纳米电磁感应照明技术合作

二、纳米电磁感应灯介绍

2.1 纳米电磁感应灯的工作原理 纳米电磁感应灯系统由三大元件组成：镇流器、磁环、灯管。 1. 电子镇流器产生的高频电流，通过金属线圈通过磁环产生高频率电磁波，从而在玻璃管（含有气体）周围创造了磁场； 2. 电磁场以感应的方式耦合到灯内，使灯泡内的气体雪崩电离，形成等离子体，如同一个封闭的电动势； 3. 在闭路内，引起自由电子加速度运转，这些自由电子和汞原子相碰吸取了更多的能量成为高能电子； 4. 激活的电子从高能状态退到低能状态而放射出紫外线，紫外线碰到玻璃管表面纳米六基色荧光粉时，紫外线转化为可见光。

2.2 纳米电磁感应灯的优势 ⑴ 高效节能：纳米电磁感应灯光效十分出色，80W纳米电磁感应灯相当于150W金卤灯、180W节能灯、450W白炽灯的亮度； ⑵ 使用寿命长：没有灯丝和电极使灯管寿命长达10年，是白炽灯的50倍，金卤灯的5-15倍，荧光灯的5-10倍； ⑶ 光衰少：纳米电磁感应灯一般20000小时后发光效率下降5%左右，而金卤灯、节能灯通常500小时后就出现光衰； ---光源实际寿命：光源无法点亮为止的时间； ---光源有效寿命：光效下降至70%为止的时间； ⑷ 穿透力强：由纳米电磁感应灯的特殊工作原理，是灯管整体发光，故此，其穿透力特强，即使达到15米以上，其照明效果同样出色。光线照射范围广、亮度均匀； ⑸ 灯管温度低：纳米电磁感应灯属于冷光源先发光再发热，灯管温度低于摄氏120度左右，使用纳米电磁感应灯的工作环境温度较低，能节约空调能耗； ⑹ 高显色性：显色指数为80以上，辨别性好，接近自然光，呈现被照物体的自然色泽； ⑺ 低维护：因为工业用灯都安装在一定的高度上，普通灯管的频繁更换除了灯管本身的成本外，还有更换的人工费用，而纳米电磁感应灯在5年之内基本是免维护； ⑻ 电气性能优良：采用高科技芯片技术，功率因素高，电流谐波低，可调光，有智能接口、可智能调光； ⑼ 无频闪、可见光比例高：彻底消除传统照明的“频闪效应”，不闪烁，同时它的发光面较常规光源更大从而无炫光，发出的光谱线中可见光比例高达80%以上，视觉效果好，保护眼睛健康； ⑽ 宽电压、电源适应范围广：交流AC110V-380V、直流DC12V-24V，可直接和太阳能及风力发电机组接。供电电压在±30%可正常工作； ⑾ 色温可选：从2700K-8500K由客户根据自己的需要选择。而且可制成彩色灯，用于园林等照明； ⑿ 无需预热：即开即亮，可频繁开关10万次不损坏。

三、200W纳米电磁感应灯替换400W高压钠灯

3.1 测试场景 选择标准路段作为纳米电磁感应灯改造示范路段，将原有部分400W高压钠灯替换为200W纳米电磁感应灯，在不同路段进行道路照明测量，通过测试环境光谱，色温，显色性，照度，均匀度以及照明功率密度等参数，分析比较使用黄光高压钠灯与白光纳米电磁感应灯的优劣势。以下是一组实景照片比较。

图1、白光纳米电磁感应灯实景效果 图2、黄光高压钠灯实景效果

由于为替换原有灯头进行比较，故而两者杆高与布灯间距均相同，杆高12米，布灯间距30米，均在隔离岛布灯，单杆双光源分别向两侧车道提供照明。

3.2 实测效果比较 以3米间隔布点测试实际道路照度及均匀度情况，同时采集实际环境光谱比较分析两者的显色性、色温及光谱特性。下图为实测环境光谱。

图3、纳米电磁感应灯荧光灯照明路段实测光谱图 图4、高压钠灯照明路段实测光谱图

通过比较两者的光谱发现，高压钠灯的光谱主要集中在560nm到620nm之间，而纳米电磁感应灯在436nm、545nm、610nm均出现了极大值，属典型的三基色荧光光谱。由于在夜间暗视觉下，人眼的光谱响应曲线会向短波方向移动，这就表明在夜间情况下偏蓝色的短波段光线会更有利于提升视觉光效。国际照明学会（CIE）分别定义了在明视觉下，人眼对波长在555nm的黄绿光最为敏感，而在暗视觉下，对波长在507nm的蓝绿光最为敏感。两条光谱响应曲线如下图所示。

图5、明视觉V(λ)与暗视觉V'(λ)光谱光视效率曲线

根据实测照度与光谱分析，计算了两种光源分别在明暗视觉下的光效比，即(S/P)值，并计算得出两者的等效暗视觉光效。两者具体参数如下表所示。

表1、高压钠灯与无极荧光灯照明参数比较 色温（K）　显色指数　S/P值　明视觉照度　暗视觉照度 HPS400W　2176　23.0　0.74　54.3lx　40.2lx LVD200W　5544　78.8　1.76　24.4lx　42.9lx

从表中我们可以看出，虽然400W高压钠灯得到了比纳米电磁感应灯更高的测试照度，但是如果加上中间视觉修正，其真实等效照度应降低在54.3lx至40.2lx之间，而200W纳米电磁感应灯的等效照度应提升至24.4lx至42.9lx之间，具体提升和下降幅度依路面实际亮度水平而定，路面亮度越低，则白光光效提升幅度越大。即白光用于低亮度环境下优势更明显。

其次，让我们看下两者实测数据与国家标准的差异，根据（CJJ 45-2006城市道路照明设计标准），逐一比较了照度、均匀度与功率密度的指标，具体参数如下图表所示。

表2、高压钠灯、纳米电磁感应灯实测照明效果达标分析 照度（lx）　均匀度　功率密度（W/m2）　是否符合国标要求 国家标准　20　0.40　0.85　—— HPS400W　54.3　0.46　1.83　否 LVD200W　24.4　0.48　0.83　是

通过比较发现，虽然高压钠灯达到了很高的照度水平，且均匀度也达标，但其能耗指标却是国家标准的2倍还多，在全社会大力提倡节能降耗的大背景下，无度虚高增加照明功率是严重的浪费，且远达不到设计标准。而无极灯的各项指标均包括照度、均匀度、功率密度均能达到国家标准的要求，是理想合理的城市道路照明解决方案。

四、纳米电磁感应灯效益分析

4.1 经济效益分析 假设某城市有段道路长度为3公里，铺设路灯以每隔30米一盏，每边一盏计算，这三段路所需的路灯总数为202盏。以功率为400W的高压钠灯为准，纳米电磁感应灯以功率为200W为准进行对比！

一年的耗电成本：计算方法以每天亮灯11小时，每度电以0.85元人民币计算。 3公里道路传统路灯一年耗电量为202×11×365×400/1000=324412KW·H，即324412度电，合人民币275750.20元。 纳米电磁感应灯路灯一年总耗电量为202×11×365×200/1000=162206KW·H，即162206度电，合人民币137875.10元，对比情况（如表1）：

路长　400W高压钠灯　150WLED路灯 3公里　275750.20元　137875.10元

4.2 社会效益分析 节能工作是一项跨行业、综合性工作，因此，在项目立项时，要注重节能。若用纳米电磁感应灯替代高压钠灯不但可节电50%以上，而且不需高压镇流器等任何配件，免除一些不法分子的偷盗破坏，推广使用纳米电磁感应灯路灯节能优势明显，具有划时代的社会效益和意义。

二、纳米电磁感应灯介绍

2.1、纳米电磁感应灯的工作原理

1）纳米电磁感应灯系統由三大元件組成：镇流器、磁环、灯管

2）由电子镇流器产生的高頻率电流，通过金属线圈通过磁环产生高频率电磁波，从而在玻璃管（含有气体）周围创造了磁場；

3）电磁场以感应的方式耦合到灯内，使灯泡内的气体雪崩电离，形成等离子体如同一个封密的电动势。

4）在闭路内，引起自由电子加速度运转，这些自由电子和汞原子相碰吸取了更多的能量成为高能电子；

5）激活的电子从高能状态退到低能状态而放射出紫外线，紫外线碰到玻璃管表面纳米六基色荧光粉时，紫外线转化为可见光。

2.2、纳米电磁感应灯的优势

⑴．高效节能：纳米电磁感应灯光效十分出色， 80W纳米电磁感应灯相当于150W金卤灯、180W节能灯、450 W白炽灯的亮度；

⑵．使用寿命长：沒有灯丝和电极使灯管寿命长达10年，是白炽灯的 50 倍，金卤灯的 5 —15 倍，荧光灯的 5—10 倍；

⑶．光衰少：纳米电磁感应灯一般20000小时后发光效率下降5%左右，而金卤灯、节能灯通常500小时后就出现光衰；

---光源实际寿命：光源无法点亮为止的时间

---光源有效寿命：光效下降至70%为止的时间

⑷．穿透力强：由纳米电磁感应灯的特殊工作原理，是灯管整体发光，故此，其穿透力特強，即使元至15米以上，其照明效果同样出色。光线的照射范围广、亮度均匀；

⑸．灯管温度低：纳米电磁感应灯属于冷光源先发光再发热，灯管温度低于摄氏120度左右，使用纳米电磁感应灯的工作环境温度较低，能节约空调能耗；

⑹．高显色性：显色指数为80以上， 辨色性好，接近自然光，呈现被照物体的自然色泽；

⑺．低维护：因为工业用灯都安裝在一定的高度上，普通灯管的频繁更换除了灯管本身的成本外，还有更换的人工费用，而纳米电磁感应灯在5年之内基本是免维护；

⑻．电气性能优良：采用高科技芯片技术，功率因素高，电流谐波低，可调光，有智能接口、可智能调光；

⑼. 无频闪、可见光比例高：彻底消除传統照明的“频闪效应應”，不闪烁，同进它的发光面较常规光源更大从而无炫光，发出的光谱线中可见光比例高达80%以上，视觉效果好，保护眼睛健康；

⑽. 宽电压、电源适应范围广：交流AC110V－380V、 直流DC12V—24V，可直接和太阳能及风力发电机组接。供电电压在±30％可正常工作；

⑾. 色温可选：从2700K—8500K由客户根据自己的需要选择。而且可制成彩色灯，用于园林等照明；

⑿. 无需预热：即开即亮，可频繁开关10万次不损坏。

三、200W纳米电磁感应灯替换400W高压钠灯

3.1、测试场景

选择标准路段作为纳米电磁感应灯改造示范路段，将原有部分400W高压钠灯替换为200W纳米电磁感应灯，在不同路段进行道路照明测量，通过测试环境光谱，色温，显色性，照度，均匀度以及照明功率密度等参数，分析比较使用黄光高压钠灯与白光纳米电磁感应灯的优劣势。以下是一组实景照片比较。

图1、白光纳米电磁感应灯实景效果

图2、黄光高压钠灯实景效果

由于为替换原有灯头进行比较，故而两者杆高与布灯间距均相同，杆高12米，布灯间距30米，均在隔离岛布灯，单杆双光源分别向两侧车道提供照明。

3.2、实测效果比较

以3米间隔布点测试实际道路照度及均匀度情况，同时采集实际环境光谱比较分析两者的显色性、色温及光谱特性。下图为实测环境光谱。

图3、纳米电磁感应灯荧光灯照明路段实测光谱图

图4、高压钠灯照明路段实测光谱图

通过比较两者的光谱发现，高压钠灯的光谱主要集中在560nm到620nm之间，而纳米电磁感应灯在436nm、545nm、610nm均出现了极大值，属典型的三基色荧光光谱，由于在夜间暗视觉下，人眼的光谱响应曲线会像短波方向移动，这就表明在夜间情况下偏蓝色的短波段光线会更有利于提升视觉光效。国际照明学会（CIE）分别定义了在明视觉下，人眼对波长在555nm的黄绿光最为敏感，而在暗视觉下，对波长在507nm的蓝绿光最为敏感。两条光谱响应曲线如下图所示。

图5、明视觉V（λ）与暗视觉V’（λ）光谱光视效率曲线

根据实测照度与光谱分析，计算了两种光源分别在明暗视觉下的光效比，即（S/P）值，并计算得出两者的等效暗视觉光效。两者具体参数如下表所示。

表1、高压钠灯与无极荧光灯照明参数比较

色温（K）

显色指数

S/P值

明视觉照度

暗视觉照度

HPS400W

2176

23.0

0.74

54.3lx

40.2lx

LVD200W

5544

78.8

1.76

24.4lx

42.9lx

从表中我们可以看出，虽然400W高压钠灯得到了比纳米电磁感应灯更高的测试照度，但是如果加上中间视觉修正，其真实等效照度应降低在54.3lx至40.2lx之间，而200W纳米电磁感应灯的等效照度应提升至24.4lx至42.9lx之间，具体提升和下降幅度依路面实际亮度水平而定，路面亮度越低，则白光光效提升幅度越大。即白光用于低亮度环境下优势更明显。其次，让我们看下两者实测数据与国家标准的差异，根据（CJJ 45-2006城市道路照明设计标准），逐一比较了照度、均匀度与功率密度的指标，具体参数如下图表所示。

表2、高压钠灯、纳米电磁感应灯实测照明效果达标分析

照度（lx）

均匀度

功率密度（W/m2）

是否符合国标要求

国家标准

20

0.40

0.85

——

HPS400W

54.3

0.46

1.83

否

LVD200W

24.4

0.48

0.83

是

通过比较发现，虽然高压钠灯达到了很高的照度水平，且均匀度也达标，但其能耗指标却是国家标准的2倍还多，在全社会大力提倡节能降耗的大背景下，无度虚高增加照明功率是严重的浪费，且远达不到设计标准。而无极灯的各项指标均包括照度，均匀度，功率密度均能达到国家标准的要求，是理想合理的城市道路照明解决方案。

四、纳米电磁感应灯效益分析

4.1、经济效益分析

假设某城市有段道路长度为3公里，铺设路灯以每隔30米一盏，每边一盏计算，这三段路所需的路灯总数为202盏传统路灯以功率为400W的高压钠灯为准，纳米电磁感应灯以功率为200W为准进行对比！

一年的耗电成本:计算方法以每天亮灯11小时，每度电以0.85元人民币计算。

3公里道路传统路灯一年耗电量为202×11×365×400/1000=324412KW·H，即324412度电，合人民币275750.20元。

纳米电磁感应灯路灯一年总耗电量为202×11×365×200/1000=162206KW·H，即162206度电，合人民币137875.10元，对比情况（如表1）：

路长

400W高压钠灯

150WLED路灯

3公里

275750.20元

137875.10元

4.2、社会效益分析

节能工作是一项跨行业、综合性工作，因此，在项目立项时，要注重节能。若用纳米电磁感应灯替代高压钠灯不但可节电50%以上，而且不需高压镇流器等任何配件，免除一些不法分子的偷盗破坏推广使用纳米电磁感应灯路灯节能优势明显，具有划时代的社会效益和意义。