城市照明節(jié)能方式的探討

霍振鵬

摘要：近年來，城市照明設(shè)施隨著各地經(jīng)濟和交通的迅速發(fā)展，其規(guī)模及數(shù)量越來越大，相伴而生的城市照明的耗電量也不斷上升。城市道路照明提高了城市形象、改善城市環(huán)境；城市夜景也已經(jīng)成為一個城市現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。然而,城市照明的快速發(fā)展,使電能消耗越來越大,在講求美觀的同時我們更應(yīng)該重視節(jié)能。

關(guān)鍵詞：城市照明 節(jié)能

中圖分類號：J914 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

1城市照明現(xiàn)狀分析

據(jù)調(diào)查，我國小型城市在夜晚9點后，大中城市在午夜12點后，道路上幾乎很少人，即便是北京、上海、廣州、深圳這樣的繁華都市，凌晨2點以后，道路上也已罕見行人、車輛。從這一時段直至清晨6點路燈熄滅，在低交通流量的道路上仍然保持較高照度顯然沒有必要。據(jù)估計，城市公共照明在我國照明耗電中占30%的比例，約600億kWh，以平均電價0.68元/kWh計算，一年開支408億元。在市政開支極度緊張的今天，國內(nèi)絕大部分的城市和地區(qū)幾乎不約而同地采用了日本等國家在七十年代就拋棄了的路燈隔盞關(guān)燈的省錢方法，其中的弊病不言而喻——不僅導(dǎo)致了路面照度分布不均，給治安及交通安全埋下了隱患，而且不能避免后半夜電網(wǎng)電壓的升高對路燈壽命的減損，因此不能稱做是真正意義上的節(jié)能。當(dāng)發(fā)達國家在討論什么是“恰到好處的照度水平”的今天，我們這種控制方法就太落后了。

九十年代以來，夜景照明建設(shè)成為都市市政設(shè)施建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)，各地也取得了相應(yīng)的成績，但是市政開支普遍緊張與增設(shè)夜景照明形成了很大的矛盾。以沿海某開放城市為例，大批路燈在安裝后迫于財政緊張的壓力，支付不起沉重的照明電費開支，又不得不關(guān)掉近一半的燈，結(jié)果近年新裝的部分路燈形同擺設(shè)，造成變相浪費。

2城市照明節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

在國家積極推行的節(jié)約能源和節(jié)能減排政策下，必須高度重視并切實做好城市照明節(jié)能工作。本人結(jié)合工作實踐，認為應(yīng)著力從以下四方面做好節(jié)能工作。

2.1選用優(yōu)質(zhì)電器元件，注意維護

要進行節(jié)電,使用節(jié)能照明系統(tǒng)是最直接和最有效的方法。現(xiàn)行采用的燈具主要是高壓汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈等,都是氣體放電燈,氣體放電燈都有較高的啟動電壓和低放電維持電壓,當(dāng)燈通過高壓啟動后,電壓下降,電流加大,如不加限制,燈電流將不斷加大致使燈燒毀,所以必須在放電的點燈回路中串接一個與燈類型、規(guī)格匹配的鎮(zhèn)流器來提供使燈啟動的高啟動電壓,并限制燈電流使之穩(wěn)定在所規(guī)定的范圍。高品質(zhì)的電感鎮(zhèn)流器有良好的穩(wěn)壓性能,能穩(wěn)定輸入功率和輸出光通量,在電源、電壓偏差很大時,仍能保持光源恒定功率,穩(wěn)定光照度,有利于節(jié)能,以及起點可靠等因素還可使燈管壽命延長。如250W鈉燈鎮(zhèn)流器質(zhì)量好的功率損耗只有20-25瓦,而質(zhì)量差的功率損耗可達40瓦左右。如果在選用配套鎮(zhèn)流器時都能注意選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,那么節(jié)能效果還是很顯著的。

燈具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向,以提高光的利用率和避免眩光。因此在推動照明節(jié)能工作中,選擇高效合理配光的路燈具有很大的節(jié)能潛力。選擇中,應(yīng)注意燈具的反光板,高效反光板是一個介于燈管與燈座間的新式結(jié)構(gòu)的反射裝置,主要技術(shù)是應(yīng)用點光源反射光學(xué)原理,以及修正改良的光學(xué)曲率,配合納米鍍膜鏡面處理,表面滿布凹凸巢面結(jié)構(gòu),使產(chǎn)品本身的光反射率達到99%以上,將光源利用率發(fā)揮到光輸出極限。在選用具有高效反光板的燈具的同時還要注意選擇透光性能好的防護罩,如透光玻璃或有機玻璃;再就是保證密封性能,盡可能地減少由于污染造成光的損失。燈具效率是指在規(guī)定條件下測得的燈具所發(fā)射的光通量值與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量測定值之和的比值。任何材料制成的燈具對于光源幅射的光通量在經(jīng)過反射和透射時,其效率總是小于 1。假設(shè)同一功率的光源,一只配用效率較高的燈具,其光通量的70% -80%得到利用,另一只配用效率較低的燈具,光通量只有40% -50%得到利用。兩者比較,效率低的燈具其光源所消耗的功率將近30%白白浪費了,未能發(fā)揮其作用,這一點往往被忽視。因此,選擇燈具時應(yīng)盡量選擇配光曲線好、效率較高的燈具。另外,燈具在使用過程中不可避免地會被污染,勢必造成光的損失,定期檢修維護是確保電氣設(shè)備正常工作運行的基本保證,否則光源所消耗的功率大部分就浪費掉了。所以,選擇燈具時要選擇密封性能達到IP55以上的燈具,以減少維護工作量。在進行照明設(shè)計時,燈照明光源的選擇也應(yīng)符合國家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,應(yīng)根據(jù)不同的使用場合、各種節(jié)能光源的光效及主要技術(shù)指標(biāo)來選擇,以使其具有盡可能高的光效,達到照明節(jié)能的效果。

2.2減少供電損耗，縮小供電距離

目前,城市零點后用電負荷減少,電壓就升高,這樣不但縮短了燈泡的壽命,也增加了不必要的能量消耗。這種情況下,可以安裝一種智能燈光節(jié)電器。智能燈光節(jié)電器應(yīng)用于路燈系統(tǒng)中具有高效節(jié)電的作用,是利用微電子技術(shù)對路燈供電系統(tǒng)電能質(zhì)量進行優(yōu)化處理。在不影響設(shè)備正常使用的前提下,它輸出一個最優(yōu)的功率(最優(yōu)照度),達到節(jié)約用電和延長用電設(shè)備使用壽命的雙重功效。智能燈光節(jié)電器由微處理器進行實時動態(tài)精密檢測和監(jiān)控,實現(xiàn)大功率穩(wěn)壓, 不間斷小電流切換技術(shù),并根據(jù)實際需要可選配分時段控制方式、照度控制方式、遠程計算機集中控制等方式,真正實現(xiàn)燈光智能化?？刂瞥绦蛞唤?jīng)設(shè)定,設(shè)備將自動根據(jù)設(shè)定程序調(diào)節(jié)照明負載的電壓和電流,平衡控制輸出功率,改善功率因數(shù),降低了無功損耗,達到節(jié)約用電的目的。在路燈設(shè)計中也要控制供電線路的距離, 選擇合理導(dǎo)線截面,減少由于線路過長產(chǎn)生的電壓損耗。

2.2選用自動化監(jiān)控系統(tǒng)

提高城市照明管理水平,采用先進技術(shù)和科技手段,分時間段對道路照明系統(tǒng)電壓的調(diào)整、控制,用智能化的控制方式達到節(jié)約道路照明綜合費用的目的(電費和維修費用),與城市的亮化工程并不矛盾,相反還可將節(jié)約的大筆資金再投入其他的城市建設(shè)及城市亮化工程項目中去。

現(xiàn)行的城市照明控制是通過線控方式一級帶動一級控制開關(guān)的。隨著城市規(guī)模不斷擴大,路燈控制范圍越來越大,現(xiàn)行的控制方法無法及時反映路燈和景觀燈的運行情況。在運行過程中的故障只有等巡視人員到達現(xiàn)場后才能發(fā)現(xiàn),或者被動地等待市民電話反映,因此難以做到及時維修。城市照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)是隨數(shù)字化城市發(fā)展的需要而產(chǎn)生的自動化監(jiān)控系統(tǒng),通過對各種照明設(shè)施的遙測、遙信、遙控、遙調(diào),實現(xiàn)數(shù)字化的管理和監(jiān)測,提供了高效的城市管理手段, 節(jié)約了大量的能源消耗,通過采用靈活的光控和時控策略,實時地進行管理和控制。系統(tǒng)通過雙功率鎮(zhèn)流器進行照明監(jiān)控,具有良好的節(jié)能效果。我國多個城市道路、高速公路及特大型橋梁的照明控制中得到應(yīng)用,節(jié)省了一般性的人力資源,提高了工作效率,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。實現(xiàn)自動化監(jiān)控管理能極大的提高了城市照明管理水平,在城市照明節(jié)能占有相當(dāng)大的比例。

2.4分清權(quán)責(zé)，加強溝通和管理

目前在國內(nèi),推廣室外照明節(jié)能從管理層面存在權(quán)責(zé)交叉的問題,市政部門、建設(shè)部門、節(jié)能工作行政主管部門有必要進行足夠的交流和溝通,采取切實有效的管理機制和措施。只有管理部門將工作做到實處,將監(jiān)管切實跟上,才能真正推進城市照明節(jié)能工作。我們希望城市的夜景在照亮的同時,能夠不僅美觀而且更加節(jié)能。因此可行穩(wěn)定務(wù)實的城市照明節(jié)能環(huán)保改造工程勢在必行,開展現(xiàn)有照明工程的節(jié)能改造,積極推廣“綠色照明”,大量使用LED(發(fā)光二極管)照明產(chǎn)品取代傳統(tǒng)、耗電的霓虹燈。在改造完成后,其耗電量大幅下降。政府并適當(dāng)干預(yù),做出景觀照明的時間限制,并采用合理的管理辦法,以有效節(jié)約能源。

3結(jié)束語

城市照明節(jié)能是一項長期的重要任務(wù),只有經(jīng)過不斷探索、實踐,從大處著眼,小處著手,才能找到真正達到節(jié)能效果的方法,使有限的電能發(fā)揮更大的效益,創(chuàng)造一個安全、舒適、經(jīng)濟、有益的環(huán)境并充分體現(xiàn)現(xiàn)代化文明的照明系統(tǒng)。