淺談城市路燈照明的節(jié)能工學(xué)論文
摘要：本文從路燈照明工程的實際出發(fā)，分別從路燈設(shè)計、降壓、綠色照明等節(jié)能途徑和方式，就如何以科學(xué)的實現(xiàn)道路照明的節(jié)能，闡述幾點體會。
關(guān)鍵詞：路燈系統(tǒng)設(shè)計綠色照明
城市照明是城市基礎(chǔ)設(shè)施的一個重要組成部分，不僅為亮化城市、美化環(huán)境發(fā)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(huán)境發(fā)揮了極其重要的作用，但是城市照明也給財政的經(jīng)費帶來很大的負擔。
近年來，我國的城市道路照明發(fā)展迅速，1999年全國安裝300萬盞路燈，目前已經(jīng)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(shù)字是比較龐大的，有相當大的節(jié)能潛力。以鶴壁新區(qū)現(xiàn)有路燈為例，2009年路燈系統(tǒng)電費就達到400萬元。面對能源與環(huán)境危機，各國都在努力實施“節(jié)能減排”工程，抓好城市照明用電的節(jié)約，成了節(jié)能工作不可忽視的一個環(huán)節(jié)。從路燈照明的實際出發(fā)如何科學(xué)的節(jié)能成為路燈行業(yè)很重要的一個問題。筆者以我們在實際道路照明節(jié)能工作方面的一些認識，應(yīng)從以下幾方面采取節(jié)能。
1合理的燈具選擇及布置
根據(jù)建設(shè)部行業(yè)標準CJJ45-2006《城市道路照明設(shè)計標準》以及我們的實踐經(jīng)驗、實際情況，嚴格按照設(shè)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(xiàn)合理的照度，避免或減少路燈設(shè)計的盲目性，從而達到路燈的節(jié)能。
2穩(wěn)壓降壓調(diào)光節(jié)能
在道路照明工程中，照度受電網(wǎng)電壓影響，而電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)負荷是低谷，而電網(wǎng)電壓偏高，光源發(fā)出的光通量高，路面照度高。這種不合理現(xiàn)象，造成既影響交通安全，又嚴重浪費能源和資金的現(xiàn)象，將智能光源穩(wěn)壓降壓調(diào)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(jié)能。
3半夜燈方式
半夜燈節(jié)能方式為最早也是最有效的節(jié)能方式，半夜燈是指在照度較高的街道或城鄉(xiāng)結(jié)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(jié)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(jié)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(jiān)控系統(tǒng)配合使用效果更佳，半夜燈亮滅燈時間易于調(diào)整。
4選用高效節(jié)能的照明系統(tǒng)
4.1光源：①用緊湊型熒光燈（節(jié)能燈）取代白熾燈與小功率的高壓汞燈，一支18W的節(jié)能燈的光通量相當于一支100W的白熾燈，節(jié)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(jié)能效果顯而易見；③采用LED燈取代傳統(tǒng)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(lián)鎮(zhèn)流器工作，通常的電感鎮(zhèn)流器功耗大，可達到燈本身消耗功率的10%以上，且功率因數(shù)為50%左右。①通常情況為在每支燈上并聯(lián)電容進行補償使功率因素提高到85%以上；②采用電感節(jié)能整流器取代普通鎮(zhèn)流器，可節(jié)能5%左右；③2002年部分廠家推出電感調(diào)光鎮(zhèn)流器，它是在鎮(zhèn)流器中多設(shè)置一個抽頭，利用調(diào)節(jié)器預(yù)設(shè)的時間調(diào)整輸出電壓，從而調(diào)整輸出電流達到節(jié)電目的，現(xiàn)有400W→250W、250W→150W兩種規(guī)格，其特點是：節(jié)能效果顯著、照度均勻、尤其適宜舊街道改造。
4.4電子鎮(zhèn)流器取代電感鎮(zhèn)流器。
5路燈控制柜節(jié)能
路燈節(jié)能控制柜安裝于線路前端，可通過內(nèi)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(jié)電系統(tǒng)的工作曲線進行自動控制，從而輕松調(diào)控整條線路上的負載，節(jié)電率高達40%。
6優(yōu)化配電線路節(jié)能
路燈線路系統(tǒng)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(shè)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(tǒng)的壽命，減少了維護維修率，還節(jié)約了電能。
7無功補償節(jié)能
無功功率增加了變壓器及導(dǎo)線的容量，由于裝置及導(dǎo)線餓電阻，無功電流變成熱而直接損失，因此提高功率因數(shù)，減少無功功率成了節(jié)能很必要的手段，通常采用安裝合適的電容，提高功率因數(shù)達到節(jié)能。
8推廣綠色照明光源
隨著經(jīng)濟發(fā)展，我國的照明用電將大幅度提高，綠色節(jié)能照明的研究應(yīng)用，將越來越受到重視。太陽能LED照明燈具作為冷光源產(chǎn)品，具有性價比較高、綠色環(huán)保、安全可靠、質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長、安裝維護簡便等特點，可廣泛應(yīng)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(tǒng)，但太陽能LED照明燈具一次性投入較高是其發(fā)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(jié)省能源的重要途徑。為實現(xiàn)這一目標，業(yè)界已研究開發(fā)出多種節(jié)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(fā)和應(yīng)用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源勢在必行。
根據(jù)城市路燈照明的實際情況，采用節(jié)能高效的節(jié)能燈、LED路燈、太陽能燈等，在合適的道路，選用較好的產(chǎn)品，代替原有的低效有害光源，可以很好地達到路燈的節(jié)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(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，對路燈節(jié)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(tài)的對路燈遠距離實施監(jiān)控和管理，能夠準確的報出故障，合理的開關(guān)燈，十分有效地達到路燈的節(jié)能目的。
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