LED照明灯具全寿命周期成本评价计算

灯数量每天开灯时间年开灯天数100
12
365
LED灯价格分成比列灯实际功率850.842
改 造 节 能 省 资 比 较 表
灯 型 号荧光灯LED灯灯功耗(W)4215整流功耗（W)0
0天耗电(kwh)0.5040.18年耗电(kwh)183.9665.7年省电(kwh)年维护费用10.950年总花费(元）
194.9165.7单灯年节约费用（元）项目1年节约费用（元）项目2年节约费用（元）项目3年节约费用（元）项目5年节约费用（元）项目10年节约费用（元）
投资回报项 目数 值年回报率
单灯价格
85工程造价(rmb 元）8500收支平衡点（月）9.9两年净赚(rmb 元）1387482三年净赚(rmb 元）2421095五年净赚(rmb 元）56105132十年净赚(rmb 元）
120710
142
129210
129.21129213876364605118.26
25842
项目社会效益
项 目一 年三 年节省开支1292138763
少耗电（度）1182635478
少消耗标煤量（吨）514
少消耗纯水（吨）47142
少排放CO2（立方米）标准气压下655019651
少排放SO2（立方米）标准气压下139417
少排放NOx（立方米）标准气压下122367
少排放碳粉尘（吨）310
原灯更换成本原灯寿命电价1560001 LED灯功率
15
备注
原灯更换
原材料及
人力成本
35，寿命
6000小时
五年十年64605129210 59130118260 2447 237473 3275165503 6951391 6121223 1632。

DLP LED光源寿命计算标准一、概述随着科技的不断进步，DLP投影技术在家庭影院、商务演示、教学领域等方面得到了广泛的应用。

在DLP投影中，LED作为光源具有寿命长、色彩纯净等诸多优点，因此备受青睐。

LED光源的寿命一直是用户和生产厂家关注的焦点，因此有必要对DLP LED光源寿命进行严格计算，制定标准。

二、 DLP LED光源寿命的定义DLP LED光源寿命是指LED光源在使用中逐渐衰减至最低亮度水平的时间，一般以工作时间来计算。

LED寿命通常用小时数来衡量，根据工程技术统计学的相关理论，LED光源的寿命可通过可靠度方法进行推算。

三、 DLP LED光源寿命计算的标准1. 通过加速寿命试验获取数据通过在特定温度、湿度条件下进行加速寿命试验，获取LED光源的衰减数据，这些数据是计算LED光源寿命的基础。

2. 制定寿命预测模型利用实验数据和理论分析，建立LED光源寿命预测模型，确定LED光源的寿命曲线。

3. 考虑实际使用环境LED光源的使用环境包括工作温度、湿度、通风情况等，这些因素都会对LED光源的寿命产生影响，因此需要在计算LED光源寿命时进行考虑。

4. 进行可靠度分析通过对LED光源的寿命数据进行可靠度分析，确定LED光源的可靠度水平及失效率，为LED光源的使用提供可靠的数据支持。

5. 制定寿命标准基于以上步骤，制定出DLP LED光源寿命的评估标准，包括LED光源的额定寿命、保修期限等，为LED光源的市场应用提供准确的指导。

四、结语通过对DLP LED光源寿命的严格计算和标准制定，能够使LED光源的使用更加可靠和稳定，为用户提供优质的使用体验。

厂家也可以根据这些标准对LED光源产品进行更加科学、合理的设计和生产。

希望未来能够建立更为统一和严格的LED光源寿命计算标准，为LED光源行业的健康发展提供有力支持。

五、 DLP LED光源寿命计算标准的实际应用在制定了DLP LED光源寿命计算标准之后，如何将这些标准有效地应用到实际生产和使用中是至关重要的。

大功率LED 寿命推算我们通常以光通量衰减作为LED 失效的判据，目前LED 行业内，大家基本上是以光通量衰减到初始值的70%时的工作时间作为LED 的平均工作寿命。

LED 的寿命是由其结温决定的，而结温又受LED 工作条件的影响。

所以通常我们说LED 的寿命是指某一工作条件下的工作寿命，可以通过如下公式计算：)exp(0t P P t β−=（1）式中P 0为初始光通量，P t 是LED 工作时间t 之后的光通量，β是某一工作条件下的衰退系数。

实际操作时，我们是通过老化测试来推算LED 产品的寿命的，假设在某个老化条件下老化时间t 后，LED 的光通量下降到P t ，则根据式（1）经过一些数学推导，我们可以得到该老化条件下（工作条件下）LED 的寿命L 70%：tP P L t •=)/ln(7.0ln 0%70（2）式中初始光通量P 0可由仪器测得，P t 和t 可由实验数据获得。

这样只要已知某一老化条件下的老化数据，就可以推算出该条件下LED 的寿命。

要得到LED 不同结温下的寿命，我们首先要了解衰退系数β与LED 结温T j 的关系：)/exp(0j a F kT E I −=ββ（3）式中β0为常数，E a 为激活能，k 为波耳兹曼常数(8.62×10-5ev )，I F 为工作电流，T j 为结温。

现在如果已知工作条件1（结温T j1）下的老化实验数据：老化时间t 1后光通量为P t1，以及工作条件2（结温T j2）下的老化数据：老化时间t 2后光通量为P t2，根据（2）式可以得到结温T j1下的寿命L 1和结温T j2下的寿命L 2：10111)/ln(7.0ln t P P L t •=20222)/ln(7.0ln t P P L t •=（4）然后结合（2）、（3）、（4）式，经过一系列数学推导可以得到该LED 产品的寿命L 70%与其结温T j 的关系式：111211221%70)}/1/1(/1/1)]/()ln[(exp{L T T T T I L I L I I L j j j j F F F F •−−•=（5）式中1F I 、2F I 、F I 分别为对应工作条件下LED 的工作电流，对（5）式做一些简化可得：（6）其中（7）当各个工作条件下的工作电流相同时，（7）式可简化为：（8）综上所述，已知一个工作条件（一个结温）下的老化数据，我们可以得到LED在该工作条件下的寿命（（2）式），已知两个工作条件（两个结温）下的老化数据，我们可以得到LED 任何结温下的工作寿命（（6）、（7）式）。

LED的光衰和寿命测算一切事物都有发生、发展和消亡的过程，LED也不例外，是有一定寿命的。

早期的LED只是手电筒、台灯这类的礼品，用的时间不长，寿命问题不突出。

但是现在LED已经开始广泛地用于室外和室内的照明之中，尤其是大功率的LED路灯，其功率大、发热高、工作时间长，寿命问题就十分突出。

过去认为LED 寿命一定就是10万小时的神话似乎彻底破灭了。

那么到底问题出在哪里呢？假如不考虑电源和驱动的故障，LED的寿命表现为它的光衰，也就是时间长了，亮度就越来越暗，直到最后熄灭。

通常定义衰减30%的时间作为其寿命。

那么LED的寿命能不能预测呢？这个问题无法简单地回答，需要从头讲起。

1． LED的光衰大多数白色LED是由蓝色LED照射黄色荧光粉而得到的。

引起LED光衰的主要原因有两个，一个是蓝光LED本身的光衰，蓝光LED的光衰远比红光、黄光、绿光LED要快。

还有一个是荧光粉的光衰，荧光粉在高温下的衰减十分严重。

各种品牌的LED它的光衰是不同的。

通常LED的厂家能够给出一套标准的光衰曲线来。

例如美国Cree公司的光衰曲线就如图1所示。

图1. Cree公司的LED的光衰曲线从图中可以看出，LED的光衰是和它的结温有关，所谓结温就是半导体PN结的温度，结温越高越早出现光衰，也就是寿命越短。

从图上可以看出，假如结温为105度，亮度降至70%的寿命只有一万多小时，95度就有2万小时，而结温降低到75度，寿命就有5万小时，65度时更可以延长至9万小时。

所以延长寿命的关键就是要降低结温。

不过这些数据只适合于Cree的LED。

并不适合于其他公司的LED。

例如Lumiled 公司的LuxeonK2的光衰曲线就如图2所示。

图2. Lumiled 公司的LuxeonK2的光衰曲线当结温从115℃提高到135℃，就会使寿命从50,000小时降低到20,000小时。

其他各家公司的光衰曲线应当可以向原厂索取。

2．如何才能延长LED的寿命由图中可以得出结论，要延长其寿命的关键是要降低其结温。

led灯具节能省电计算表格、成本对比表
led灯具节能省电计算表格、成本对比表
1.LED灯具超级节能:（节约90%电费，3~5个LED灯打开，普通电表不转动！）
2.LED灯具超长寿命:（是普通白炽灯、卤素灯的10倍，我们去年在某珠宝店安装的100个小功率2.5W射灯，每天用15小时，一年多了，现在还在正常使用，没有坏一个灯！)
3.LED灯具超低发热（灯杯表面温度50度左右，普通灯发热极高，射灯点亮时，摸一下就会烫掉一块皮！商铺换上LED灯，夏天空调的效果会很好喔）
4.LED灯具美观大方：（LED灯珠晶盈剔透，装在家里，店里，不开灯也是个装饰品）
5.LED灯具超级环保：无辐射，无频闪（低压恒流驱动电源，灯光亮度始终不变，不会有闪烁，没有紫外线，也没有电磁波）LED灯具现在还是比一般的传统灯具要贵，但是它省电的优点还是可以弥补的。

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【成本对比表】
寿命及性能对比（50WLED灯光效＞250W钠灯，卤灯
LED灯免费维修2年，再送后8年免人工维修(只收取零件成本费，等于10年)
【电费支出对比】
（以100盏灯为例，平均每天使用10小时，电费0.8元/度）
LED灯五年就比250W金卤灯，高压钠灯省电费280800元。

LM-80 For ENERGY STAR : LED元件流明维持率验证LED灯具相较传统照明的优点为其高效能/长寿命，目前各家LED厂积极导入产品进入LED灯具照明市场，但消费者实际使用后的观感却是LED灯具似乎未如想像中的长效能，经过半年的使用就可发现色温/亮度不均匀的问题，且其价格尚未能贴近消费者的期望，因此大多数消费者仍停留在观望的阶段。

根究其原因在于目前的LED寿命预估并未有一套标准可让厂商遵循，LED灯具厂与LED元件厂的实验方式也不一致。

LED元件厂量测方式:为了让LED元件维持在Ta(Ambient Temperature)=Tj(Junction Temperature)=25℃的温度下工作，LED元件在未加散热片并使用脉波方式进行寿命实验，因此一般在规格书上可见到其效能数据的温度是Tj=25℃。

LED灯具厂量测方式:LED灯具为成品，寿命实验则是使用定电压/定电流的方式进行，但LED灯具内包含电源供应器/灯罩/散热片，且LED灯具为多颗LED元件所组成，因此实际的LED元件的工作温度高于实验的环境温度Ta=25℃(Tj>Ta)。

LED的寿命与其使用温度成反比，因此若LED灯具厂直接采用LED元件的寿命数值作为规格时，消费者看到规格与实际使用的落差也就因此产生。

有鑑于此美国能源部(DOE)下的环境保护局(EPA)所颁发的能源之星(ENERGY STAR)提出了LED固态照明灯具的验证方式，其内容中表示若要取得其LED固态照明灯具的认证须检附五项资料:1、依照IESNA LM-79实验方法产出的光度测试报告2、依照IESNA LM-79实验方法产出的积分球输出测试报告3、流明维持率:选项一: LED元件性能.依照IESNA LM-80实验方法产出的LED元件测试报告.提供LED灯具的ISTMT(LED元件原位置温度测试)报告选项二: LED灯具性能.依照IESNA LM-79实验方式产出的6,000小时测试报告.4、电源供应器.提供LED灯具的TMPPS(原位置电源供应器温度测试)报告.5、保固方式在流明维持率的选项一中需要进行两项的数据实验，其目的就是要以LED元件的LM-80各项温度实验报告推算LED灯具的寿命，如此便可解决元件与灯具不同温度所对应的寿命问题。

LED寿命推算方法
一、推算依据：阿仑尼乌斯模型
1、P=P0exp(-βt)
2、β=β0 IFexp(-Ea/KT j)
式中：
P0为初试光通量。

P为加温加电后的光通量；
β为某一温度的衰退系数。

t为某一温度下的加电工作时间；
β0为常数；
Ea为激活能；
K为波耳兹曼常数；
IF为工作电流；
T j为结温：
二、由千小时光衰推断寿命
假定1000小时光衰光衰率为ｎ％，
由公式1可得50%光衰公式：t=1000*ln0.5/ln(1-n％）
三、推算其它温度下LED寿命
（以上温度指LED灯底部与电路板接触处表面温度，在散热条件充分时即为环境温度，350mA使用时结温比环境温度高15摄氏度）
假定已知某种LED温度T1（摄氏度）时的寿命为t1,温度T2（摄氏度）时的寿命为t2
由公式2可得温度T3条件下的寿命t3为：
t3=t1*exp(ln(t2/t1)/(1/(T2+15+273)-1/(T1+15+273))*(1/(T3+15+273)-1/(T1+15+273)))。

节省预算
节省预算节省预算：：按照一万个灯泡来计算节省资金
1、寿命计算
节能灯的寿命一般在1800小时，按照每天6小时照明计算为300天。

如果按照一个节能灯平均15元来计算，10年内要换至少10次灯泡，一万个节能灯泡在10年内要更换10万个节能灯泡。

总花费（150万元）
LED灯泡的寿命我们按照最保守的时间来计算，10年内不用更换灯泡，每个灯泡以5W的功率就可取代15W的节能灯泡，每个灯泡价格在70元，那么1万个灯泡的价格是70万元，
在灯泡方面可节省80万的费用。

2、耗电计算
节能灯：(15W*6小时*365天)÷1000=32.850W*0.8元*1万只=26.28万元
LED灯泡：（5W*6小时*365天)÷1000=10.95W*0.8=8.76元*1万只=8.76万元1万只灯每年可节省电费万只灯每年可节省电费：：17.5217.52万元万元
3、一次性投资计算
一次性投资70万元，按照每年节省17.52万元电费计算，在4年收回投资，剩下的6年可节省105.12万元电费+80万元（灯泡更换费用），总共可节省185.12万元。

LED寿命推算方法
一、推算依据：阿仑尼乌斯模型
1、P=P0exp(-βt)
2、β=β0 IFexp(-Ea/KT j)
式中：
P0为初试光通量。

P为加温加电后的光通量;
β为某一温度的衰退系数.
t为某一温度下的加电工作时间；
β0为常数；
Ea为激活能；
K为波耳兹曼常数;
IF为工作电流；
T j为结温:
二、由千小时光衰推断寿命
假定1000小时光衰光衰率为ｎ％，
由公式1可得50%光衰公式:t=1000*ln0。

5/ln（1—n%)
由公式1可得30%光衰公式:t=1000＊ln0。

7/ln(1-n％）
三、推算其它温度下LED寿命
（以上温度指LED灯底部与电路板接触处表面温度，在散热条件充分时即为环境温度，350mA
使用时结温比环境温度高15摄氏度）
假定已知某种LED温度T1（摄氏度）时的寿命为t1,温度T2（摄氏度)时的寿命为t2
由公式2可得温度T3条件下的寿命t3为：
t3=t1*exp（ln(t2/t1）/(1/（T2+15+273）-1/（T1+15+273)）*（1/（T3+15+273)-1/（T1+15+273）））。

照明灯具年度成本计算公式在现代社会中，照明灯具是我们生活中不可或缺的一部分。

无论是家庭、商业还是工业场所，都需要照明灯具来提供光线和照明。

然而，照明灯具的使用也会带来一定的成本，包括购买成本、能源成本、维护成本等。

因此，了解照明灯具的年度成本计算公式对于节约能源、降低成本、提高效率非常重要。

照明灯具的年度成本主要包括购买成本、能源成本和维护成本。

购买成本是指购买照明灯具的费用，能源成本是指使用照明灯具所消耗的能源费用，维护成本是指维护和更换照明灯具的费用。

下面我们将分别介绍这三部分成本的计算公式。

购买成本的计算公式为：购买成本 = 照明灯具单价×照明灯具数量。

其中，照明灯具单价是指每个照明灯具的价格，照明灯具数量是指需要购买的照明灯具数量。

这个公式比较简单，只需要将照明灯具单价乘以数量即可得到购买成本。

能源成本的计算公式为：能源成本 = 照明灯具功率×使用时间×电价。

其中，照明灯具功率是指每个照明灯具的功率，使用时间是指每天使用照明灯具的时间，电价是指每度电的价格。

这个公式可以帮助我们计算出每个照明灯具的能源成本，然后再乘以照明灯具的数量即可得到总的能源成本。

维护成本的计算公式为：维护成本 = 维护费用 + 更换费用。

其中，维护费用是指对照明灯具进行维护的费用，更换费用是指更换照明灯具的费用。

这个公式比较灵活，可以根据实际情况进行调整，例如可以按照每个照明灯具的维护频率和更换周期来计算。

综合上述三个成本，我们可以得到照明灯具的年度成本计算公式：年度成本 = 购买成本 + 能源成本 + 维护成本。

通过这个公式，我们可以清晰地了解照明灯具的年度成本，从而可以有针对性地进行节能和降低成本的措施。

比如，可以通过购买更节能的照明灯具来降低能源成本，可以加强照明灯具的维护和保养来降低维护成本，从而提高整体的效率和节约成本。

除了上述的成本计算公式，我们还可以通过一些其他方法来进一步降低照明灯具的年度成本。

LED 照明灯具可靠性测试方法及成本控制近年来，由于LED 的技术发展迅速，主要性能指标有很大提高，目前LED 器件的发光效超过200lm/W，产业化水平达110~120lm/W，可以作为光源在照明领域推广应用，目前已进入室外景观照明、功能性照明、商用照明等领域。

在应用过程中，有几个主要技术和成本问题，如LED 照明灯具的能效还不高，LED 白光的光色在某些照明场合还不合适，LED 灯具的可靠性还不高，有些产品寿命很短，另外LED 灯具的价格目前普遍偏高等，这些问题有待进一步解决和提高。

业界同行对LED 光源的可靠性和成本问题比较重视，均在努力解决之中。

本文也将着重对这两个问题进行较为详细的描述及分析。

一、LED 照明灯具可靠性有关LED 照明灯具的分类、性能指标及可靠性等，美国' 能源之星' 中已有很具体的规定[1]，可靠性指标中，主要规定LED 照明灯具寿命3.5万小时，在全寿命期内色度变化在CIE1976（u ，v ）中0.007以内。

美国SSL 计划中规定白光LED 器件寿命在2010-2015年中为5万小时。

国内对LED 照明灯具的寿命要求一般也提到3~3.5万小时。

上述提到LED 灯具寿命和色保持度的指标，从目前来看是很高的，实际上很多LED 灯具还达不到这个要求，因为LED 灯具所涉及的技术问题很多、很复杂，其中主要是系统可靠性问题，包含LED 芯片、封装器件、驱动电源模块、散热和灯具的可靠性。

以下分别对这些问题进行分析：1．LED 灯具可靠性相关内容介绍在分析LED 灯具可靠性之前，先对LED 可靠性有关的基本内容作些介绍，将对LED 灯具可靠性的深入分析有所帮助。

（1）本质失效、从属失效LED 器件失效一般分为二种：本质失效和从属失效。

本质失效指的是LED 芯片引起的失效，又分为电漂移和离子热扩散失效。

从属失效一般由封装结构材料、工艺引起，即封装结构和用的环氧、硅胶、导电胶、荧光粉、焊接、引线、工艺、温度等因素引起的。

（资料性附录）经济分析计算方法设备成本可按式（A.1）计算：加C00+nC1u+SC in~S .......................... 式中：C in-—每米道路长度的设备成本，单位为元；m~一在道路断面上安装灯杆数量（如双侧布置为2、中心布置为1）；C00——每个灯杆与地基的成本，单位为元；n——在道路横断面上的灯具数量；C1u-―每个灯具的成本（传统照明产品含安装的首个光源成本），单位为元;S——灯杆间距，单位为米（m）；C ps——每米道路长度的供电干线成本，单位为元。

运行成本可按式（A.2）计算：C=—+qnCj r+QauxnCaux op~ S............. 式中：C op——每一年中平摊到每米道路长度的运行成本，单位为元；t1——每年点灯时间，单位为小时（h）；P1u-―灯具功率，单位为千瓦（kW）;C en-―用电成本，单位为元/千瓦时；q~一每年中个别更换灯具的百分比；C ir--个别更换灯具系统的成本，单位为元；qαux——每年中个别更换灯具附件的百分比，%;C aux——个别更换灯具附件的成本，单位为元。

全寿命周期成本（现值法）可按式（A.3）计算:「j(i+p)-7 1vCIC=C in+ ------------- C ----- ----- 7匕p(1+P)(A.3) 式中:C1c——每米道路长度的全寿命周期成本的现值;P---- 年利率；t——灯具承诺使用的寿命，单位为年；V r --- 残值，一般取安装成本的3%~5%。

（规范性附录）灯具配光分类参数1、D确定方法B.1灯具配光分类参数1、D宜按图B.1确定。

1.4H2.6H说明：1——灯具光中心；2——灯具二分之一最大光强曲线在路面上形成的投影线；D1-一二分之一最大光强曲线在路面上形成的投影线沿车行线方向投射的最大距离;D2——道路侧灯具二分之一最大光强曲线在路面上形成的投影线与灯具光中心连线的最大距离，其值与灯具实际仰角有关。