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道路照明节能技术探讨

2010-08-15

照明工程学报 2010年3期
关键词:钠灯均匀度照度

刘 华

(长春市路灯管理处,长春 130062)

长春市路灯管理处在城市照明工作中,根据我国照明行业的发展现状,坚持不懈地致力解决城市照明工作中的安全、节能、节资、高效、可持续等问题,探索了一条符合长春自身实际的“绿色照明”之路。我们将照明节能工作作为系统工程来分析,从技术节能和管理节能入手,对道路照明系统的各个环节,利用科技手段来降低能耗进行探讨。

1 照明节能是发展的需要

随着经济的飞速发展,能源紧缺已成为—个不可回避的严峻问题,因此节能已成为当前的—个热门话题,从中央的“十一五”规划,到地方各级政府的重视,节能工作已成为各方关注的一个重点。因此,抓好照明用电的节约,是节能工作不可忽视的—个重要环节。

2 照明节能应在保证照明质量的前提下进行

绿色照明工程,高度重视照明行业的节能工作,不是通过降低照明标准来节能,而是充分运用现代科技手段提高照明工程的设计水平,通过选择高效、节能的光源,提高照明器材效率和合理的运行维护管理来实现。

建立在优质高效的照明环境基础上,去实施节约能源。那种不顾及照明质量,降低照明标准,片面追求节能,是不妥当的。

3 照明节能是一个系统工程

道路照明节能是—个系统工程,体现在整个道路照明系统工程全过程的方方面面。必须综合考虑技术、管理等多方面的因素,要力求综合效益的最优化。

绿色照明远不只是推广应用某一两款节能产品。优质合理的设计、施工和养护管理,研究生产和推广应用高效长寿的光源、优质高效的照明器材,以及降低在照明系统中各个环节的能耗,都是实施绿色照明的重要因素。

我处在道路照明节能工作方面主要分为两大类,技术节能和管理节能。

3.1 技术节能

技术节能,就是通过开发推广节能技术,实现技术节能。

1.供配电系统的节能

(1)变压器的节能

保持变压器在高效率下工作,是减少变压器损牦的基本手段。应根据负荷大小,合理选择变压器容量。使其运行过程中保持较高的效率,从而可以节省电能,采用高效率的变压器,可以节约电能。

(2)无功补偿

无功功率消耗无关的电能。因此,从表面上看好象没有损失,但是对于电力设备来讲,就必须相应增加这一容量的变压器及导线等等。此外,由于装置及导线的电阻,无功电流将会变成热而损失掉。因此,改善功率因数,减少无功功率在节能上是非常有效的手段。提高功率因数可以降低配电损失。

(3)三相平衡

在供电方式上,可以采用单相方式,也可以采用三相方式。尽量保持负荷的三相平衡也能起到节能效果。

(4)调压节能

在电压波动较大的地方,或供电电压过高的情况下,即照明灯具电压波动超过额定电压的90%~105%范围时,采用具有调压、稳压功能的装置进行节能。

2.照明设备的节能

照明设备的节能。包括选用高效率的光源,反射器,透光罩,配套的电器附件等等。

(1)光源的节能

光源的节能,主要取决于光源的光效和光衰指标,综合考虑显色性、使用寿命、启动特性等因素。应尽量采用光效高、寿命长的光源。

道路照明系统应积极推广高压钠灯、金属卤化物灯

高压钠灯和金属卤化物灯是目前高强度气体放电灯 (HID)中主要的高效照明产品。

高压钠灯的特点是寿命长、光效高、透雾性强。可广泛用于道路照明、泛光照明、广场照明等领域。用高压钠灯替代高压汞灯。在相同照度下可节电37%。而高光效高压钠灯 (增强型),其光效更高,寿命更长。

金属卤化物灯是一种在高压汞灯的基础上在放电管内添加金属卤化物,使金属原子或分子参与放电而发光的高压气体放电灯,它的特点是寿命长、光效高、显色性好,广泛应用于工业照明、城市景观照明、商业照明、体育场馆照明等领域,用它替代高压汞灯,在相同照度条件下,可节电30%。

LED利用固体半导体芯片作为发光材料,LED的优点是:1光效高 2能耗低 3抗震性能好 4易控制5寿命长6环保,光源中不加汞。目前制约LED在道路照明发展的主要因素有以下几点:1.产品价格高、性价比低。2.技术上不稳定。3.目前国内关于LED光源的技术参数没有一个统一的国家标准,为我们对新产品的鉴定和检测带来许多困难,只能与现有光源进行相关参数对比。4.型号、规格不统一,缺乏互换性。更换产品需依赖原企业。5.现场维护难度比较大、维护成本高。6.LED道路照明灯具中的光源,可应用于道路照明的只有白色LED芯片,其光色单一。

LED路灯在长春市试验的结果如下仅供参考

测试地点:人民大街西街。

第一次测试时间:2008年6月21日晚9:00测量某厂家112W LED路灯两套,168W LED路灯两套、CIVK2(250W)钠灯光源路灯两套,测量方式及数据见测试记录。

第一次测量结果为:112W LED路灯平均照度14.33LX,照度均匀度 0.43(两盏灯间距为36.2M)。168W LED路灯平均照度24.29LX,照度均匀度0.50(两盏灯间距为34.5M),该街路现安装路灯为合资产品索恩CIVK2(250W),光源为高压钠灯,平均照度27.41LX,照度均匀度为0.51(两盏灯间距为34.5M)。虽然从上述数据比较换算可暂时得出该厂家112WLED路灯节能为13.16%(光效相当于光源功率为130.66W的普通高压钠灯),168WLED路灯节能为20.12% (光效相当于光源功率为221.48W的普通高压钠灯)。

第二次测试时间:2009年8月21日晚8:20测量某厂家112W LED路灯两套,168W LED路灯两套、CIVK2(250W)钠灯光源路灯两套,测量方式及数据见测试记录。

第二次测量结果为:112W LED路灯平均照度6.71LX,照度均匀度0.31(两盏灯间距为36.2M)。168W LED路灯平均照度11.61LX,照度均匀度0.4(两盏灯间距为34.5M),该街路现安装路灯为合资产品索恩CIVK2(250W),光源为高压钠灯,平均照度25.41LX,照度均匀度为0.49(两盏灯间距为34.5M)。虽然从上述数据比较换算可暂时得出该厂家112WLED光效相当于光源功率为68W的普通高压钠灯,168WLED光效相当于光源功率为110W的普通高压钠灯。

相比之下,LED在景观照明中的应用就取得了令人满意的效果:1.适用局部或小面积投光照明。2.发光方向性强。3.多个LED光源亮度均匀。

LED在景观照明中的应用得到了认可,但应正确引导,积极稳妥的使用,避免出现盲目用LED代替高压钠灯、金卤灯等。因此,使用LED产品要因地制宜,切不可盲目、片面的决策,必须根据不同的需要、不同的效果、不同的场合,合理的使用。

(2)灯具的节能

选择配光好、效率高、维护工作量小的灯具,可以在达到同等照明水平的基础上,减少灯具的数量和电能损耗,从而起到了节约能源的作用。

(3)变功率镇流器

该装置是通过一定时控制器 (一般在路灯开灯后4—6小时),在路灯回路中串入一附加镇流器,将灯泡功率降下来,从而达到节能的目的。使用变功率镇流器会使路面平均照度下降,但均匀度仍保持不变,这在后半夜车流、行人较少时,对使用功能不会有明显影响。

3.2 管理节能

管理节能,主要是通过加强道路照明的设计、施工和养护管理各环节的限度建设和监管,实现管理节能。主要有合理地设计选择恰当的照度标准。采用全、半夜灯运行方式,开、关灯的智能化控制等。

1.选择合理的照度

选择照度是照明设计的重要问题。照度太低,会影响夜间车辆和行人的通行,产生交通安全事故,造成生命和财产受损的严重后果,而不合理的高照度则会浪费电力。

2.全、半夜灯运行方式

现在长春市的主干道很宽,许多道路照明采用了双臂灯或单臂灯,而下半夜,车辆稀少,对照明质量的要求可以适当降低;此外,现在很多三块板式的道路结构,在照明设计时通常考虑了快、慢车道的照明,而在后半夜,慢车道的非机动车和行人很少,对照明的要求不高。对于这些情况,采用全、半夜灯的运行方式。可以取得很好的节能效果。

3.采用微机无线监控系统进行控制

利用无线的传输方式,用计算机系统对路灯的启闭、运行状态、故障监测,从而实现对路灯的远距离监控和管理。路灯采用平时、一般节日、重大节日分时分段进行控制。

4.合理的养护管理制度

由于光源和照明灯具的污染。使光通量降低、这是造成能源浪费的原因。制定合理的养护管理制度,及时修复故障灯,定期更换寿命到期、光通量降低的光源也是主要的工作,而在设计时,考虑到将来的养护管理工作,多采用维护管理容易的照明方式、照明灯具和光源。将可减少维修的人力工作,也是间接发挥节能的效果。

4 结束语

随着节能工作的越来越重视,技术的不断提高。新产品的不断涌现,控制和管理方法的不断进步,我们相信一定可以通过绿色照明工程推进,用最低的能耗。获得最佳的照明效果。

[1]中华人民共和国行业标准《城市道路照明设计标准》CJJ 45—2006

[2]《建筑照明设计标准》GB50034—2004

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