城市道路照明节能技术探讨

城市道路照明节能技术探讨

(中交(广州)铁道设计研究院有限公司广东广州510000)

摘要本文将照明节能作为系统工程来探讨,着重讨论道路照明设计和节能的关系,对城市道路照明设计以及节能方面进行分析,就如何保证照明质量,利用科技手段来降低能耗进行了分析,从而优化设计方案,降低运营成本,期望能更好的促进城市道路照明功能的强化。

关键词节能照明节能道路照明

前言

据估计,城市亮化工程占我国照明耗电30%左右的比例,随着城市建设迅速发展,道路照明电能消耗也在遂年快速攀升,但城市道路照明多为低效照明为主,电能利用率还不到65%,电能浪费严重节能潜力很大,城市道路照明节能势在必行。

建设节约型社会已成为我国的一项重要国策,各行各业都要认真做好节能、节地、节材、节水工作,道路照明行业也不能例外。从我们这几年先后修编《建筑照明设计标准》、《城市道路照明设计标准》过程中所了解的我国道路照明现状看,尽管各地路灯部门已经很重视节能工作,也采取了适合自己的节能措施,但目前我国道路照明能耗水平仍然偏高。道路照明如何节能,本文以道路照明设计专门作为一项对道路照明系统的各个环节,就如何保证照明质量,利用科技手段来降低能耗进行了分析。目前,道路照明的节能方式基本上采用以下几种:

一、光源节能:

选择高效率的光源有利于减少照明电能的消耗。灯具的效率是指其对光源光通量的利用率。我国目前普遍采用的道路照明灯具以高压钠灯和金卤灯等气体放电灯为主,优质高压钠灯的光效一般为90-120LM/W,而合格品的仅60-90LM/W,高压汞灯的光效一般为30-50LM/W.高压汞灯由于光效偏低,显色较差在现代道路照明中已经很少采用。

LED光源的出现是照明领域的又一个重大技术创新,在同样亮度下,LED灯的耗电量仅为普通白炽灯的1/10,而其寿命却可延长100倍,特别符合绿色照明的理念和要求。目前在城市夜间景观照明工程已得到广泛使用,在道路照明方面由于其光学特性的特殊性,要满足蝙蝠翼形配光曲线的灯具有待进一步提高。

对于城市道路照明节能,选择优质的光源这是能够将路灯节能水平有效提高的重要方法。作为城市道路照明,在达到路灯灯泡显色特性的时候要首先使用效率比较高的路灯光源,这样能够为城市路灯的照明程度提供较大的便利性,因此,在开展城市道路的道路照明灯具时,首先要考虑选择优质的光源。

二、路灯节电器的应用

现在的路灯节电器已成为一种比较常见的节电产品,它集智能技术、电磁技术、数据控制技术于一体,具有很完善的调节功能来达到节电效果,节电率可调,开关路灯的时间可调,对电网电压无污染,操作简便、照度均匀,节电率可达到25%~45%,有些节电器还有功率因素补偿功能。

三供配电系统的节能

供配电系统的损耗,主要由变压器损耗、配电线路损耗以及开关仪表电气元件损耗组成。其中变压器和配电线路的损耗,约占供配电系统总损耗的95%以上,而配电装置中,各种开关仪表电气元件的损耗,所占比例不超过5%,所以,降低变压器及配电系统损耗是提高供电效率、节约能源的关键。

1、变压器的节能

保持变压器在高效率下工作,是减少变压器损耗的基本手段。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。目前,一种非晶合金的变压器,成为最节能的变压器,其空载损耗比普通变压器下降80%,起到了很好的节能效果。

2、优化配电线路

道路照明系统的线路较长,所以线路损耗、压降一定程度上影响路灯的照度,若线路设计不当,有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压。解决线路压降问题的方法就是安装补偿电容。道路照明工程设计中采用的电容补偿方式一般有两种:一是在路灯电源处集中补偿,二是在灯具处分散补偿。采用路灯电源处集中补偿方式,并不能减少低压配线的耗电;采用单灯分散补偿,无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗,将起到较好的节电效果。

设计线路适当选用较粗的电缆截面,增加线路的负载能力,不仅为以后灯箱广告,景观照明留下余量,同时减小压降与线路损耗,既延长了整个系统的使用寿命又减少了维修率,还节约了电能。

道路照明的照度还受电网电压的影响,在负荷高峰时电压偏低,在负荷低谷时电压偏高。傍晚为道路交通高峰期,此时的电网电压较低,造成道路照度低,午夜的时候又恰恰相反,这种不合理的现象既影响了交通安全,又严重浪费了能源。所以在设计中可将智能光源稳压降压装置安装在路灯控制箱内,在电压波动较大,人流较小的后半夜,采用该装置在合适的照度情况下降低较高电压,达到节能。

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。如果以单相方式损耗值为100%,则三相平衡的方式为其16.7%。三相负荷的不平衡度会增加其线路损耗。因此,尽量保持负荷的三相平衡也能起到节能效果。

四、合理的道路照明设计

道路照明设计必须要严格按照国家的相关规范,标准进行设计,在设计前必须要做好调研,勘察工作,以了解道路的种类,形式,路面反射率及交通情况等,并合理区分主干及其分支的管理形式,并评估交通量及行车速度等。尤其要对道路交叉点,人行横道附近,供电电源及气候条件等因素,都要重视。在设计时,必须要加强对路面平均亮度,路面亮度分布均匀度,技术指标,眩光抑制程度及照明器布置的诱导性等影响道路照明设计的因素。只有科学,合理,高质量的设计,才能有效提高能源利用率,降低能耗,从而起到节能效果。

五、对路灯的合理控制

目前大多道路照明工程线路控制简单,对操作结果及功能没做监视、记录和统计,依赖单一的定时或人工控制,仅仅靠工作人员白天或晚上巡视的方式发现设备异常。特别是大中城市,大量的人工巡视都无法及时发现故障,处理设备故障效率也很低,浪费大量的人力和物力。

对道路照明进行节能的工作过程中,需要对路灯进行合理的控制,这也是非常重要的节能方法。对于路灯的合理控制要从重视照明控制、重视时间控制、重视手动控制等方法来进行。城市道路照明的智能化控制对路灯的节能起到了巨大的推动作用,在线路前端通过内置的可编程控制器、时间继电器,光敏控制器等对系统进行自动控制,利用计算机有线或无线的传输方式,动态的对路灯远距离实施控制和管理,能准确的报出故障,合理的开关路灯,避免因早开或晚关造成的能源的浪费,十分有效得达到节能的目的。

六、加强新技术新材料的应用

为了实现良好的效果,就要使用玻璃钢铸用材质把灯具包起来,这样不但造成光能源的浪费,而且灯具的安全系数也无法保障,还不符合道路照明的初衷,同时也导致了很大的资源浪费。所以,在对照明的器材进行选择的时候,一定要选择高新技术的,并对此技术进行大力的推广,在对城市道路照明工程进行建设的时候,对于国外的器材的选用,以及设计方案的选用,一定要得到充分的论证,根据工程中的具体情况,并进行充分的论证以后才可以进行,对于新技术也不能盲目追求。

结束语

综上所述,从城市道路照明设计开始,就要充分考虑节约能源、经济安全及先进技术等因素,并根据道路照明中各种因素进行计算,以采取科学、合理的电气设备及控制方式,并积极应用各种节能高效产品,以降低道路照明的能源损耗,从而实现节能、降耗的目的。

参考文献:

1.《照明技术手册》,朱小清主编,北京:机械工业出版社,2003

2.《电器照明设计》,周太明等编著,上海:复旦大学出版社,2001

3.《城市道路照明设计标准》CJJ45-91

4.《绿色照明工程实施手册》,张绍纲主编,北京:中国建筑工业出版社,2003

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