淺談LED照明在港口的應(yīng)用

劉 勇

（舟山甬舟集裝箱碼頭有限公司，浙江 舟山316033）

1 港口照明的現(xiàn)狀

隨著國家節(jié)能減排力度的加大，港口的節(jié)能減排壓力不斷增加，其中，港口照明就是一個重要的方面。據(jù)某港口統(tǒng)計，照明能耗是除港口裝卸設(shè)備之外，數(shù)量最多、能耗最大的用電設(shè)施。

目前港口照明普遍采用高壓鈉燈，存在啟動慢、能耗大、溫升高、噪音大、可見光轉(zhuǎn)化效率低、使用壽命較短等缺點。因此，各碼頭紛紛嘗試各種節(jié)能技術(shù)，并且采用綠色照明光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高壓鈉燈，目前，低能耗的綠色照明光源較多，其中LED照明的優(yōu)點較為突出，節(jié)能明顯，適用于港口大功率照明的應(yīng)用。

2 LED照明介紹

LED（Light－Emitting－Diode即發(fā)光二極管）是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體。LED照明是最近幾年發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè)，堪稱19世紀(jì)白熾燈問世以來的又一次照明革命，被稱為是繼第一代白熾燈、第二代氣體放電光源（包括熒光燈、節(jié)能燈、鈉燈等）后的第三代照明源。它改變了傳統(tǒng)白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色熒光粉發(fā)光的原理，而采用電場常溫低電壓發(fā)光，LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段。

LED照明的先進性主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）光效高：實用光效已達(dá)90 lm／W，預(yù)計在未來3～5年，實用光效可能達(dá)到150～200 lm／W；

（2）工作壽命長：LED作為一種導(dǎo)體固體發(fā)光器件，較之其他發(fā)光器具有更長的工作壽命；

（3）耗電低：LED是一種低壓工作器件，因此在同等亮度下，耗電最小，可大量降低能耗；

（4）體積小，重量輕，耐抗擊：這是半導(dǎo)體固體器件的固有特點；

（5）響應(yīng)時間快：LED一般可在幾十毫秒內(nèi)響應(yīng)；

（6）易于調(diào)光、可控性大：LED作為一種發(fā)光器件，可以通過流過電流的變化控制亮度，也可通過不同波長LED的配置實現(xiàn)色彩的變化與調(diào)節(jié)；

（7）用LED制作的光源不存在諸如水銀、鉛等環(huán)境污染物，不會污染環(huán)境，因此人們將LED光源稱為“綠色”光源。

LED照明的上述特點，尤其是明顯的節(jié)能效果，使其得到了廣泛的應(yīng)用，但是在港口，尤其是大功率照明的設(shè)備投光燈、高桿燈大規(guī)模使用的并不多，究其原因，主要有以下幾點：

（1）LED燈具的散熱問題，因為溫度控制不好，會影響光效，會加快光通衰減，甚至影響色溫、顯色性的穩(wěn)定。

（2）缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，包括LED燈具系統(tǒng)、驅(qū)動電路等，企業(yè)一哄而上，產(chǎn)品水平良莠不齊。

（3）價格偏高。

隨著國家和地方政府對LED照明產(chǎn)業(yè)扶持力度不斷加大，可以預(yù)見，LED照明的上述缺點將會逐步被攻克。

3 LED照明在港口的應(yīng)用

3．1 耗電低、工作壽命長特點的應(yīng)用

LED照明的低功耗，不僅僅會降低照明能耗，同時因為能耗的降低，使得供電電纜截面積減小，還能降低建設(shè)過程中電纜的投資。工作壽命長可以減少使用過程中維修費的支出。

3．2 耐抗擊特點的應(yīng)用

橋吊小車上通常安裝4盞高壓鈉燈，在使用過程中，小車頻繁經(jīng)過前大梁絞點，使得大梁短軌出現(xiàn)松動和不平整等現(xiàn)象，造成小車行駛過程中震動，不可避免地帶來沖擊，使得燈具內(nèi)部燈管、線頭等器件松脫，影響燈具的使用，嚴(yán)重的還會使燈具殼體開裂甚至墜落，類似的問題同樣也出現(xiàn)在軌道吊大車照明燈具的使用上。如果使用LED照明燈具，將會有效避免這種情況，某港口就用LED照明燈具替換了2臺橋吊小車上的高壓鈉燈，經(jīng)過近一年的使用，效果顯著。

3．3 響應(yīng)時間快特點的應(yīng)用

在港口嘗試節(jié)能改造過程中，有的港口對橋吊前大梁投光燈進行分組，根據(jù)船型分成不同的檔位，由司機自主選擇開啟關(guān)閉；也有的港口在對前大梁投光燈進行分組的基礎(chǔ)上，利用已有的小車編碼器來判斷小車工作位置，再由PLC自動進行分組判斷選擇，經(jīng)一段延時后自動開啟關(guān)閉投光燈。但是由于目前大規(guī)模使用的還是高壓鈉燈，存在啟動慢的情況，而且投光燈頻繁啟動容易導(dǎo)致照明不足，縮短投光燈的使用壽命。如果使用LED照明燈具，利用LED響應(yīng)時間快的特點，將可有效地解決上述問題，同時大大提高節(jié)能效果。

3．4 易于調(diào)光、可控性大特點的應(yīng)用

易于調(diào)光、可控性大是LED照明的又一大特點，通過調(diào)光技術(shù)的應(yīng)用，將進一步降低耗能，節(jié)省照明用電，降低輸出功率，同時也將改善LED燈具的工作溫度，延長燈具壽命，提高可靠性。目前，已經(jīng)有了帶調(diào)光接口的LED路燈。

筆者認(rèn)為，帶調(diào)光技術(shù)的LED照明是將來港口照明的趨勢。因為港口生產(chǎn)作業(yè)受船期以及天氣影響較大，并且在碼頭、堆場間存在作業(yè)的不均衡，然而往往不管船多船少，有的碼頭只要有船，哪怕是一路作業(yè)，也會燈火通明，和滿負(fù)荷作業(yè)時一樣，這就浪費了大量的電能資源。如果采用了帶調(diào)光技術(shù)的LED照明，就會有效地避免上述情況。

筆者認(rèn)為，帶調(diào)光技術(shù)的LED照明要結(jié)合港口的照明控制方式。港口照明控制方式由傳統(tǒng)的專人手工開啟或關(guān)閉照明，逐漸演變成時間控制、光控加時間控制、集中控制3種模式。時間控制通過時控開關(guān)設(shè)定照明設(shè)施的定時開啟或關(guān)閉，適合時間規(guī)律強的照明類型使用，如路燈，不足之處是調(diào)整規(guī)律麻煩。光控加時間控制是在此基礎(chǔ)上增加了感光元件，根據(jù)時間和光線情況來開啟或關(guān)閉，但是對需要隨時變化的應(yīng)用場合就不適用了，如港口夜間作業(yè)的不均衡性。集中控制則是把照明的控制功能集中到一個位置，實現(xiàn)對分散照明的集中控制，并能根據(jù)需求隨時進行照明的開閉控制。目前很多港口都進行了照明集中控制的改造。這就使得帶調(diào)光技術(shù)的LED照明具備了將來實現(xiàn)的可能。

筆者認(rèn)為，帶調(diào)光技術(shù)的LED照明還應(yīng)結(jié)合港口的生產(chǎn)系統(tǒng)。目前港口生產(chǎn)作業(yè)存在不均衡性，可能某塊區(qū)域作業(yè)頻繁，其他區(qū)域比較空閑，采用LED照明的調(diào)光特點，可以實現(xiàn)差別照明，而照明控制人員必須隨時跟上生產(chǎn)的變化，難免存在諸多延誤疏忽。而生產(chǎn)系統(tǒng)可以直接反映出港口內(nèi)不同區(qū)域的繁忙程度，可結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)給場地某區(qū)域指令的多少進行判斷和模式控制，如作業(yè)繁忙，全區(qū)域無差別照明；作業(yè)不均衡，自動開啟相應(yīng)區(qū)域差別照明；如作業(yè)量不大，根據(jù)作業(yè)指令可自動調(diào)節(jié)，或部分關(guān)閉部分照明。

綜上所述，港口LED照明的控制框圖如圖1所示。

圖1 港口LED照明控制框圖

4 結(jié)語

LED照明在港口的應(yīng)用，應(yīng)不僅僅停留在燈具的更換，而是要發(fā)揮出LED照明的特點，充分利用網(wǎng)絡(luò)、生產(chǎn)系統(tǒng)、照明集中控制系統(tǒng)等多種設(shè)備設(shè)施，根據(jù)實際的生產(chǎn)作業(yè)情況合理地使用照明，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。

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