淺析基于LED智慧路燈節(jié)能改造

摘要：平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)以國際旅游島和“一島兩窗三區(qū)”為戰(zhàn)略定位，全面加快開放開發(fā)，而路燈做為城市建設(shè)的重要組成部分，扮演著舉足輕重的地位。目前，平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)的環(huán)島路的傳統(tǒng)路燈存在功率大、耗能高、壽命短等問題。本文對平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)環(huán)島路的路燈現(xiàn)狀和路燈存在的問題進(jìn)行系統(tǒng)的闡述，并采用LED路燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)路燈及建立智慧路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)對節(jié)能效益進(jìn)行深入的分析。

關(guān)鍵詞：LED路燈;監(jiān)控管理;效益

0引言

隨著我國城市化建設(shè)步伐加快，城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，路燈作為一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施功能，現(xiàn)有的路燈不僅局限于簡單的照明功能，更重要的是達(dá)到節(jié)能效益，并與城市的市容市貌相協(xié)調(diào)。傳統(tǒng)路燈的照明存在照明能源消耗大、系統(tǒng)老化且對其監(jiān)控管理難度大，造成了國家能源的浪費(fèi)，這制約城市高效和環(huán)保的發(fā)展，因此城市路燈的節(jié)能改造顯得尤為重要。

目前，國內(nèi)外的學(xué)者對于路燈進(jìn)行了大量的研究。樓朝杰以義烏市的路燈照明為研究對象，對義烏市路燈的現(xiàn)狀、城市智慧路燈的理論、照明監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)施效果進(jìn)行了系統(tǒng)分析[1];對智慧路燈所涉及到的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的闡述，并對智慧路燈服務(wù)器模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和測試[2];針對大、小規(guī)模的路燈，提出智慧路燈的管控系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，建立了實(shí)時(shí)語音播報(bào)功能的智慧路燈管控[3];將LED作為光源并結(jié)合ZigBee技術(shù)組成智能化路燈系統(tǒng)，并驗(yàn)證方案的可行性[4];針對國內(nèi)外智慧路燈的典型案例進(jìn)行深入剖析，并提出其運(yùn)營模式的建議[5];分析目前城市路燈存在的問題并提出城市只能照明控制的方案[6];針對目前路燈存在能源浪費(fèi)的問題，提出根據(jù)光照強(qiáng)度來路燈的開啟和關(guān)閉及人、車到則路燈亮，人、車走則路燈暗的解決方法[7];國外也不斷的對路燈進(jìn)行改造，如：洛杉磯實(shí)現(xiàn)LED路燈的GPS定位實(shí)施遠(yuǎn)程操控;法國采用智能化設(shè)備實(shí)現(xiàn)路燈亮度調(diào)節(jié)，自動(dòng)識別故障;芝加哥以智慧路燈為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)城市數(shù)據(jù)的挖掘。而針對目前路燈存在耗能大的問題，對路燈的節(jié)能改造是大勢所趨，也是助力于智慧城市體系建設(shè)的重要組成部分，結(jié)合5G時(shí)代的發(fā)展，未來將大大釋放路燈的需求，路燈的節(jié)能將向前一步大跨越。

1 ?環(huán)島路路燈現(xiàn)狀

平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)環(huán)島路安海奧至北港段路燈照明系統(tǒng)多為傳統(tǒng)燈具，路燈照明系統(tǒng)燈桿合計(jì)2441桿，光源數(shù)量共計(jì)3593盞。其中：1000瓦高壓鈉燈20盞，400瓦高壓鈉燈1452盞，150瓦高壓鈉燈1017盞，100瓦高壓鈉燈1104盞，各種電線電纜共計(jì)約194.1千米，箱式變配電站共計(jì)20臺。

2 ?環(huán)島路路燈存在的問題

2.1 ?照明系統(tǒng)存在以下問題：

（1）傳統(tǒng)燈具功率高，線損大，且光衰嚴(yán)重，照度低，均勻度差，光源頻閃，對視力造成危害，道路照明環(huán)境昏暗，照明標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重偏離國家道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）傳統(tǒng)燈具發(fā)熱量極高，傳統(tǒng)燈具壽命短，光源、燈盤等老化嚴(yán)重，維修更換次數(shù)頻繁，日常維護(hù)成本逐年攀升。線路存在短路風(fēng)險(xiǎn)，用電安全隱患大。

（3）燈具功率因素過低，諧波量大，浪涌嚴(yán)重，影響電網(wǎng)質(zhì)量。具功率過高且功率因數(shù)較低，能耗較高。

2.2 ?路燈管理系統(tǒng)存在以下問題：

（1）設(shè)施損壞嚴(yán)重：因路燈系統(tǒng)建設(shè)時(shí)期驗(yàn)收及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，使用年限長，目前線路老化嚴(yán)重、設(shè)施損壞嚴(yán)重。

（2）自然環(huán)境：平潭環(huán)島路沿海岸線，天氣潮濕，每年夏季多有臺風(fēng)天氣，對路燈系統(tǒng)也是極大的考驗(yàn)，路燈燈桿腐蝕嚴(yán)重、基座松動(dòng)、線路線纜存在短路風(fēng)險(xiǎn)。

（3）報(bào)修渠道單一：目前僅靠市民撥打路燈所辦公電話進(jìn)行保修。保修電話知曉率低，保修程序不規(guī)范，導(dǎo)致維修維護(hù)不及時(shí)。

（4）智能化控制系統(tǒng)：目前無智能化控制系統(tǒng)，只能靠手動(dòng)設(shè)定開關(guān)燈時(shí)間，無法實(shí)現(xiàn)智能化開關(guān)燈及維修報(bào)警。

（5）現(xiàn)有供電電纜缺失：當(dāng)前環(huán)島路路燈線路電纜被盜嚴(yán)重，較多區(qū)域無法正常供電。

3 ?基于LED智慧路燈改造

3.1 ?LED燈替代傳統(tǒng)路燈效益對比

LED路燈，是以發(fā)光二極管作為光源。它是以定向發(fā)光、使用壽命長、功率消耗小、綠色環(huán)保等優(yōu)勢逐漸被人們所認(rèn)可，并逐漸替代傳統(tǒng)光源，成為道路節(jié)能照明改造的最好選擇。

根據(jù)環(huán)島路的實(shí)際情況和光環(huán)境的實(shí)際出發(fā)，并通過對比擇優(yōu)選擇LED燈，最終選擇高效節(jié)能的LED燈，采用30w的路燈替代100w的高壓鈉燈，60w的路燈替代150w的高壓鈉燈，150w的路燈替代400w的高壓鈉燈，400w的路燈替代1000w的高壓鈉燈，替換后LED路燈的各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006）、《道路照明用LED等性能的指標(biāo)要求》（GB/T24907-2010）等相關(guān)要求。

通過對LED路燈與傳統(tǒng)路燈的節(jié)能數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)：采用高效LED路燈后，在同使用時(shí)間和同電價(jià)的情況下，平潭環(huán)島路安海奧至三門段每年可節(jié)約用電251.91萬度，節(jié)省電費(fèi)約171.3萬元。

3.2 ?路燈智能監(jiān)控管理系統(tǒng)

路燈的智能監(jiān)控管理系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，對公路、市政道路和村鎮(zhèn)道路的照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化監(jiān)控和管理，達(dá)到預(yù)防事故的發(fā)生，提高照明質(zhì)量及維護(hù)、檢修效率，確保道路亮燈率和設(shè)備完好率、節(jié)約能源的目的。

路燈的智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)程智能化控制及管理。在開關(guān)燈的時(shí)間實(shí)現(xiàn)根據(jù)經(jīng)緯度日落與日升時(shí)間結(jié)合當(dāng)日光照情況，實(shí)現(xiàn)智能化開關(guān)燈，預(yù)計(jì)每日可節(jié)約0.5小時(shí)。此外，通過智能化管理在開燈起至22點(diǎn)（人流量比較大）可按100%功率開燈，22點(diǎn)-24點(diǎn)可按80%功率開燈，0點(diǎn)-4點(diǎn)（人流量稀少）可按60%功率開燈，4點(diǎn)-關(guān)燈（環(huán)衛(wèi)工人及晨跑運(yùn)動(dòng)）可按100%功率開燈。這樣每年在改造后，通過智能化管理還可節(jié)約15%-20%的節(jié)能率，約20萬元左右。

4 ?結(jié)束語

本文對平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)環(huán)島路安海奧至北港段的路燈進(jìn)行智慧節(jié)能改造，采用LED路燈替代傳統(tǒng)路燈，使路燈具有壽命長、耗電少、無污染等優(yōu)勢，每年可節(jié)省電費(fèi)約171.3萬元，在此基礎(chǔ)上，對路燈采用智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，根據(jù)日出、日落、人流量和時(shí)間對路燈實(shí)現(xiàn)智能化的開關(guān)，可達(dá)到節(jié)約15%-20%的節(jié)能率。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：張傳欽（1992），男，漢族，福建三明，初級工程師，碩士，平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)與交通運(yùn)輸服務(wù)中心，研究方向，市政工程。