基于城市路燈照明節(jié)能技術措施的分析與研究

摘要：隨著城市現(xiàn)代化進程的不斷深化，道路基礎設施建設規(guī)模越來越多。作為現(xiàn)代城市基礎設施重要組成部分的道路照明，相應的配套建設也正如火如荼地建設著。對此，路燈的能源消耗也就越來越大。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全國發(fā)電量的1%被用于城市道路照明，但道路照明利用率卻在70%以下，節(jié)能尚存較大空間。本研究基于對城市路燈照明節(jié)能現(xiàn)狀的分析，著重探討了城市路燈照明的技術措施，最后以工程實例——南港工業(yè)區(qū)道路照明節(jié)能運行方案進行分析，旨在為提高城市路燈照明節(jié)能效率提供一定的技術支持。

關鍵詞：城市路燈照明 節(jié)能技術 南港工業(yè)區(qū) 對策

我國作為一個能源短缺的國家，國家建設部以及發(fā)改委為了加強城市照明管理，于2004年11月份頒布了城建[2004]204號《關于加強城市照明管理促進節(jié)約用電的意見》的文件。文件中明確要求應大力推廣節(jié)能技術，提高用電效率；嚴格根據(jù)照明設計的相關標準與規(guī)范進行照明設施建設，不得超標建設；對于新建、改建的照明項目而言，務必采取科學的照明設計方案，推廣采用高效照明電器產品以及節(jié)能控制技術。對此，在城市道路照明系統(tǒng)的設計以及運行過程中，應嚴格遵守國家的相關規(guī)定，在城市道路照明系統(tǒng)的設計與建設過程中，務必充分地考慮節(jié)能方面的問題。本研究首先介紹了當前我國城市道路照明節(jié)能現(xiàn)狀，然后提出具體的節(jié)能措施，最后以南港工業(yè)區(qū)道路照明節(jié)能運行方案為例，闡述城市道路照明節(jié)能措施的實際應用。

1 當前我國城市道路照明現(xiàn)狀分析

1.1 城市照明運行與實際不相符 據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國大中型城市在午夜12點之后，道路上幾乎沒有行人行走，即使是在大城市的繁華地段，在凌晨2點之后，道路上的行人也非常稀少。然而，在這樣的時段卻保持著高照明度，很顯然這是完全沒必要的。此外，進入后半夜電網(wǎng)電壓普遍升高，這會縮短路燈的服務年限，使其故障多發(fā)，從而增加運維成本?？梢愿鱾€路段或時段不同的用電量適當調整或降低標準來節(jié)能降耗。

1.2 高效節(jié)能產品推廣力度較低 LED照明很好的契合了中國節(jié)能減排政策目標，據(jù)了解，無線智能LED道路照明可以實現(xiàn)顯著的節(jié)能減排效果，節(jié)能超過30%，維護成本則下降50%，并減少二氧化碳排放量和光害。近期國家對光伏發(fā)電產業(yè)出臺了一些有利政策，包括國家能源局于2014年1月20日印發(fā)了《2014年能源工作指導意見》，對發(fā)展清潔能源，促進光伏發(fā)電等新能源發(fā)展有了一定的政策支持，使得光伏節(jié)能項目得到進一步推廣。但就我國現(xiàn)階段的照明結構來說，要實現(xiàn)光伏項目和LED全覆蓋還有待進一步商榷，這兩種照明技術在一定程度上受到了限制，且它們需要更進一步地進行優(yōu)化與提高。

1.3 城市道路照明設計標準較高 目前，城市要求道路照明亮度越高越好，因而不斷縮短路燈桿的間距，增加了一定數(shù)量的雙臂雙燈和多火路燈，以致降低了道路的亮度質量，路面眩光現(xiàn)象非常嚴重，某些地方照明度甚至大于100LX，然而在桿間50%地方的均勻度仍然不能達標，從而使得工程投資較大，使得能耗量顯著增加，同時也增加了后期運行成本，而且光污染現(xiàn)象日益嚴重。鑒于此，業(yè)界開始提出了照明功率密度最大允許值（LPD）這個概念，然而這個概念對于城市道路照明設計標準則不是強制性的。對此，應該規(guī)范城市道路照明的設計。

2 城市道路照明節(jié)能措施

2.1 采用電容補償，提高功率因素 目前大部分城市采用功率因數(shù)小于0.45的氣體放電燈照明，路燈線路無功功率較大。因此，在設計城市道路照明設計時，必須對氣體放電燈進行電容補償，電容補償之后起功率因數(shù)超過0.8，對于是否采取集中補償還是分散補償?shù)男问?，目前尚未進行明確規(guī)定。據(jù)調查，這兩種方式均為我國現(xiàn)階段通用的城市路燈系統(tǒng)電容補償模式。對于大部分路燈設施而言，它們都是均勻地分布于城市道路兩側，路燈電源至路燈燈具的低壓配線長度較大，而路燈照明系統(tǒng)的能耗基本集中于該階段。因此單燈分散補償要顯著優(yōu)于集中補償方式。在實際過程中，建議采取如下表1所示的電容補償配套建議，這是由于補償后單燈功率因數(shù)在0.85以上，完全達到了節(jié)能的要求。

表1 城市道路路燈照明電容補償配套

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根據(jù)如上電容補償方案，電能損耗量會大大降低。

2.2 推廣綠色照明光源 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會對照明的需求逐漸增加，政府和社會開始將綠色節(jié)能照明作為推動社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要節(jié)點加以研究。而冷光源產品太陽能LED照明燈無疑是節(jié)能的首選。該產品質量穩(wěn)定，安全性和性價比高，而且耐用環(huán)保，因此可將太陽能用于城市道路照明系統(tǒng)之中。

2.3 優(yōu)化配電線路節(jié)能 路燈線路系統(tǒng)長，壓降和線損對路燈照度的影響較大，且增大了電能消耗，因此宜采用粗截面的電纜來架設線路，適當增大電纜的負載能力，一方面為以后燈箱廣告、景觀照明留下余量，而且有助于控制線損，減小壓降，在節(jié)能的同時減少線路故障，節(jié)省運維成本。

3 工程實例

為了做好南港工業(yè)區(qū)道路路燈照明管理，有效提高道路路燈照明利用率，減少道路照明電能損失，結合南港工業(yè)區(qū)道路實際使用情況，對道路照明采取單邊照明或分時段照明運行方案，詳細方案如下：

3.1 創(chuàng)業(yè)路 創(chuàng)業(yè)路是已完全通車，是工業(yè)區(qū)主要的交通道路之一，根據(jù)該道路夜間交通流量情況，道路雙側亮燈時間規(guī)定為：春季和秋季：（19：00-22：00，4：00-6：00）；夏季：20：00-22：00；冬季：17：30-22：00 4：00-7：00。以上累計照明時間1774小時。其余時間間隔照明，照明累計時間為2190小時。

3.2 紅旗路一期 紅旗路一期目前未完全通車，根據(jù)該道路夜間交通流量情況，道路照明時間規(guī)定為：春季和秋季：（19：00-22：00，4：00-6：00）；夏季：20：00-22：00；冬季：（17：30-22：00，4：00-7：00）。其余時間關閉照明，照明累計時間為1774小時。

3.3 港達路和倉盛街 目前未完全通車，根據(jù)該道路夜間交通流量情況，道路照明采用單邊照明，時間規(guī)定為：春季和秋季：19：00-22：00；夏季：20：00-22：00；冬季：17：30-22：00。其余時間關閉照明，照明累計時間為1138小時。

3.4 綜合服務區(qū) 目前已完全通車，根據(jù)該道路夜間交通流量情況及服務區(qū)使用情況，照明方式采用創(chuàng)業(yè)三路及海濱二道采用全照明方式，其余道路采用關閉照明模式。道路照明時間規(guī)定為：春季和秋季：19：00-6：00；夏季：20：00-5：00；冬季：17：30-7：00。其余時間關閉照明，照明累計時間為4056小時；

備注：根據(jù)該運行方案，電價按照0.85元計算，每年運行電費大概為59.39萬元；比原夜間平均8小時運行費用119.15萬，節(jié)省59.76萬元。具體見下表2所示：

4 結論

綜上所述，隨著我國綠色照明工程的推廣和實施，相信會有更多的節(jié)能產品和節(jié)能技術應用到城市照明系統(tǒng)中。作為路燈管理人員，應該加強專業(yè)學習，實時關注業(yè)界的新動態(tài)，支持新技術和新產品的推廣和應用，以期進一步規(guī)范城市道路照明系統(tǒng)，使城市環(huán)境更舒適、更綠色。

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作者簡介：

楊佳霖（1980-），男，黑龍江富錦人，本科，工程師，目前從事的工作：市政電氣設施管理。