淺談城市路燈照明的節能

淺談城市路燈照明的節能

        作者：閆建國 王玉花 司利芬

摘要：本文從路燈照明工程的實際出發，分別從路燈設計、降壓、綠色照明等節能途徑和方式，就如何以科學的實現道路照明的節能，闡述幾點體會。
關鍵詞：路燈系統  設計  綠色照明
        0 引言
        城市照明是城市基礎設施的一個重要組成部分，不僅為亮化城市、美化環境發揮積極作用，還為交通安全、社會治安提供了有力保障，同時在提升城市檔次、提高城市形象、改善城市環境發揮了極其重要的作用，但是城市照明也給財政的經費帶來很大的負擔。
        近年來，我國的城市道路照明發展迅速，1999年全國安裝300萬盞路燈，目前已經達到約一億盞，安裝功率達到二點五千萬千瓦，一年的耗電量約為590億度，這個數字是比較龐大的，有相當大的節能潛力。以鶴壁新區現有路燈為例，2009年路燈系統電費就達到400萬元。面對能源與環境危機，各國都在努力實施“節能減排”工程，抓好城市照明用電的節約，成了節能工作不可忽視的一個環節。從路燈照明的實際出發如何科學的節能成為路燈行業很重要的一個問題。筆者以我們在實際道路照明節能工作方面的一些認識，應從以下幾方面采取節能。
        1 合理的燈具選擇及布置
        根據建設部行業標準CJJ45-2006《城市道路照明設計標準》以及我們的實踐經驗、實際情況，嚴格按照設計標準的要求進行合理選擇路燈的布置模式、路燈的間距、高度等，同時要求合理選擇照度標準和功率密度值，確定合適的光源，以實現合理的照度，避免或減少路燈設計的盲目性，從而達到路燈的節能。
        2 穩壓降壓調光節能
        在道路照明工程中，照度受電網電壓影響，而電網電壓受負荷影響，在負荷高峰時電壓偏低，在負荷低谷時電壓偏高。而傍晚為道路交通量高峰，此時電網電壓低，光源光通量低，路面照度低；接近午夜時為道路交通量低谷，此時電網負荷是低谷，而電網電壓偏高，光源發出的光通量高，路面照度高。這種不合理現象，造成既影響交通安全，又嚴重浪費能源和資金的現象，將智能光源穩壓降壓調光裝置安裝在路燈的控制端，在電壓波動較大時，人流較小的后半夜，采用該裝置在合適的照度情況下，降低較高的電壓，達到節能。
        3 半夜燈方式
        半夜燈節能方式為最早也是最有效的節能方式，半夜燈是指在照度較高的街道或城鄉結合部街道的路燈，由于后半夜人流量、車流量較少，亮度不需要太高的情況下，在23：00以后滅一部分燈，以達到節約電能的目的，其特點是：投資小，見效快，且效果明顯、方法簡單易行、維護方便，節電率達到20%以上；其最大的缺點是照度不均勻。半夜燈如果與路燈無線監控系統配合使用效果更佳，半夜燈亮滅燈時間易于調整。
        4 選用高效節能的照明系統
        4.1 光源：①用緊湊型熒光燈（節能燈）取代白熾燈與小功率的高壓汞燈，一支18W的節能燈的光通量相當于一支100W的白熾燈，節能效果顯著；②用高光效高壓鈉燈和金鹵燈取代高壓汞燈和普通高壓鈉燈，例：功率為400W的高壓汞燈、高壓鈉燈，高光效高壓鈉燈（飛利浦系列）它們的光通量分別為22000LM、48000LM、54000LM，分別提高118%、13%，節能效果顯而易見；③采用LED燈取代傳統的霓虹燈，其特點是：亮度高；可通過控制器達到多種色彩和圖案的變化；功耗小，壽命長，同等面積LED燈功率僅為霓虹燈的10%-20%，壽命卻是霓虹燈的5—10倍；維修方便、簡單。

    4.2 燈具：選用IP防護等級高，反射效率高的照明燈具。 
        4.3 電器：氣體放電燈具有負的伏安特性，所以必須串聯鎮流器工作，通常的電感鎮流器功耗大，可達到燈本身消耗功率的10%以上，且功率因數為50%左右。①通常情況為在每支燈上并聯電容進行補償使功率因素提高到85%以上；②采用電感節能整流器取代普通鎮流器，可節能5%左右；③2002年部分廠家推出電感調光鎮流器，它是在鎮流器中多設置一個抽頭，利用調節器預設的時間調整輸出電壓，從而調整輸出電流達到節電目的，現有400W→250W、250W→150W兩種規格，其特點是：節能效果顯著、照度均勻、尤其適宜舊街道改造。
        4.4 電子鎮流器取代電感鎮流器。
        5 路燈控制柜節能
        路燈節能控制柜安裝于線路前端，可通過內置的智能控制器或可編程控制器、時間繼電器、光敏控制器等，對節電系統的工作曲線進行自動控制，從而輕松調控整條線路上的負載，節電率高達40%。
        6 優化配電線路節能
        路燈線路系統較長，線路損耗、壓降都一定程度影響了路燈的照度，浪費了電能，因此在設計線路時選用較粗的電纜截面，適當增加線路的負載能力，不僅為以后燈箱廣告、景觀照明留下余量，同時能有效減小壓降與線路損耗，既延長整個線路系統的壽命，減少了維護維修率，還節約了電能。
        7 無功補償節能
        無功功率增加了變壓器及導線的容量，由于裝置及導線餓電阻，無功電流變成熱而直接損失，因此提高功率因數，減少無功功率成了節能很必要的手段，通常采用安裝合適的電容，提高功率因數達到節能。
        8 推廣綠色照明光源
        隨著經濟發展，我國的照明用電將大幅度提高，綠色節能照明的研究應用，將越來越受到重視。太陽能LED照明燈具作為冷光源產品，具有性價比較高、綠色環保、安全可靠、質量穩定、使用壽命長、安裝維護簡便等特點，可廣泛應用于綠地照明、公路照明、廣告燈箱照明、城市造型景觀照明及家居照明系統，但太陽能LED照明燈具一次性投入較高是其發展的瓶頸。
        目前，照明消耗約占整個電力消耗的20%左右，降低照明用電是節省能源的重要途徑。為實現這一目標，業界已研究開發出多種節能照明器具，并取得了一定的成效。但是，距離“綠色照明”的要求還較遠，開發和應用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源勢在必行。
        根據城市路燈照明的實際情況，采用節能高效的節能燈、LED路燈、太陽能燈等，在合適的道路，選用較好的產品，代替原有的低效有害光源，可以很好地達到路燈的節能。
        9 采用智能化集中控制
        城市照明的智能化控制，特別是路燈“三遙”監控系統的發展，對路燈節能起到了巨大的推進作用，利用計算機、有線或無線得傳輸方式，動態的對路燈遠距離實施監控和管理，能夠準確的報出故障，合理的開關燈，十分有效地達到路燈的節能目的。

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