对城市路灯节能的

摘 ,要在能源日渐紧张的今天,作为重要的交通配套设施的路灯,自然而然也成为了节能降耗工作的前沿阵地.本文针对城市道路照明的实际情况,在选择电光源、控制管理技术及降低间接能耗三方面进行分析和比较,总结出现阶段城市路灯节能的一些个人观点.

关 键 词 路灯节能；电光源；控制技术；间接能耗

中图分类号TU99文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0202-01

资料显示我国用于城市照明的年用电量约占全国总发电量的10%-18%.随着近几年来能源的大幅上涨,道路照明的用电比例和费用支出成了各地电网和政府财政的一大负担.如今城市发展日新月异,作为重要的交通配套设施的路灯,自然而然也成为了城市整体的节能降耗工作的前沿阵地.根据我国现阶段的实际情况,笔者在选择电光源、控制管理技术、及降低间接能耗三方面进行分析和比较,总结出现阶段城市路灯节能的一些个人

观点.

1采用高效节能光源及灯具

灯具是照明线路中的主要的耗能件,在考虑道路的照明等级以及光源、寿命、光效和维护成本的基础上,合理选择照明灯具是节能的一个重要环节.由于照明技术的发展,各个城市路灯照明光源已走向多元化.按照从电能转换的形式区分,现代城市常用的电光源为热辐射光源和气体放电光源.

1）最典型的热辐射光源是白炽灯.白炽灯灯丝在电流加热的过程中大量的电能转化成热能白白散发了,只有大约10%转化为光能,在能源日渐紧张的今天显然是不合时宜的.2011年欧美国家已经在整个照明领域淘汰100 W以上的白炽灯,我国也将今年十月禁止使用100 W以上的白炽灯,这种高能耗低效率的光源淘汰是历史发展的必然的.

2）气体放电光源利用电流通过气体（或蒸气）而发射的光源,我国目前普遍采用的路灯照明灯具以高压钠灯和金卤灯等气体放电灯为主.①金属卤化物灯是一种在高压汞灯的基础上在放电管内添加金属卤化物,使金属原子或分子参与放电而发光的高压气体放电灯.它的特点是寿命长、光效高、显色性好.但金卤灯普遍存在寿命短、耗电大的缺点,这在节能方面显然是不足的.②高压钠灯是利用电弧的高温作用使灯管内的钠汞受热蒸发产生电离,获得的能量以光辐射的形式释放而产生光.高压钠灯的特点是寿命长、光效高.虽然存在启动慢、频闪等缺点.但从节约用电的角度来看是比较合算的,因为即使在较低的电压下,钠灯也能亮起来,而且这种灯发出的光线,透雾的能力要比日光灯发出的白色光线强.目前高压钠灯及灯具技术已发展的较为成熟,高光效高压钠灯已被普遍应用.

3）号称第四代照明产品的LED路灯的应用已成为城市道路照明节电的最热门话题.LED是众多照明产品的节能先锋,在同样亮度下,LED灯的耗电量仅为普通白炽灯的1%而其寿命却可延长100倍.将LED与太阳能装置结合,可组成最为节能环保的绿色照明设施.但目前国内LED的技术实力和国外发达国家相比还是偏低的,行业标准也不统一,在光效、散热方面还得不到很好的

解决.

路灯中大能耗低效率的白炽灯已经全部被淘汰了.作为新技术新设备的LED已进入了路灯照明领域,随着LED技术的成熟、成本的下降,大功率的LED路灯以其节能效果显著代替高压钠灯是大势所趋.然而传统灯具也在不断改进,从技术、寿命和成本等方面比较,LED路灯目前还不具备高效能高压钠灯的优势.在选择电光源和灯具时不经科学考证盲目上马只会导致更多的损失.经过多方面的了解,笔者认为现阶段综合各方面的因素考虑,高压钠灯节电仍然是目前最简单、直接有效的节电方式.

2运用先进的控制管理技术

道路照明运行时间的长短,一般都与各地的纬度有关,随着季节的不同而改变.如果维持恒定的道路照明亮度,则必将造成电能的大量浪费.如果生硬地根据不同的时段来设置道路照明的点亮与熄灭,灵活性和适应性会比较差.下面对目前国内外常用的四种道路照明控制管理技术进行分析比较.

1）半夜隔盏亮灯控制.这种节电技术以其简单、成本低、节电效果明显等优势.但是这种方法不可避免的会出现很多问题,一是导致道路照明不均,视觉效果差,给行车带来安全隐患.同时容易造成线路不平衡而使变压器寿命缩短,轻载相电压过高,灯具易烧毁.

2）回路控制器进行节能控制.通过在配电箱中安装回路电压调节装置,可以根据不同时段对整条回路实行降压处理,达到节能目的.这种方式优点是简单,一个回路安装一个节能装置即可,投资少成本低.但是缺点是由于是对线路整体降压,一旦调压过大,电网电压过低,可能导致路灯“罢工”,而调压幅度小则节能效果不明显.

3）单灯节能控制.根据实际情况在每盏路灯上安装单独的节能控制装置,这种节电方式的优点是不改变原有照明设备,不需要拆除路灯原有镇流器,能解决和避免因为路灯配电线路长,线路压降造成的节电率不高的现象,可根据道路状况和灯具的实际情况设置不同节电水平,但成本高、维护难度大.

4）智能化道路照明控制系统.整个智能节能系统主要由路灯节电控制器、区域集中控制器以及数据处理中心构成.通过管理软件实时监控路灯运行状态,根据时段以及道路实际使用情况灵活进行电压调整、高度调整、自动开关、故障监控等控制.所有的控制工作只需在主控服务器上做相关设置,无需再手工控制各类电闸和开关电源.既具有单灯节能控制特点,又能通过系统运行灵活处理各种情况,满足不同场合需要.

目前国外主流节能方式是采用单灯控制的智能化控制管理技术.这是一种通过遏流技术、无线通讯技术、微电脑控制技术对不同时段、不同路段、人（车）流量及对照度的不同需求自动调节输出率的智能化监控管理,真正实现了“按需照明”使路灯输入电功率与实际照度达到最佳匹配.克服电网电压波动,弥补集中调压时因线损电压降低产生的对灯具寿命的影响.从而在根本上节约电能的损耗和资源的浪费.达到节能稳压双效合一效果,虽然初始投资大却长效节能.笔者认为国内的发达城市特别是一些新生道路可借鉴这一控制管理模式.

3合理设计、降低间接能耗

道路照明的间接能耗主要包括照明供电线路的能耗和灯具配套电器的能耗两个方面.

1）解决供电线路的能耗,首先要求在道路照明的初始设计中,必须合理地设计供电点和供电线路的长度,尽量缩短供电半径保证线路中电压损失符合要求,同时尽量减少线路的电能损耗.线路损耗主要是正比于电流平方的热损失,降低线路电流和减小线路电阻是减少线路损耗的有效途径.以气体放电型的路灯为例,该类光源的特性是电流滞后于电压,线路运行功率因数往往不到0.5,因此工作电流较大.如果集中功率因数补偿,则从配电柜到灯具端的线路损耗很大,但如果单灯进行功率因数补偿到0.9以上,则线路电流可降低近一半,线损可减少3/4.其次采用合理的敷设方法和适当提高配电电缆规格也可以减少线路损耗.随着经济建设的发展,道路照明采用地下直埋电缆已是最常见的敷设方法.配电线路直埋的优势非常明显,电缆各芯间的分布电容并联在线路上,可提高自然功率因数.所以,在技术经济条件允许的情况下,应优先采用地下电缆对道路照明供电.第三,为了降低成本在满足载流要求的情况下选择最小截面的导线,从长远来看,这是不明智的做法.如果把理论最小截面导线适当加大使线阻减少,线损下降所节省的费用,足可以在较短时间内把增加的投资收回.

2）配套电器的能耗,是指支持灯具启动或正常运行的配件产生的能耗,又或者是补偿元件损坏无法实现补偿而引起的灯具自身能耗增加.以常用的高压钠灯来说,其间接能耗主要由配套的镇流器和电容器这两个部分产生.要解决这一问题,主要有三种方式：一是使用电子镇流器,电子镇流器本身能耗极低,并且有恒功率输出的特点.但电子镇流器含有较高的谐波量,容易造成干扰.另外,它的零序分量易导致中性线过载而发生事故,这是使用电子镇流器需要特别注意的.二是选用节能型电感镇流器,现在由信誉可靠的大厂家生产的节能型电感镇流器的节能效果已接近电子镇流器的水平,比传统电感镇流器节约将近一半电能,而且与普通的灯管兼容性强,较适合我国的经济发展的潮流.三是加强灯具的维修,例如应及时更换损坏的补偿电容以免造成无功损耗增大.

随着城市化的不断推进,路灯照明成了城市的必需品和装饰品,一到了夜晚城市就成了一个灯的海洋,到处灯火璀璨.然而在中国所用的电大多数来自于火力发电厂,这就意味着路灯耗费的电力越多,造成的温室气体排放就越大.节能就是减排.目前新的节能技术推陈出新,在选择时我们要避免踏入众多节电不省钱,省钱不节电的误区.城市照明节能工作是一个系统工程,设计时不能一味追求新技术,也不能单独局限于某一环节,既要使新的技术得到恰到好处的应用又要兼顾全系统的合理统一,才能建立经济环保、高效可靠又质优的城市路灯照明系统.