室外路燈照明節(jié)能的實(shí)現(xiàn)及問題分析

喬玉平

（甘肅省城鄉(xiāng)工業(yè)設(shè)計(jì)院有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

室外路燈照明節(jié)能的實(shí)現(xiàn)及問題分析

喬玉平

（甘肅省城鄉(xiāng)工業(yè)設(shè)計(jì)院有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

在城市建設(shè)中，城市路燈系統(tǒng)是一項(xiàng)十分重要的組成部分。在現(xiàn)代社會(huì)中城市路燈系統(tǒng)也愈加現(xiàn)代化，在一定程度上是城市現(xiàn)代化的水平的一種體現(xiàn)。有相關(guān)調(diào)查研究顯示，道路良好的道路照明能有效減少30%左右的夜間交通事故。除此之外，在城市現(xiàn)代化建設(shè)中，城市亮化工程是一項(xiàng)重要的內(nèi)容。為了創(chuàng)造更好的投資環(huán)境，使城市的整體形象得到提升，我國的城市照明工程發(fā)展十分迅猛。這種形勢下城市的用電量也就大大增加，更加劇了我國的能源供求方面的矛盾。本文將對(duì)室外路燈照明節(jié)能中的問題進(jìn)行分析，并提出解決問題的相關(guān)措施。

路燈；照明節(jié)能；問題及對(duì)策

近年來，隨著節(jié)能法的頒布和實(shí)施，伴隨我國“十一五”規(guī)劃的相關(guān)要求，能源節(jié)約問題已經(jīng)逐漸成為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不僅有利于國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)和穩(wěn)定發(fā)展，同時(shí)也能在一定程度上提高人們的生活水平和質(zhì)量。因此要重視對(duì)路燈系統(tǒng)的管理水平的提高，在實(shí)現(xiàn)城市道路照明目的的前提之下，做到智能化的照明，這不僅是形勢的客觀需求，也是改善城市容貌和能源問題的不二選擇。

1 室外路燈照明存在的問題

現(xiàn)階段我國路燈照明的問題比較多，主要表現(xiàn)在如下方面：①照明用電的消耗。目前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢頭十分迅猛，能源問題也就日間凸顯，普遍問題是能源使用效率比較低，能源消耗量卻比較高。而且電力資源的短缺是目前國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約原因之一。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，目前我國在照明方面的用電量占據(jù)總用電量的10%以上，而且在“中國綠色照明工程”中，已經(jīng)有明確顯示，照明節(jié)電方式已經(jīng)變成電能節(jié)約方面的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。②現(xiàn)在使用的照明燈通常功率因數(shù)比較低，絕大部分都是氣體放電燈，具體分類有日光燈、高壓水銀燈、高低壓鈉燈等等。使用最為廣泛的就是氣體放電燈，因?yàn)槠溆泻芨叩陌l(fā)光效率，但是缺點(diǎn)也是顯而易見的，就是功率因數(shù)很低，通常在0.4～0.6之間。③燈具的壽命通常比較短，會(huì)造成很大的電能浪費(fèi)。因?yàn)闅怏w放電燈壽命通常是在幾千小時(shí)之內(nèi)，要是電壓經(jīng)常變化或者電網(wǎng)電壓比較高的情況下，使用壽命就會(huì)更短一些。而在夜晚的用電低谷時(shí)段，電網(wǎng)中的電壓會(huì)迅速攀升，這樣過高的電壓會(huì)帶來不必要的電費(fèi)支出。④照明方式上的問題，在公共場所中經(jīng)常使用的是隔盞關(guān)燈的方式來省電，這樣的方式會(huì)給交通安全和社會(huì)治安帶來影響。

2 國內(nèi)外的節(jié)能方式

有關(guān)節(jié)能問題在國外也引起了很多國家的充分重視，也經(jīng)歷了很多的嘗試。比如歐盟就對(duì)照明節(jié)能方面十分重視，也在這個(gè)方面進(jìn)行了很多工作。首先第一個(gè)舉措就是用緊湊型的熒光燈（如圖1）大面積代替白熾燈，這種替換能夠節(jié)約60%以上的電能。而且在20世紀(jì)90年代末的時(shí)候歐盟規(guī)定讓廠家給家用燈泡貼上分檔標(biāo)簽，上面要注明用字母A到字母G將燈泡劃分為各個(gè)等級(jí)，A最節(jié)能，G的節(jié)能效果最差。第二點(diǎn)，在非居室的場所中實(shí)行節(jié)能措施，比如要求鎮(zhèn)流器以及燈具，不滿足相關(guān)要求的產(chǎn)品要強(qiáng)制其退出市場。在20年來，美國和日本在照明節(jié)能方面主要是使用緊湊型熒光燈和鎮(zhèn)流器兩點(diǎn)，但是美國和日本替換新老產(chǎn)品的方式有所不同。因?yàn)槊總€(gè)國家的居民在能源和經(jīng)濟(jì)情況都是不同的，所以節(jié)約能源的方式也是各不相同的。電費(fèi)是能效因素首先需要考慮的內(nèi)容，在發(fā)達(dá)國家中，日本的電費(fèi)是最高的，大約是美國的三倍左右。

大體說來國外的照明節(jié)能技術(shù)特征主要如下：①重視綠色照明，加強(qiáng)對(duì)光源材料的管理，并不斷加以規(guī)范和改進(jìn)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求也是十分明確，在全國范圍內(nèi)推廣照明節(jié)能。②不斷加強(qiáng)對(duì)功率器件在性能方面的要求，并將重點(diǎn)放在鎮(zhèn)流裝置的技術(shù)提高上，在這個(gè)角度通過鎮(zhèn)流器技術(shù)的進(jìn)步來使照明設(shè)備的功率提高。③推廣獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，對(duì)于能源節(jié)約的行為要進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，這樣才能更好的鼓勵(lì)群眾節(jié)約能源，節(jié)約電能。

圖1 緊湊型熒光燈

3 傳統(tǒng)的LED路燈照明的方式利弊以及相關(guān)對(duì)策

傳統(tǒng)的LED路燈在使用中瓦數(shù)比較小，功率因數(shù)也比較低。傳統(tǒng)方式中節(jié)約能源的方式主要有對(duì)照明方式和系統(tǒng)的改造，通常用加裝的節(jié)能設(shè)備，這種設(shè)備的使用優(yōu)勢是比較經(jīng)濟(jì)，也有很強(qiáng)的實(shí)用性。大致可以將傳統(tǒng)的路燈照明方式分成的種類如下：

（1）晶閘管斬波形照明的節(jié)能裝置。這種裝置的工作原理是：利用可控的硅斬波原理，將電網(wǎng)輸入到的正弦波電壓斬掉一部分，這樣就能有效的將輸出電壓的平均值降低，以達(dá)到控制電壓、節(jié)約能源的目的。這種電能節(jié)約設(shè)備能很快的調(diào)節(jié)電壓，并有很高的精準(zhǔn)程度，能夠?qū)崿F(xiàn)分時(shí)段的電壓調(diào)整。而且因?yàn)橹饕M成是電子元件，所以體積通常比較小，設(shè)備輕便，制作成本也比較低廉。

（2）對(duì)配電線路進(jìn)行優(yōu)化。路燈系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是線路比較長，但是其中并不一定有很強(qiáng)的電流，所以在電纜截面的選擇過程中應(yīng)該考慮將其加粗，這樣才能減少降壓的需求。而且因?yàn)閴航当容^小，線路的損耗就比較小，系統(tǒng)相對(duì)來說就比較穩(wěn)定，能在一定程度上使系統(tǒng)的使用壽命延長，也能節(jié)約電能。

（3）改進(jìn)燈具安裝的角度?，F(xiàn)階段，在快速路上的照明路燈中，通常燈之間的間距是50m，高度約為15m，能夠照射的范圍是50～60m，角度在120°左右。我們建議燈罩可以向車輛的前進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)20°左右，并改進(jìn)燈罩的材料使其反射能力增強(qiáng)。在改進(jìn)之后，光線的照射長度能夠增加一倍，這樣燈之間的距離就能增加到100m，減少燈的數(shù)量，起到節(jié)約電能的作用。

（4）調(diào)控智能照明。為了對(duì)不同用戶燈具照明的需求進(jìn)行滿足，可以選擇的智能調(diào)控裝置有三種運(yùn)行方式：分別是端子控制運(yùn)行方式、時(shí)間控制方式以及通訊控制運(yùn)行方式。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，使用各種科學(xué)手段實(shí)現(xiàn)智能化的控制。

（5）可以采用在后半夜關(guān)閉部分路燈的方式。在后半夜的時(shí)候可以隔盞關(guān)燈，實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)只需要多具備一套路燈控制電路，但是卻能夠節(jié)約30～50%的電能。在電能比較緊缺的情況下，使用這種方式能夠節(jié)約很多電能。但是這種方式不能長期依賴，因?yàn)檫@種照明方式會(huì)讓照明效果大大下降，會(huì)在一定程度上影響交通安全和社會(huì)治安。在20世紀(jì)80年代的時(shí)候，世界能源經(jīng)歷了一次大范圍的危機(jī)，在這場危機(jī)中日本曾經(jīng)使用這種隔盞點(diǎn)燈的方式，但是導(dǎo)致很多交通事故和治安問題的產(chǎn)生。除此之外，使用這種方式需要在一段路程上增加兩個(gè)路燈供電電纜，也是增加了一些支出。

4 結(jié)束語

在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)中，路燈都是必須具備的用電設(shè)備，在我們國家的整體用電中，路燈占據(jù)的比例是很大的。如果使用節(jié)能裝置對(duì)路燈照明裝置加以控制，能直接減少電能的消耗，不但能減少生產(chǎn)的使用成本，也能在很大程度上節(jié)約能源。

[1]程剛，王紅星，吳龍剛，許志超，孫曉明.大氣無線光通信調(diào)制方式性能分析[J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2007（05）.

[2]王東東，郭文成.基于ZigBee技術(shù)的路燈無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（01）.

[3]肖宗湖，張萌，熊傳兵，江風(fēng)益，王光緒，熊貽婧，汪延明.裂紋對(duì)Si襯底GaN基LED薄膜應(yīng)力狀態(tài)的影響[J].人工晶體學(xué)報(bào)，2010（04）.

[4]蔣大鵬.白光LED及相關(guān)照明器件工藝技術(shù)研究[D].中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所），2003.

TM923

A

1004-7344（2016）20-0321-02

2016-7-1

喬玉平（1980-），女，漢族，甘肅蘭州人，工程師，本科，主要研究方向?yàn)槊裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)。