+总节约的维护费用

贷款总额=4704.0+47.04=4751.04万元

贷款总利息=贷款总额×贷款月利率×（投资回报期+1）÷2

贷款月利率按同期银行利率7.05%÷12=0.005875计算，投资回报期以月计，设定投资回报期为N，根据公式得：

贷款总利息=4751.04×0.005875×（N+1）÷2

总节电费用=年节电费用÷12×投资回报期

年节电费用=400.95万元

总节约的维护费用=年节约的维护费用÷12×投资回报期=90÷12×N

将上述各参数代入平衡式得：

4751.04+4751.04×0.005875×（N+1）÷2=400.95÷12×N+90÷12×N

解平衡式得投资回报期N≈176.8个月≈14.7年

LED灯具的寿命一般在7-8年，根据平衡式得出的结果却是需要14.7年才能收回所有的投资费用，这显然是不合理的，也因此而证明完全通过节能收益来偿还投资费用是不现实的，为使LED路灯能顺利的推广，政府必须在节能收益上给予适当的补贴。

根据LED路灯的寿命，LED路灯投资回报期定在7年时间比较合理，也就是84个月时间，假定政府每年补贴的节能费用为X，将上述各参数代入平衡式得：

4751.04+4751.04×0.005875×（84+1）÷2=(400.95+X)÷12×84+69.34÷12×84

解平衡式得政府每年补贴节能费用X≈357.24万元

工程造价分析，EMC模式

4 结束语

通过对以上数据的分析，根据现有LED路灯的技术，在LED路灯寿命期内，LED路灯的投入成本不能全部从节能收益中获取，为了支持LED路灯产业链的发展，必须要有政府部门的资金补贴，单纯依靠节能效益来获取投入成本，在当前阶段不现实，政府相关部门在决策时，对于这一点要予以充分的重视。

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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。