低壓直流供電技術(shù)的市政路燈應用技術(shù)探討

文鵬

摘要：市政路燈系統(tǒng)是分布較廣且較為重要的城市基礎設施之一，為人們夜間的出行帶來了極大的幫助與便利，LED路燈因其能耗較低以及發(fā)光效率較高等特點，在市政路燈系統(tǒng)中獲得了越來越多的認可和應用，同時LED路燈也存在故障發(fā)生頻率較高以及維護難度較大等問題。本文簡單分析了低壓直流供電技術(shù)應用于市政路燈系統(tǒng)的必要性和優(yōu)勢，并對低壓直流供電技術(shù)在市政路燈系統(tǒng)中的應用進行了簡單闡述。

關鍵詞：低壓直流供電;市政路燈;一體化設備

隨著時代的發(fā)展以及城市現(xiàn)代化建設步伐的深入，對能源的消耗在不斷提升，使得國家在提倡和推廣節(jié)能減耗、綠色環(huán)保等理念的同時，也越發(fā)重視對新能源的高效利用，而低壓直流供電技術(shù)在市政路燈系統(tǒng)中的應用，不僅可以有效緩解傳統(tǒng)LED路燈頻繁出現(xiàn)的驅(qū)動電源故障問題，從而提高LED路燈的穩(wěn)定性和使用年限，還可以利用相應的一體化電樁，為日后不斷完善和普及的新能源汽車提供充電服務。

1 低壓直流供電技術(shù)應用于市政路燈系統(tǒng)的必要性及優(yōu)勢

1.1 更加符合LED路燈對電源的需求

LED路燈對電源的特殊需求，主要源于其結(jié)構(gòu)的特殊性，LED發(fā)光結(jié)構(gòu)可以視作一個整體的二極管，其中主要是由大量的LED顆粒以串聯(lián)、并聯(lián)相結(jié)合的形式連接在一起，當發(fā)光結(jié)構(gòu)兩端施加正向電壓后，就可以使LED路燈發(fā)出光，而且，LED路燈的亮度與電流功率成正比關系。但是，目前路燈供電線路大多還是以交流電為主，在為LED路燈提供電流之前，需要先對電流進行降壓、整流和穩(wěn)流等處理后，而將低壓直流供電技術(shù)應用于市政路燈系統(tǒng)中，不僅可以直接為LED路燈提供穩(wěn)定的低壓電流，還有助于提高市政路燈供電系統(tǒng)的輸配電效率以及可靠性，特別是隨著我國輸電技術(shù)的不斷發(fā)展，直流供電技術(shù)也在不斷成熟和完善，直流供電技術(shù)的應用范圍也在不斷擴展。

1.2 有助于降低路燈電源故障的檢測和維修難度

傳統(tǒng)的LED路燈采用的是分散式驅(qū)動電源，也就是指將驅(qū)動電源與LED路燈的發(fā)光結(jié)構(gòu)設置在一起，而LED路燈為了實現(xiàn)防水防潮性能的提升，通常會采取一定的密封處理措施，很容易導致LED路燈驅(qū)動電源出現(xiàn)溫度過高的現(xiàn)象，特別是在外界環(huán)境溫度較高的季節(jié)，這種現(xiàn)象會更加突出，這也是LED路燈頻繁出現(xiàn)驅(qū)動電源故障的重要原因之一，同時，LED路燈的密封性還會對技術(shù)人員的維修工作帶來一定的阻礙，并增加LED路燈的維修成本，導致LED路燈的受認可程度以及普及率較差。而低壓直流供電技術(shù)的應用，可以將傳統(tǒng)的分散式驅(qū)動電源轉(zhuǎn)變?yōu)榧泄╇娔Ｊ?，一方面可以有效緩解電源溫度過高的問題，從而減少LED路燈的故障發(fā)生幾率并提高其使用壽命，另一方面也方便技術(shù)人員對電源故障進行檢測和維修，對LED路燈的推廣和普及有著積極的促進作用。

1.3 低壓直流供電技術(shù)在市政路燈系統(tǒng)中的應用優(yōu)勢

低壓直流供電技術(shù)在市政路燈系統(tǒng)中的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：其一，可以有效解決目前LED路燈故障發(fā)生率較高以及使用年限較短等問題，并降低市政路燈系統(tǒng)造價以及維護成本;其二，低壓直流供電技術(shù)可以顯著提升LED路燈的發(fā)光效率，并降低LED路燈的能耗;其三，市政路燈集中供電模式可以大大提升路燈系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性;其四，市政路燈系統(tǒng)中的直流電源還可以用于其他用途，比如，還可以將其作為電動汽車的充電設備，對我國新能源事業(yè)的進一步發(fā)展有著重要意義。

2 低壓直流供電技術(shù)在市政路燈系統(tǒng)中的應用探討

2.1 市政路燈一體化設備的建立

市政路燈一體化設備的建立，是以低壓直流供電技術(shù)在市政路燈系統(tǒng)中的應用為前提，一體化設備主要包括LED路燈、供電電源、直流充電樁以及設備狀態(tài)監(jiān)測模塊等幾個部分。

首先，LED路燈包括LED燈、LED驅(qū)動模塊以及LED控制模塊等組成部分，LED控制模塊的作用主要是根據(jù)接收到的控制指令對LED燈進行打開/關閉等操作;而LED驅(qū)動模塊的作用則是在通電的情況下，輔助直流電對LED燈進行驅(qū)動。

其次，供電電源主要包括變壓結(jié)構(gòu)、穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)以及保護裝置等組成部分，其中，變壓結(jié)構(gòu)的作用是將直流電的電壓進行變更，從而更好的為LED路燈的驅(qū)動裝置以及控制裝置提供適宜的電壓;而穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)的作用則是確保供電電源能夠為一體化設備提供更加穩(wěn)定的電壓;保護裝置也是供電電源的重要結(jié)構(gòu)之一，其作用是盡量減小或避免過流、過壓等情況對一體化設備造成的影響和破壞。

第三，直流充電樁主要是提供充電服務的裝置，包括管控模塊、保護結(jié)構(gòu)以及計量和收費系統(tǒng)等組成部分。其中，管控模塊是根據(jù)操作指令開啟或關閉充電功能，并對相關操作過程進行記錄;而保護結(jié)構(gòu)主要是集成了過流、過壓保護等功能，避免在用戶充電過程中因電流或電壓等問題對蓄電池造成影響甚至損害;計量和計費系統(tǒng)主要是根據(jù)用戶的充電操作進行實時計量，并通過系統(tǒng)中的計算功能和相應算法，計算出用戶應繳納的充電費用。直流充電樁結(jié)構(gòu)可以令一體化設備在路燈功能的基礎上擴展出更多的功能，對一體化設備功能性的提升以及城市經(jīng)濟的發(fā)展有著重要意義。

第四，設備狀態(tài)監(jiān)測模塊，其作用主要是對一體化設備的狀態(tài)進行實時監(jiān)測，比如，對市政路燈的運行狀況以及直流充電樁的使用和運行狀況進行實時監(jiān)測，還可以將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳墓芾砥脚_中，并方便管理人員通過監(jiān)測模塊對一體化設備進行遠程操控，有助于實現(xiàn)一體化設備的智能化、自動化以及統(tǒng)一化管理。

2.2 低壓直流供電技術(shù)在市政路燈系統(tǒng)中的應用效益分析

2.2.1 經(jīng)濟效益分析

從照明效果層面進行對比，使用低壓直流供電技術(shù)的LED路燈其顯色性要好于高壓鈉燈，但在大霧等環(huán)境能見度較低的情況下，高壓鈉燈偏黃色燈光的照明效果要略好于LED路燈的白色燈光;從能耗的層面進行對比，在同等功率以及照明效果條件下，LED路燈的能耗比高壓鈉燈要少40%以上，雖然LED路燈的成本要比高壓鈉燈高2-4倍，但低壓直流供電技術(shù)的應用可以有效保障LED路燈的使用壽命，所以，從整體角度而言，LED路燈比高壓鈉燈具有更好的經(jīng)濟性。

2.2.2 生態(tài)效益分析

高壓鈉燈的發(fā)光結(jié)構(gòu)中包含金屬汞以及金屬鈉等成分，不僅對高壓鈉燈的使用壽命帶來了一定的影響，對損壞的高壓鈉燈進行處理時也會造成一定的環(huán)境污染現(xiàn)象，而LED路燈并不存在這一問題。其次，低壓直流供電技術(shù)在市政路燈系統(tǒng)中的應用，也為電動汽車充電需要提供了更多的便利，使得電動汽車的結(jié)構(gòu)可以進一步的精簡和優(yōu)化，有助于實現(xiàn)電動汽車能耗的降低以及二氧化碳排放量的減少，所以，低壓直流供電技術(shù)在市政路燈系統(tǒng)中的應用能夠獲得更好的生態(tài)效益。

2.2.3 社會效益分析

低壓直流供電技術(shù)以及一體化設備在市政路燈系統(tǒng)中的應用，除了可以對市政路燈系統(tǒng)進行優(yōu)化以外，還可以帶來顯著的社會效益。首先，低壓直流供電技術(shù)以及一體化設備的應用，不僅可以為電動汽車行業(yè)提供更多的支持與助力，還可以有效推動我國節(jié)能減排以及綠色環(huán)保等事業(yè)的發(fā)展。其次，低壓直流供電技術(shù)以及一體化設備的應用，不僅有助于智慧城市的建設與發(fā)展，還可以為相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更多的機遇和動力。

3 結(jié)語

總而言之，低壓直流供電技術(shù)在市政路燈系統(tǒng)中的應用，不僅更加符合國家所提倡的節(jié)能、減排等發(fā)展觀念，還可以實現(xiàn)市政路燈結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與改進，從而顯著提升市政路燈系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，除此之外，市政路燈一體化設備的應用，還可以帶動其他高新技術(shù)的發(fā)展，有助于推動我國社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展。

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