1 問題的提出
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的日益發(fā)展,城市道路照明的建設(shè)水平已經(jīng)成為城市發(fā)展速度快慢與水平高低的重要標(biāo)志。照明工程質(zhì)量?jī)?yōu)劣不僅影響到車輛及行人的安全與否,也關(guān)系到節(jié)能環(huán)保目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前我國(guó)道路照明能耗十分嚴(yán)重,存在的主要問題有照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)超標(biāo)、照明控制方式落后、照明節(jié)能理念有誤、照明節(jié)能措施單一等,這明顯與我國(guó)政府提出的“建設(shè)節(jié)約型社會(huì)”理念相悖。2012年3月5日,溫家寶總理向十一屆全國(guó)人大作政府工作報(bào)告時(shí)指出,2011年我國(guó)節(jié)能減排目標(biāo)沒有完成,這意味著在“十二五”規(guī)劃的未來4年,完成能源消耗、碳排放量下降的任務(wù)更加艱巨,我國(guó)節(jié)能減排形勢(shì)十分嚴(yán)峻。如前所述,我國(guó)城市道路照明是能源消耗大戶,隨著大量城市道路投入使用,道路照明的節(jié)能就顯得日益緊迫和重要。如何根據(jù)城市性質(zhì)及道路等級(jí)進(jìn)行合理設(shè)計(jì),在滿足城市道路功能性照明要求的基礎(chǔ)上最大限度節(jié)省能源已成為一個(gè)十分重要的研究課題。
2 城市道路照明工程節(jié)能方法
城市道路照明工程節(jié)能的方法很多,綜合起來節(jié)電效果較好的有尋求最優(yōu)設(shè)計(jì)方案、合理選擇光源、設(shè)置無功補(bǔ)償、選擇合理的控制方式、采用電子鎮(zhèn)流器等,下面逐一進(jìn)行討論。
2.1 尋求最優(yōu)設(shè)計(jì)方案
在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)城市的性質(zhì)、道路的使用功能及等級(jí)選擇相應(yīng)的照度和功率密度標(biāo)準(zhǔn)值,設(shè)計(jì)前弄清城市的特性、道路的等級(jí)、路面反射率及交通狀況等。影響照明設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素有路面的平均亮度、路面亮度分布的均勻程度、采用照明器的技術(shù)指標(biāo)與眩光抑制程度、道路照明器布置的誘導(dǎo)性等,這些因素直接影響到設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣。最后在保證功能性照明要求的前提下,確定最佳的布燈間距、最合理的光源及燈具、供電路線、控制系統(tǒng)等,以最大限度地節(jié)能和節(jié)省投資,并降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
2.2 合理選擇光源
光源的節(jié)能效果主要取決于光源的光效和光衰指標(biāo),應(yīng)綜合考慮顯色性、使用壽命、啟動(dòng)特性等因素,應(yīng)盡量采用光效高、壽命長(zhǎng)的光源。目前,道路功能性照明光源主要有金屬鹵化物燈、白熾燈、高壓鈉燈、緊湊性熒光燈等。在相同電功率下,高壓鈉燈光能量比金鹵燈高4O 左右,且鈉燈的透霧性能比較好;按照同樣照度標(biāo)準(zhǔn)的道路照明要求,金鹵燈光源的電耗遠(yuǎn)高于高壓鈉燈,因此高壓鈉燈在城市道路照明工程中使用非常廣泛。隨著科技的發(fā)展,以低功耗為主要特征的LED光源技術(shù)日漸成熟,LED光源在許多大中城市已經(jīng)得到大力推廣。LED光源的特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、高效、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保。和高壓鈉燈相比,LED光源耗電量是高壓鈉燈的18.7 ,新型大功率LED路燈可節(jié)約8O 的電能,在照明效果上基本也可以取代路燈普遍所采用的高壓鈉燈。
太陽能路燈以太陽光為能源,白天太陽能電池板給蓄電池充電,晚上蓄電池給燈源供電,因其具有不受市電供電影響、不用開溝埋線或架空電線、安全節(jié)能無污染、只要陽光充足就可就地安裝等特點(diǎn)而受到人們的廣泛關(guān)注。因此在陽光充足等條件許可的情況下,宜盡量選用太陽能路燈做照明光源。
2.3 設(shè)置無功補(bǔ)償
城市道路照明光源多為氣體放電燈,功率因數(shù)非常低,一般為0.38~O.6_3],電源除供給有功功率外,尚需供給無功功率。這種功率在電網(wǎng)中會(huì)造成電壓降落(感性電抗時(shí))或電壓升高(容性電抗時(shí))和焦耳(電阻發(fā)熱)損失,卻不能做出有效的功。由此可見,無功功率在輸電線、變壓器中的流動(dòng)會(huì)增加有功功率損耗和無功功率損耗以及電壓降;由于變壓器、高壓架空線路中電抗值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻值,所以無功功率的損耗比有功功率的損耗大,并且引起電壓降的主要因素是無功功率的流動(dòng)。因此,降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境勢(shì)在必行。
設(shè)置無功補(bǔ)償?shù)暮锰帲禾岣哂脩舻墓β室驍?shù),從而提高電工設(shè)備的利用率;減少電力網(wǎng)絡(luò)的有功損耗,達(dá)到節(jié)能的目的;合理控制電力系統(tǒng)的無功功率流動(dòng),從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平,改善電能質(zhì)量,提高電力系統(tǒng)的抗干擾能力;在動(dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償裝置上配置適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器,可以改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,提高輸電線的輸送能力和穩(wěn)定性。
目前我國(guó)道路照明設(shè)計(jì)中采用的無功補(bǔ)償主要有2種方式:一是在路燈箱變低壓側(cè)設(shè)置集中無功功率補(bǔ)償裝置,二是在每個(gè)燈具處單獨(dú)設(shè)置補(bǔ)償裝置。路燈照明的負(fù)荷一般都呈均勻性分布,對(duì)于單相負(fù)荷供電的線路宜采用分散單燈補(bǔ)償,補(bǔ)償后燈具功率因數(shù)達(dá)到o.90以上;對(duì)于三相四線制供電的線路,考慮到今后維護(hù)和管理的方便性,可采用集中或分段補(bǔ)償方式。
2,4 選擇合理的控制方式
可以根據(jù)道路的具體情況,選擇合理的控制方式。在上半夜,道路照度水平、均勻度均按實(shí)際道路等級(jí)要求進(jìn)行;在下半夜人稀車少的路段,道路照明可以降低一個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),即主干道、快速路按次干路的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,次干路按支路的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,支路按原標(biāo)準(zhǔn)的7O 左右執(zhí)行。具體可以有如下幾種實(shí)現(xiàn)方法:在條件允許的情況下,可以采用雙光源燈具,在上半夜雙光源全部開啟,而在后半夜,可關(guān)掉其中一只光源;或者采用調(diào)光設(shè)備,在上半夜光源滿功率運(yùn)行,到下半夜自動(dòng)降低光源功率為原功率的5O ~7O ;或者在一個(gè)燈桿上安裝多個(gè)燈具,在上半夜開啟全部燈具,下半夜關(guān)閉部分燈具。
2.5 采用電子鎮(zhèn)流器
在各種氣體放電光源中均需要有電氣配件,例如鎮(zhèn)流器。鎮(zhèn)流器的自身損耗大,將產(chǎn)生較高的溫升。溫升值太高不但耗能而且影響鎮(zhèn)流器的安全使用,因此減少鎮(zhèn)流器自身能耗十分重要。舊的T12熒光燈所用的電感鎮(zhèn)流器要消耗整燈2O 的電能,節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器則耗電小于1O 。電感鎮(zhèn)流器具備阻抗穩(wěn)定性和伏安特性好、功率因數(shù)高、功率損耗低等特點(diǎn)。這樣才能穩(wěn)定燈泡工作電流,延長(zhǎng)燈泡使用壽命。
電子鎮(zhèn)流器由于采用現(xiàn)代軟開關(guān)逆變技術(shù)和先進(jìn)的有源功率因數(shù)矯正技術(shù)及電子濾波措施,具有很好的電磁兼容性,降低了鎮(zhèn)流器的自身損耗(自身功耗比電感鎮(zhèn)流器節(jié)省80 以上)。新型的電子鎮(zhèn)流器只耗整個(gè)燈具2 ~3 的電能。而且電子鎮(zhèn)流器自身不易損壞,還具有無頻閃、無噪聲、無聲頻共振、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。因此,電子鎮(zhèn)流器對(duì)提高道路照明系統(tǒng)能效和質(zhì)量有明顯優(yōu)勢(shì),是新國(guó)標(biāo)推薦應(yīng)用的產(chǎn)品,也是未來發(fā)展的趨勢(shì)。
比較而言,電子鎮(zhèn)流器綜合經(jīng)濟(jì)效益高,但由于初期投資較高,在使用一年后才能逐漸顯現(xiàn)其運(yùn)行成本優(yōu)勢(shì),因此暫時(shí)還難以被人們廣泛接受。但隨著電子技術(shù)水平的快速發(fā)展,這些問題都將陸續(xù)得到改善,電子鎮(zhèn)流器必將成為綠色照明電器而被廣泛關(guān)注和應(yīng)用。
3 結(jié)語
總之,隨著我國(guó)城市建設(shè)的不斷發(fā)展,城市道路照明工程日益增多。城市路燈照明質(zhì)量不但影響到交通行車及行人安全,也關(guān)系到節(jié)省能源這個(gè)重大課題。做好城市道路照明工程的節(jié)能設(shè)計(jì),對(duì)提高能源利用率、減少能源浪費(fèi)具有十分重要的意義
相關(guān)推薦
相關(guān)閱讀