小议路灯节能技术及策略

随着“绿色照明工程”工作的推进，我国的照明设计与照明产品的发展趋势面临着“绿色革命”。它将以节约能源和资源;保护地球生态环境;提高照明质量，提高舒适性和健康性为发展目标。目前照明电耗占全国总电耗的15%左右，由于道路照明集中管理，从节能技术推广的角度来看，容易实现，目前很多城市已经开始了路灯节能工作的探索。

一、目前主要使用的路灯节能技术

1、半夜灯方式

半夜灯是指照度较高和城乡结合部的街道路灯，在后半夜人流量、车流量较少，亮度不需要太高的情况下，关闭一部分灯，以节约电能。这种方式投资小，方法简单易行、着灭灯时间易于调整，维护方便，但也存在着照度不均匀的问题，可通过与路灯无线监控系统配合使用克服此缺陷。

2、灯光节电器

现阶段的节电器已成为集电磁技术、智能技术、数据控制技术于一体的高科技节电产品，具有完美的调节性和节电效果，节电率可调，开启、关闭路灯的时间可调，对电网电压无污染、发生故障时有自动旁路功能，操作简便、照度均匀，节电率可达到20%-40%，有些节电器还有功率补偿功能。

3、其它节能技术和方案

光源可用金卤灯取代普通高压钠灯或可采用LED灯取代传统的霓虹灯。灯具可选用IP防护等级高，反射效率高的照明灯具。此外就是电器，采用电感节能整流器取代普通镇流器，可节能5%左右;或使用电感调光镇流器，在镇流器中多设置一个抽头，利用调节器预设的时间调整输出电压，从而调整输出电流达到节电目的，这种做法也具有较好的节能效果，照度均匀、较适宜旧街道路灯改造。此外就是用电子镇流器取代电感镇流器或使用太阳能路灯照明系统。下面我们将简单论述一下这两种路灯节能方案。

二、采用电子镇流器节能技术方案

在照明工程中，镇流器是不可缺少的重要成员，它的发展也越来越受到更多人的关注。如在道路照明上对新路主要是采用性价比灯具、光源，老路运用新的节能产品改造。所以采用节能型镇流器是一种不错的路灯节能策略。高压钠灯电子镇流器相比较传统电感镇流器具有优越的节能性能。以250W为例。首先是功耗低、光照度强、恒功率输出。电子镇流器自身功耗只有12W，而电感镇流器自身功耗约为40W。在相同光照度的情况下，电子镇流器输入功率为283.5W,而传统的电感镇流器为315W,相差节省30W。另外，电压升高后使用电子镇流器节能效果更明显,因为电子镇流器有恒功率出功率,电压在170V---260V之间,输出功率始终为250W,而电感镇流器在后半夜约6个小时的时间内基本上工作在320W。电子镇流器还具备功率自动调节功能，对于路灯来讲，在后半夜路上无人的情况下，电子镇流器可把钠灯的功率隆至150W，从而有效降低用电量。电子镇流器功率因数为0.98，而电感镇流器不加补偿电容约为0.4，加上补偿电容只有0.7～0.8，钠灯在电子镇流器的控制下工作功率为250W，而在电感镇流器控制下的功率约为320W，其视在功率分别为：255VA和400VA，相差145VA，即改为电子镇流器单只钠灯需要的流量比使用电感镇流器多145VA。这样，在建设初期，可以降低变压器的容量及电缆的线径，从而大大节省投资成本;在扩建时，可以不必要增加变压器。

由于电子镇流器具有变频自动调功率功能，可避免电网波动对灯管造成的冲击，从而大大延长灯管的使用寿命。按换灯率87%计算，一年大约更换一只钠灯，而使用电子镇流器后五年只需更换一只，一年一盏路灯大约节省一只灯管。一只路灯一年需更换一次钠灯管，其人工费用远高于一只钠灯的成本价，而使用电感镇流器后，一年之内无需更换钠灯，完全可节省此项费用。在钠灯启动时，电子镇流器启动电流为0.35A，而电感镇感器为4～5A，而正常工作时灯电流却为1.2A，这样使用电感镇流器的钠灯，启动时的电流是正常工作时的3～4倍，而使用电子镇流器后，变压器的容量及电缆的线径均可显著减少，大大节省基础建设的投资成本。电子镇流器的饿工作频率为35～45KHZ，远比市电的50HZ高，因此采用电子镇流器驱动的高压钠灯显色性好，无频闪。此外，电子镇流器具有功率因数控制电路及功率控制电路，等的运行功率不受电网电压波动的影响，可持续提供优异的道路照明。夜间行车眼睛不易疲劳，从而减少交通事故的发生率。

使用电子镇流器不会对电网产生干扰，电子镇流器替换传统电感式镇流器后，可大幅度节省铜、钢等有色金属的消耗量，具有良好的经济效益和社会效益。

二、采用太阳能路灯系统实现有效节能

太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的安全、环保新能源越来越受重视。同时，也随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。采用自然能源(太阳能)组合新一代光源(LED)搭配方案，以达到绿色环保、长期受益。

太阳能路灯是利用太阳能电池板，白天接收太阳辐射能并转化为电能经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低，充放电控制器侦测到这一值后动作，蓄电池对灯头放电[1]。蓄电池放电10小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。太阳能路灯系统主要组成如图1。

太阳能路灯系统组成

图1太阳能路灯系统组成

从功能上道路照明系统的主要功能是保证道路安全，提高道路运输效率、保障人身安全、提供舒适环境。在满足道路照明各项功能需要的基础上，提高道路照明系统的能效，降低系统功耗，节约能源，减少污染，以达到节能和环保的目的。另外还要结合当地的光资源情况，当地阴雨天气情况，电池板受灰尘覆盖、温度影响、控制器、蓄电池的各种效率等实情况进行综合考虑。

在具体设计太阳能路灯系统时要充分考虑因地制宜。要做好电池板功率的计算和选用。做到蓄电池容量、充放电控制和充放电状态显示。要考虑连续阴雨天三天路灯仍能实现太阳能照明。当阴天超过三天路灯自动切换到市电照明，待晴天路灯再自动切换太阳能照明。晚上到定时路灯自动点亮，早上到定时路灯自动熄灭。系统断电时可以保存用户所设定的各种参数。由于太阳能路灯的特殊性，太阳能电池板一般安装在灯杆上，路灯杆一般设计为5米以上，重心较高，为增强设备抗风力，一般选择多块太阳电池板组成所需要的组件功率[2]。蓄电池在进行并联连接时，需要考虑各单体电池间的不平衡影响，通常情况下并联组数不宜超过4组。目前业内都选用免维护、防水铅酸蓄电池或胶体蓄电池。

三、设计路灯节能方案时的一些其它考虑

我国的大多数中小城市到了夜间10点后，大城市在午夜12点后，道路上几乎没有车辆与行人通行，在这低交通流量的道路上仍然保持较高照明度显然没有必要，特别是住宅小区的道路，因为小区内居民早已熄灯休息，更没有必要保持高照明度。在七十年代的能源危机中，日本政府在城市道路照明上实行间隔亮灯的办法，以达到节能目的。但是由此而造成道路照明度不均匀，道路交通事故急剧上升，后来不得不终止了间隔亮灯的办法。目前由于电力紧张，我国的众多城市道路照明也采用了间隔亮灯或关闭部分路灯的措施，我们应该从日本的失败中吸取教训，不要轻易采用间隔亮灯或关闭一半路灯的节能方法。而是完全可以采用更为科学、更为先进的节电办法。即在道路低交通流量时，适当降低灯泡的功率，使灯泡在额定功率的50%-60%处运行，这样不但可以节省大量电能，而且还可延长灯泡及镇流器的使用寿命，因而节省了大量的维护费用。虽然灯泡功率降低了40%-50%，但道路照明度仅降低30%，而且可保证道路灯光照明度均匀无阴暗区，完全可保证道路的安全通行要求。

参考文献：

[1] 白艳,朱光营,杨秀林等.新能源-太阳能路灯节能技术的应用[C].//山东煤炭学会2010年工作会议暨学术年会论文集.2010:16-18.

[2] 李驰.小议太阳能路灯应用研究[J].科技创新导报,2010,(35):25.

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