一、LED与传统灯泡交通信号灯的核心性能对比
LED信号灯与传统卤钨灯泡信号灯的发光原理完全不同,核心性能差异直接影响使用体验与综合成本,核心对比如下。
(一)能耗与节能效率对比
传统卤钨灯泡依靠灯丝发热发光,能量转换效率极低,大部分电能都转化为热能散失,单组三色信号灯的总功率一般在60~100瓦之间,一个常规十字路口12组信号灯的日耗电量约为2~3度,年耗电量超过800度。LED信号灯依靠半导体芯片发光,电能直接转化为光能,能量转换效率超过80%,相同亮度下,单组三色信号灯的总功率仅为10~15瓦,同等路口的日耗电量仅为0.3~0.5度,年耗电量不到180度,整体节能效率超过75%,节能效果十分显著。
(二)使用寿命与稳定性对比
传统卤钨信号灯的灯丝长期处于高温状态,容易氧化熔断,正常使用条件下的平均寿命仅为1000~2000小时,按照路口每日12小时亮灯计算,不到2年就需要更换一次灯泡,且灯丝受震动容易断裂,突发故障概率较高。LED信号灯没有灯丝,属于固态发光器件,正常使用条件下的平均寿命可以达到50000小时以上,是传统灯泡的25~50倍,按照每日12小时计算,可以连续使用超过10年,且抗震动、抗低温性能更好,户外环境下运行稳定性远高于传统灯泡,突发故障概率仅为传统灯泡的1/10。
(三)可视性与通行安全性对比
传统灯泡信号灯是全角度发光,光线分散,需要加装滤色片得到对应颜色,晴天的可视距离约为1000米,雨天雾天的可视距离会大幅下降,且滤色片使用一段时间后会褪色,导致灯色偏暗、辨识度下降。LED信号灯是定向发光,光线集中,不需要额外滤色,芯片本身直接发出对应颜色的光,色彩饱和度更高,晴天可视距离可以达到1500米以上,雨天雾天的穿透性更好,可视距离比传统灯泡提升30%以上,更有利于驾驶员提前识别信号,降低路口通行事故概率,提升交通安全。
(四)维护成本对比
传统灯泡寿命短,需要频繁更换灯泡,每年每路口的更换成本加上人工成本约为300~500元,10年累计维护成本超过3000元。LED信号灯寿命长达10年以上,正常使用条件下只需要日常清洁巡检,几乎不需要频繁更换核心部件,10年累计维护成本不到500元,仅为传统灯泡的1/6,综合维护成本优势十分明显。
二、交通信号灯节能改造的综合效益分析
市政道路开展传统信号灯LED节能改造,除了直接节能降本,还能带来多重社会效益。
(一)直接降低市政运维成本
改造完成后,单路口年耗电量可降低600度以上,按照城市拥有1000个路口计算,年节电可达60万度,按照工业电价计算,年节电费用超过40万元,加上减少的维护成本,每年可节省市政支出超过50万元,一般5~8年就可以收回改造成本,后续全寿命周期内都可以持续节省成本。
(二)提升通行安全与可靠性
LED信号灯故障概率更低,可视性更好,改造后路口信号灯突发灭灯、错相的故障概率下降80%以上,减少因信号灯故障引发的交通拥堵与交通事故,提升城市道路通行安全性与流畅性。
(三)符合双碳减排要求
交通信号灯改造属于城市市政领域典型的节能降碳项目,每万组信号灯改造每年可减少二氧化碳排放超过400吨,对城市完成双碳减排目标、提升市政设施绿色化水平有明显贡献。