道路照明节能降耗技术

【摘 要】本文简介了各种道路照明节能的常规方法,并在综合分析了照明器材选择、供电方式和控制方法等各种常用的市政道路照明节能降耗技术的基础上,介绍了一些较先进的物联网路灯控制系统,这些方案将会在未来的设计中达到了理想的节能减排效果.

【关 键 词】道路照明；节能；物联网

引言

随着经济的发展,城镇化进程的加快,道路照明在创造良好的视觉环境,达到保障交通安全,提高交通运输效率,方便人民生活,降低犯罪率和美化城市环境等方面起到了越来越重要的方面.“十二五”规划已阐明我国将加快建设资源节约型、环境友好型社会,提高生态文明水平.城市道路照明作为电能消耗的大户,应与时俱进大力响应国家节能减排政策,运用“节能、环保、美观、人性化”的指导思想来进行设计.

常用的照明节能技能有以下几种：

（1）推广使用节能型镇流器

电子镇流器和节能型电感镇流器目前使用较多.电子镇流器由于其能耗极低、高光效、低频闪以及有恒功率输出的特点得到越来越多的应用.但由于电子镇流器含有较高的谐波量,三次谐波占基波的30%以上,需要增加谐波装置使之符合规范.节能电感镇流器相当于带铁芯的电感线圈,属于线性电路,只要合理地选择铁芯及其磁通密度,三次谐波含量小,一般此问题可不予考虑.有数据表明,节能型电感镇流器的节能效果已接近电子镇流器的水平,比传统电感镇流器节约近50%的电能.同时,还具有电子镇流器所没有的售价低、可靠性高、与普通的灯管兼容性强且易于组织生产等特点,较适合我国的经济发展水平.

（2）风光互补电源方案

风光互补发电系统主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、多功能逆变器、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统.夜间和阴雨天无阳光时由风能发电,晴天由太阳能发电,在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用,实现了全天候的发电功能,比单用风机和太阳能更经济、科学、实用.

（3）大功率LED光源

大功率LED是指拥有大额定工作电流的发光二极管,其功率可达1W、2W、甚至数十瓦,工作电流可以是几十毫安到几百毫安不等.大功率LED作为第四代电光源,拥有“绿色照明光源”之称,是21世纪的新一代光源.

LED路灯特点：

1）使用寿命：大功率LED路灯使用寿命高达50,000小时以上；

2）节能：比高压钠灯节电20%以上；

3）绿色环保：大功率LED路灯不含铅、汞等污染元素,对环境没有任何污染；

4）安全：耐冲击,抗震力强,无灯丝和玻璃外壳,没有传统灯管碎裂的问题；

5）无高压,不吸灰尘：消除了普通路灯因高压吸收灰尘导致灯罩发黑引起的亮度降低；

6）无高温,灯罩不会老化发黄：消除了普通路灯因高温烘烤灯罩使其老化发黄引起的亮度降低和寿命的缩短；

7）启动无延时：LED启动时间为纳秒级,通电即达正常亮度,无须等待,消除了传统路灯长时间的启动过程；

8）无频闪：纯直流工作,消除了传统路灯频闪引起的视觉疲劳,提高驾驶的安全性,减少交通事故的发生；

9）柔性化好：LED光源的精巧使其能适应各种几何尺寸和不同空间大小的装饰照明要求,诸如点、线、面、球、异形式,乃至任意艺术造型的灯光雕塑.

近年来LED技术发展迅猛,应该说LED照明产品进入照明应用领域,并逐步替代传统照明产品的趋势是必然的.

但如何开发更大出射光通,且具有良好配光特性,能够满足城市主干路照明需要的LED照明产品仍是摆在各LED照明企业面前的重要命题.

（4）半夜灯控制

半夜灯是最有效的节能方式,是指照度较高的路段,到后半夜交通流量明显减少时,相应降低道路的照明水平,以大量降低电能消耗.具体实施方法有：

①部分灭灯：较窄的道路可关闭道路一侧的路灯,较宽的道路可采取间隔或左右交替灭灯方式；

②降压调光技术：在电源侧装设电压调节模块,使后半夜的照明线路电压适当降低以减少光源功率；

③变功率镇流器：通过增加镇流器阻抗,以减小路灯的电流,达到降低功率的目的.

（5）物联网路灯节能控制

物联网路灯节能控制技术利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联、实现信息化、远程管理控制和智能化的网络.

物联网路灯智能控制系统,由上位机监控器,集中控制器和节点控制器三部分组成.

上位机监控器：对系统的总体灯具进行集中调光,并且对每个节点控制器的状态进行查询,并显示在软件界面上；

集中器：对区域节点控制器进行操作,接收到上位机监视器命令后,发送给各个节点控制器,并执行巡检；

节点控制器：接收集中器的开关或调光命令后,将其转化成为电源可识别的PWM信号,从而调整了电源输出开关或电流大小.

该方案利用供电线路通信易施工且成本低,不受天气和地形影响,保证了系统可靠性.能够对路灯进行局部分组管理,可根据工作日、节检测日、季节等设定自行开关时间,定时调光降低能耗,节能减排,延长灯具寿命.

结语

本文简要介绍了道路照明设计过程中节能降耗的一般方法和思路.节能灯具和丰富的智能控制策略可以达到更好的节能效果,虽然建设或改造的投资费用升高,政府完全可以从长期节省的电费来支付项目投资.为充分响应国家推行的节能政策,作为用电大户的道路照明,理应从设计开始保持其先进性和节能性.