浅谈城市路灯照明的节能

浅谈城市路灯照明的节能

        作者：闫建国 王玉花 司利芬

摘要：本文从路灯照明工程的实际出发，分别从路灯设计、降压、绿色照明等节能途径和方式，就如何以科学的实现道路照明的节能，阐述几点体会。
关键词：路灯系统  设计  绿色照明
        0 引言
        城市照明是城市基础设施的一个重要组成部分，不仅为亮化城市、美化环境发挥积极作用，还为交通安全、社会治安提供了有力保障，同时在提升城市档次、提高城市形象、改善城市环境发挥了极其重要的作用，但是城市照明也给财政的经费带来很大的负担。
        近年来，我国的城市道路照明发展迅速，1999年全国安装300万盏路灯，目前已经达到约一亿盏，安装功率达到二点五千万千瓦，一年的耗电量约为590亿度，这个数字是比较庞大的，有相当大的节能潜力。以鹤壁新区现有路灯为例，2009年路灯系统电费就达到400万元。面对能源与环境危机，各国都在努力实施“节能减排”工程，抓好城市照明用电的节约，成了节能工作不可忽视的一个环节。从路灯照明的实际出发如何科学的节能成为路灯行业很重要的一个问题。笔者以我们在实际道路照明节能工作方面的一些认识，应从以下几方面采取节能。
        1 合理的灯具选择及布置
        根据建设部行业标准CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》以及我们的实践经验、实际情况，严格按照设计标准的要求进行合理选择路灯的布置模式、路灯的间距、高度等，同时要求合理选择照度标准和功率密度值，确定合适的光源，以实现合理的照度，避免或减少路灯设计的盲目性，从而达到路灯的节能。
        2 稳压降压调光节能
        在道路照明工程中，照度受电网电压影响，而电网电压受负荷影响，在负荷高峰时电压偏低，在负荷低谷时电压偏高。而傍晚为道路交通量高峰，此时电网电压低，光源光通量低，路面照度低；接近午夜时为道路交通量低谷，此时电网负荷是低谷，而电网电压偏高，光源发出的光通量高，路面照度高。这种不合理现象，造成既影响交通安全，又严重浪费能源和资金的现象，将智能光源稳压降压调光装置安装在路灯的控制端，在电压波动较大时，人流较小的后半夜，采用该装置在合适的照度情况下，降低较高的电压，达到节能。
        3 半夜灯方式
        半夜灯节能方式为最早也是最有效的节能方式，半夜灯是指在照度较高的街道或城乡结合部街道的路灯，由于后半夜人流量、车流量较少，亮度不需要太高的情况下，在23：00以后灭一部分灯，以达到节约电能的目的，其特点是：投资小，见效快，且效果明显、方法简单易行、维护方便，节电率达到20%以上；其最大的缺点是照度不均匀。半夜灯如果与路灯无线监控系统配合使用效果更佳，半夜灯亮灭灯时间易于调整。
        4 选用高效节能的照明系统
        4.1 光源：①用紧凑型荧光灯（节能灯）取代白炽灯与小功率的高压汞灯，一支18W的节能灯的光通量相当于一支100W的白炽灯，节能效果显著；②用高光效高压钠灯和金卤灯取代高压汞灯和普通高压钠灯，例：功率为400W的高压汞灯、高压钠灯，高光效高压钠灯（飞利浦系列）它们的光通量分别为22000LM、48000LM、54000LM，分别提高118%、13%，节能效果显而易见；③采用LED灯取代传统的霓虹灯，其特点是：亮度高；可通过控制器达到多种色彩和图案的变化；功耗小，寿命长，同等面积LED灯功率仅为霓虹灯的10%-20%，寿命却是霓虹灯的5—10倍；维修方便、简单。

    4.2 灯具：选用IP防护等级高，反射效率高的照明灯具。 
        4.3 电器：气体放电灯具有负的伏安特性，所以必须串联镇流器工作，通常的电感镇流器功耗大，可达到灯本身消耗功率的10%以上，且功率因数为50%左右。①通常情况为在每支灯上并联电容进行补偿使功率因素提高到85%以上；②采用电感节能整流器取代普通镇流器，可节能5%左右；③2002年部分厂家推出电感调光镇流器，它是在镇流器中多设置一个抽头，利用调节器预设的时间调整输出电压，从而调整输出电流达到节电目的，现有400W→250W、250W→150W两种规格，其特点是：节能效果显著、照度均匀、尤其适宜旧街道改造。
        4.4 电子镇流器取代电感镇流器。
        5 路灯控制柜节能
        路灯节能控制柜安装于线路前端，可通过内置的智能控制器或可编程控制器、时间继电器、光敏控制器等，对节电系统的工作曲线进行自动控制，从而轻松调控整条线路上的负载，节电率高达40%。
        6 优化配电线路节能
        路灯线路系统较长，线路损耗、压降都一定程度影响了路灯的照度，浪费了电能，因此在设计线路时选用较粗的电缆截面，适当增加线路的负载能力，不仅为以后灯箱广告、景观照明留下余量，同时能有效减小压降与线路损耗，既延长整个线路系统的寿命，减少了维护维修率，还节约了电能。
        7 无功补偿节能
        无功功率增加了变压器及导线的容量，由于装置及导线饿电阻，无功电流变成热而直接损失，因此提高功率因数，减少无功功率成了节能很必要的手段，通常采用安装合适的电容，提高功率因数达到节能。
        8 推广绿色照明光源
        随着经济发展，我国的照明用电将大幅度提高，绿色节能照明的研究应用，将越来越受到重视。太阳能LED照明灯具作为冷光源产品，具有性价比较高、绿色环保、安全可靠、质量稳定、使用寿命长、安装维护简便等特点，可广泛应用于绿地照明、公路照明、广告灯箱照明、城市造型景观照明及家居照明系统，但太阳能LED照明灯具一次性投入较高是其发展的瓶颈。
        目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%左右，降低照明用电是节省能源的重要途径。为实现这一目标，业界已研究开发出多种节能照明器具，并取得了一定的成效。但是，距离“绿色照明”的要求还较远，开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。
        根据城市路灯照明的实际情况，采用节能高效的节能灯、LED路灯、太阳能灯等，在合适的道路，选用较好的产品，代替原有的低效有害光源，可以很好地达到路灯的节能。
        9 采用智能化集中控制
        城市照明的智能化控制，特别是路灯“三遥”监控系统的发展，对路灯节能起到了巨大的推进作用，利用计算机、有线或无线得传输方式，动态的对路灯远距离实施监控和管理，能够准确的报出故障，合理的开关灯，十分有效地达到路灯的节能目的。

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