城市路燈節(jié)能技術(shù)及節(jié)能策略

馬 俊

(忻州市城市照明管理處，山西忻州 034000)

城市路燈是我國電力消耗的一個重要方面，隨著能源供應(yīng)的日益緊張，節(jié)能的呼聲越來越高。隨著“綠色照明工程”工作的推進，我國的照明設(shè)計與照明產(chǎn)品的發(fā)展趨勢面臨著“綠色革命”。它將以節(jié)約能源和資源;保護地球生態(tài)環(huán)境;提高照明質(zhì)量，提高舒適性和健康性為發(fā)展目標。目前照明電耗占全國總電耗的15%左右，由于道路照明現(xiàn)已有很多的專業(yè)三遙控制路燈管理系統(tǒng)集中管理，比如“丹東三安公司的路燈控制系統(tǒng)”“廣州正力的路燈控制系統(tǒng)”等，從控制節(jié)能技術(shù)推廣的角度來看，容易實現(xiàn)，目前很多城市已經(jīng)開始了路燈節(jié)能工作的探索。

1 目前主要使用的路燈節(jié)能技術(shù)

1)半夜燈方式。半夜燈是指在中小城市街道路燈，在后半夜人流量、車流量較少，亮度不需要太高的情況下，實現(xiàn)路燈隔一亮一的方式及兩排路燈交叉點亮，以節(jié)約電能。這種方式投資小，只需要鋪設(shè)兩根相對規(guī)格較小的電纜便可實現(xiàn)。

2)單燈控制。現(xiàn)在很多城市的廣場、公園等地都裝有瓦數(shù)很大且光源點很多的景觀燈，在人流稀少的晚間12點后或是進入天氣寒冷的冬季，出來鍛煉身體或閑逛的人就很少甚至沒有了，這樣通過在每一個單燈上安裝三安公司的單燈控制器就可以實現(xiàn)對每一盞燈的單獨開關(guān)燈控制，從而起到節(jié)電節(jié)能的效果。

3)路燈節(jié)電器?，F(xiàn)在的路燈節(jié)電器已成為一種比較常見的節(jié)電產(chǎn)品，它集智能技術(shù)、電磁技術(shù)、數(shù)據(jù)控制技術(shù)于一體，具有很完善的調(diào)節(jié)功能來達到節(jié)電效果，節(jié)電率可調(diào)，開關(guān)路燈的時間可調(diào)，對電網(wǎng)電壓無污染，操作簡便、照度均勻，節(jié)電率可達到25%～45%，有些節(jié)電器還有功率因素補償功能。

4)其他節(jié)能技術(shù)和方案。光源可用金鹵燈取代普通高壓鈉燈或可采用LED燈取代傳統(tǒng)的霓虹燈。燈具可選用ip防護等級高，反射效率高的照明燈具。此外就是電器，采用電感節(jié)能鎮(zhèn)流器取代普通鎮(zhèn)流器，可節(jié)能5%左右;或使用電感調(diào)光鎮(zhèn)流器，在鎮(zhèn)流器中多設(shè)置一個抽頭，利用調(diào)節(jié)器預(yù)先設(shè)定好的時間調(diào)整輸出電壓，從而調(diào)整輸出的電流達到節(jié)約電量的目的，這種做法具有很好的節(jié)能效果，照度也能夠達到相應(yīng)的效果?；蚴褂锰柲苈窡粽彰飨到y(tǒng)。下面我們將簡單論述一下這兩種路燈節(jié)能方案。

2 采用電子鎮(zhèn)流器節(jié)能技術(shù)方案

在照明工程中，鎮(zhèn)流器是不可缺少的重要成員，它的發(fā)展也越來越受到更多人的關(guān)注。如在道路照明上對新路主要是采用性價比高的燈具、光源，老路運用新的節(jié)能產(chǎn)品改造。所以采用節(jié)能型鎮(zhèn)流器是一種不錯的路燈節(jié)能策略。高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器相比較傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器具有優(yōu)越的節(jié)能性能。以250 W為例，首先是功耗低、光照度強、恒功率輸出。電子鎮(zhèn)流器自身功耗只有12 W，而電感鎮(zhèn)流器自身功耗約為40 W。在相同光照度的情況下，電子鎮(zhèn)流器輸入功率為283．5 W，而傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器為315 W，相差節(jié)省30 W。另外，電壓升高后使用電子鎮(zhèn)流器節(jié)能效果更明顯，因為電子鎮(zhèn)流器有恒定輸出功率，電壓在170 V～260 V之間，輸出功率始終為250 W，而電感鎮(zhèn)流器在后半夜約6 h的時間內(nèi)基本上工作在320 W。電子鎮(zhèn)流器還具備功率自動調(diào)節(jié)功能，對于路燈來講，在后半夜路上無人的情況下，電子鎮(zhèn)流器可把鈉燈的功率降至150 W，從而有效降低用電量。電子鎮(zhèn)流器功率因數(shù)為0．98，而電感鎮(zhèn)流器不加補償電容約為0．4，加上補償電容只有0．7～0．8，鈉燈在電子鎮(zhèn)流器的控制下工作功率為250 W，而在電感鎮(zhèn)流器控制下的功率約為320 W，其視在功率分別為:255 VA和400 VA，相差145 VA，即改為電子鎮(zhèn)流器單只鈉燈需要的流量比使用電感鎮(zhèn)流器多145 VA。這樣，在建設(shè)初期，可以降低變壓器的容量及電纜的線徑，從而大大節(jié)省投資成本;在擴建時，可以不必要增加變壓器。

由于電子鎮(zhèn)流器具有一天即亮、寬頻工作電壓、抗干擾等特點，從而延長了燈泡的使用壽命。按換燈率87%計算，一年大約更換一支鈉燈，而使用電子鎮(zhèn)流器后3年～5年才需更換一支，一年一盞路燈最少可節(jié)省一只燈管。一支路燈一年需更換一次鈉燈管，其人工費用遠高于一只鈉燈的成本價，而使用電感鎮(zhèn)流器后，一年之內(nèi)無需更換鈉燈，完全可節(jié)省此項費用。在鈉燈啟動時，電子鎮(zhèn)流器啟動電流為0．35 A，電感鎮(zhèn)流器為4 A～5 A，而正常工作時燈電流卻為1．2 A，這樣使用電感鎮(zhèn)流器的鈉燈，啟動時的電流是正常工作時的3倍～4倍，而使用電子鎮(zhèn)流器后，變壓器的容量及電纜的線徑均可顯著減少，大大節(jié)省基礎(chǔ)建設(shè)的投資成本。電子鎮(zhèn)流器的額定工作頻率為35 kHz～45 kHz，遠比市電的50 Hz高，因此采用電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動的高壓鈉燈顯色性好，無頻閃。此外，電子鎮(zhèn)流器具有功率因數(shù)控制電路及功率控制電路等的運行功率不受電網(wǎng)電壓波動的影響，可持續(xù)提供優(yōu)異的道路照明。夜間行車眼睛不易疲勞，從而減少交通事故的發(fā)生率。

使用電子鎮(zhèn)流器不會對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾，電子鎮(zhèn)流器替換傳統(tǒng)電感式鎮(zhèn)流器后，可大幅度節(jié)省銅、鋼等有色金屬的消耗量，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

3 采用太陽能路燈系統(tǒng)實現(xiàn)有效節(jié)能

太陽能路燈以太陽光為能源，白天太陽能電池板給蓄電池充電，晚上蓄電池給燈源供電使用，無需復雜昂貴的管線鋪設(shè)，可任意調(diào)整燈具的布局，安全節(jié)能無污染，無需人工操作工作穩(wěn)定可靠，節(jié)省電費免維護。采用太陽能路燈再結(jié)合新一代光源(LED)搭配方案，以達到綠色環(huán)保、長期受益。

太陽能路燈是利用太陽能電池板，白天接收太陽輻射能，并轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過充放電控制器儲存在蓄電池中，夜晚當照度逐漸降低，充放電控制器偵測到這一值后動作，蓄電池對燈頭放電［1］。蓄電池放電10 h后，充放電控制器動作，蓄電池放電結(jié)束。

太陽能路燈系統(tǒng)組成。從功能上道路照明系統(tǒng)的主要功能是保證道路安全，提高道路運輸效率、保障人身安全、提供舒適環(huán)境。在滿足道路照明各項功能需要的基礎(chǔ)上，提高道路照明系統(tǒng)的能效，降低系統(tǒng)功耗，節(jié)約能源，減少污染，以達到節(jié)能和環(huán)保的目的。另外還要結(jié)合當?shù)氐墓赓Y源情況，當?shù)仃幱晏鞖馇闆r，電池板受灰塵覆蓋、溫度影響、控制器、蓄電池的各種效率等實情進行綜合考慮。在具體設(shè)計太陽能路燈系統(tǒng)時要充分考慮因地制宜。要做好電池的選用，做到在連續(xù)3 d～5 d的陰雨天也可以保證路燈仍能正常運行。當陰天超過最大天數(shù)時路燈自動切換到市電照明，待晴天路燈再自動切換到太陽能照明。天黑后路燈自動點亮，天亮后到點路燈自動熄滅。短時間斷電時可以保存用戶所設(shè)定的各種參數(shù)。由于太陽能路燈需要靠吸收太陽光，所以太陽能電池板一般安裝在燈桿上朝著太陽的方向，一般選擇多塊太陽能電池板組成所需要的組件功率［2］。蓄電池在連接時，需要考慮各單體電池間的不平衡影響，正常情況下并聯(lián)組數(shù)不超過4組。目前業(yè)內(nèi)都選用免維護、防水鉛酸蓄電池或膠體蓄電池。太陽能路燈還應(yīng)配備現(xiàn)在流行的LED節(jié)能型燈頭，LED燈頭具有環(huán)保無污染、耗電少、光效高、壽命長等特點，因此，LED路燈將成為節(jié)能改造的最佳選擇，這樣既延長了使用壽命又起到了節(jié)能降耗的作用。

4 設(shè)計路燈節(jié)能方案時的其他考慮

我國的很多中小城市晚上10點后，大城市在晚上12點后，一些非繁華的街道幾乎沒有車輛與行人通行，在這些道路上仍然保持較高照明度顯然沒有必要，特別是居民區(qū)的小區(qū)道路，因為小區(qū)內(nèi)居民早已休息，更沒有必要保持高照明度。即在夜間行人較少活動時，適當降低燈泡的功率，使燈泡在額定功率的60%～70%運行，這樣不僅可以節(jié)省大量電量，還可以延長燈泡及鎮(zhèn)流器的使用壽命，從而節(jié)省很多的維護費用。雖然燈泡功率降低了30%～40%，但街道還可保證道路燈光照明度無盲區(qū)，完全可保證道路的安全通行要求。

總之，我國現(xiàn)階段電力需求過大，電能消耗早已供不應(yīng)求，節(jié)約電能一直是我國減能減排的重要舉措，所以在選用高效節(jié)能的路燈時應(yīng)該多做調(diào)查再結(jié)合實際情況來選用一些相關(guān)的節(jié)能型產(chǎn)品，既可以起到它應(yīng)有的作用又可以保證高效節(jié)能。

［1］ 白 艷，朱光營，楊秀林，等．新能源——太陽能路燈節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用［A］．山東煤炭學會2010年工作會議暨學術(shù)年會論文集［C］．2010:16-18．

［2］ 李 馳．小議太陽能路燈應(yīng)用研究［J］．科技創(chuàng)新導報，2010(35):25．