论文部分内容阅读
摘要：简要分析了当前城市路灯节能技术和应用现状，对比分析了LED光源和高压钠灯光源的相关节能技术，提出在近几年内高压钠灯仍将是城市路灯的主要光源，而未来将逐步过渡到太阳能光源、LED光源等新兴节能型路灯技术。
关键词：城市路灯；节能技术；发展现状；
中图分类号：TM923文献标识码: A 文章编号：
0 引言
随着经济发展和人民生活水平的提高，道路照明系统已成为一个城市现代化水平的重要标志，人们对城市道路照明的要求越来越高。路灯作为城市亮化工程的主要组成部分起到了非常重要的作用。路灯不仅提供夜间交通安全照明，更是维持夜间治安必要的设施，从路灯设施的好坏可以看出城市现代化的水平，世界各城市对路灯设施的建设均非常重视。
资料显示目前我国用于照明的年用电量达3890亿度，约占全国总发电量的18%，而城市照明的年用电量约占全国总发电量的10%～18%。在这个数据的背后隐藏有诸多城市在积极注重城市形象建设和品位提升，加强城市亮化工程建设的同时，也造成了城市亮化照明用电消耗的大幅提升。特别是随着近几年来能源价格的大幅上涨，庞大的路灯电费开支也成了当地财政的大负担，缺电和照明落后成为制约经济发展的瓶颈。照明节电问题列为除动力节电以外的重大节电项目，这无疑对推动用电节能工作的开展，具有非常重要的意义。
对城市路灯照明来说，在满足交通安全和城市美化的同时，大力开展节能工作已经成为当前发展的紧迫问题。照明节能主要的途径有两种：采用高效节能型光源或加装节能控制设备。
1 当前城市照明路灯的节能技术应用现状
在我国经济社会发展处于重要战略和转型的关键时期，党中央作出了“建设节约型社会、发展循环经济”的重大战略决策，将节能减排作为国家的基本国策。绿色照明作为国家十大重点节能工程之一，能够最直接、最广泛、最有效地产生社会效益，已经成为政府工作的一项重要任务。
当前城市照明路灯的节能技术——高压钠灯节能改造应用较为广泛。它的节能改造意义深远。在技术改造方式上主要有以下两种方式。
1、安装智能化节能系统
国内外现有的高压钠灯照明调光方式通常有部分照明灯亮灭，自耦变压器调光，可控硅斩波调光和限流调光四种方式。部分灯亮灭方式主要是利用光控、定时等方式，在后半夜关掉部分路灯，一般可以节电10%以上。但这种方式会使照明舒适度减弱，还要增加供电回路，而且不能避免后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损。自耦变压器不能实现电压的自动精确控制，只能固定降低电压，不能升压和稳压，不能实现连续调光。可控硅斬波调光控制装置可实时精确控制输出电压，满足照明用电的最佳值，但电压无法实现正弦波输出，有严重谐波污染，无法实现绿色环保。限流调光方式是通过增大电抗值来限制流过的路灯的工作电流，不能实现电流的自动精确控制，即不能实现连续调光。
针对以上四种调光方式的不足，目前也有智能化系统控制调光的研究，该系统采用数字控制调光技术，根据道路照明的实际状况，实现对路灯电压及照度的动态智能化管理，使路灯输入功率与照度要求实现最佳匹配。
目前，在多数城市应用较为广泛的是IGBT智能节电控制装置。IGBT智能节电控制装置是一种高科技的智能设备，针对交流调压电源应用于城市路灯节能照明这一特殊场合，以现代控制理论为基础，采用先进的计算机控制方式，产品主控单元采用高位数的微处理器，高速实时采样市电电网各种不同状态，对节能照明电源采用PWM脉宽来控制IGBT的导通时间从而调节输出电压，可以带感性、阻性、容性负载，工作稳定、可靠。
2.采用节能型镇流器
目前国内外的高强度气体放电灯用电感镇流器，其铁心绝大多数还在采用传统的叠片式结构，铁心材料采用冷轧无取向硅钢片冲制，因硅钢片磁感应强度不是很高，而且损耗较大，所以产品的自身功耗较大，温升较高，寿命较短。而且有些产品谐波分量很大，使电源波形产生畸变，而且在使用中光的频闪较大，当电源电压升高时，灯功率的上升幅度较大，严重影响灯泡及镇流器的使用寿命。
目前国内一些院校与企业合作研究发明了节能电子镇流器和节能电感镇流器替代传统镇流器。两种节能镇流器不但能使光照度加强和灯源寿命增加，夜间能自动调节功率，达到省电省维修成本效果。
目前普遍使用的节能型电感镇流器为变功率镇流器，该镇流器主要功能为配合定时控制器使用，可在道路非高峰时段降低光源功率运行，实现显著节能。
2 积极采用绿色节能灯源——LED路灯
LED照明产业是新型战略性产业，近年来，我国对这一产业的发展给予了高度重视，无论是国家层面还是地方层面，都相继出台了不少支持产品开发、技术创新以及应用推广的政策措施，为产业发展营造了良好的环境。国家发展和改革委员会、工业和信息化部等六部委在2009年9月联合发文《关于印发半导体照明节能产业发展意见的通知》，2010年10月国务院出台关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定，决定明确提出现阶段重点培育和发展包括节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等七大产业。在这七大产业中，半导体照明材料成为新材料领域努力实现快速健康发展的战略性新兴产业之一。
大功率高光效LED是近年来国内外快速发展起来的新光源，它具有光效高(≥90 lm/W(1W LED))、寿命长(30000～50000 h)、耐震动不易损坏、瞬时启动、无污染等优点。白光LED是普通照明和道路照明的理想光源，因此发展LED路灯具有重要的节能意义。
LED的发光效率高。目前可采购到的LED的光效已达100lm/W，其光效远高于节能灯、金卤灯 和无极灯，比目前路灯照明中普遍采用的高压钠灯还要高出10%.因此，LED现在已成为发光效率最高的光源之一。用LED取代白炽灯、荧光灯、金卤灯和高压钠灯等光源已不再有大的技术障碍，只是个时间问题。
尽管LED路灯仍比高压钠灯价格贵3倍，但综合耗电及维护成本等因素下，在使用2年后，LED路灯几乎和高压钠灯的总成本相等。因此，长期而言，LED路灯的使用成本将优于目前的高压钠灯。以8米的LED路灯与高压纳灯比较，高压纳灯的功率消耗约要250瓦，LED只需60瓦，在使用寿命部分，高压钠灯平均约4千小时，但LED可长达5万小时。随着LED路灯价格的不断下降，其竞争优势将会越来越明显。
LED路灯推广应用还有一个过程。由于LED路灯目前还没有正规的标准规范，色温、显色性和眩光等几个主要参数尚未确定，LED路灯还无法全面推广。其次，LED路灯的价格过高也给LED路灯推广应用带来很大困难。再加上LED路灯的灯具标准以及采用LED路灯的道路路面测试方法标准还未制定，现阶段，LED路灯市场发展主要是依赖政府的大力扶持。
3 结语
近几年，道路照明在提高城市形象、改善城市环境的同时，不可避免地带来电费的大幅度增加以及能源的巨大消耗。通过对比分析LED光源和高压钠灯光源的相关节能技术，得出结论：在近几年内高压钠灯仍将是城市路灯的主要光源，而未来将逐步过渡到太阳能光源、LED光源等新兴节能型路灯技术。目前，应大力发展高压钠灯光源节能改造技术，以节约能源，节省城市照明电费开支。
参考文献
[1] 杨梅．新型智能路灯节电管理的设计分析与发展趋势．第二届电侧仪表学术发展方向主题研讨暨第一届智能化先进测量系统学术研讨会议论文集，2010.8
[2] 陈尚杰．浅谈LED路灯的节能．技术与市场，2012.1（19）
[3] 史兆培，王玉爽，严登俊．城市路灯照明节能技术现状与发展趋势．中国照明电器，2009.10
[4] 陈宇勤．城市路灯节电技术的现状和发展．云南电力技术，2006.06（34）
[5] 韩建伟，刘行仁．节能LED路灯．中国照明电器，2009.1
[6] 张雪松．浅谈城市路灯照明的节能与环保．科技创新导报，2011.17
关键词：城市路灯；节能技术；发展现状；
中图分类号：TM923文献标识码: A 文章编号：
0 引言
随着经济发展和人民生活水平的提高，道路照明系统已成为一个城市现代化水平的重要标志，人们对城市道路照明的要求越来越高。路灯作为城市亮化工程的主要组成部分起到了非常重要的作用。路灯不仅提供夜间交通安全照明，更是维持夜间治安必要的设施，从路灯设施的好坏可以看出城市现代化的水平，世界各城市对路灯设施的建设均非常重视。
资料显示目前我国用于照明的年用电量达3890亿度，约占全国总发电量的18%，而城市照明的年用电量约占全国总发电量的10%～18%。在这个数据的背后隐藏有诸多城市在积极注重城市形象建设和品位提升，加强城市亮化工程建设的同时，也造成了城市亮化照明用电消耗的大幅提升。特别是随着近几年来能源价格的大幅上涨，庞大的路灯电费开支也成了当地财政的大负担，缺电和照明落后成为制约经济发展的瓶颈。照明节电问题列为除动力节电以外的重大节电项目，这无疑对推动用电节能工作的开展，具有非常重要的意义。
对城市路灯照明来说，在满足交通安全和城市美化的同时，大力开展节能工作已经成为当前发展的紧迫问题。照明节能主要的途径有两种：采用高效节能型光源或加装节能控制设备。
1 当前城市照明路灯的节能技术应用现状
在我国经济社会发展处于重要战略和转型的关键时期，党中央作出了“建设节约型社会、发展循环经济”的重大战略决策，将节能减排作为国家的基本国策。绿色照明作为国家十大重点节能工程之一，能够最直接、最广泛、最有效地产生社会效益，已经成为政府工作的一项重要任务。
当前城市照明路灯的节能技术——高压钠灯节能改造应用较为广泛。它的节能改造意义深远。在技术改造方式上主要有以下两种方式。
1、安装智能化节能系统
国内外现有的高压钠灯照明调光方式通常有部分照明灯亮灭，自耦变压器调光，可控硅斩波调光和限流调光四种方式。部分灯亮灭方式主要是利用光控、定时等方式，在后半夜关掉部分路灯，一般可以节电10%以上。但这种方式会使照明舒适度减弱，还要增加供电回路，而且不能避免后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损。自耦变压器不能实现电压的自动精确控制，只能固定降低电压，不能升压和稳压，不能实现连续调光。可控硅斬波调光控制装置可实时精确控制输出电压，满足照明用电的最佳值，但电压无法实现正弦波输出，有严重谐波污染，无法实现绿色环保。限流调光方式是通过增大电抗值来限制流过的路灯的工作电流，不能实现电流的自动精确控制，即不能实现连续调光。
针对以上四种调光方式的不足，目前也有智能化系统控制调光的研究，该系统采用数字控制调光技术，根据道路照明的实际状况，实现对路灯电压及照度的动态智能化管理，使路灯输入功率与照度要求实现最佳匹配。
目前，在多数城市应用较为广泛的是IGBT智能节电控制装置。IGBT智能节电控制装置是一种高科技的智能设备，针对交流调压电源应用于城市路灯节能照明这一特殊场合，以现代控制理论为基础，采用先进的计算机控制方式，产品主控单元采用高位数的微处理器，高速实时采样市电电网各种不同状态，对节能照明电源采用PWM脉宽来控制IGBT的导通时间从而调节输出电压，可以带感性、阻性、容性负载，工作稳定、可靠。
2.采用节能型镇流器
目前国内外的高强度气体放电灯用电感镇流器，其铁心绝大多数还在采用传统的叠片式结构，铁心材料采用冷轧无取向硅钢片冲制，因硅钢片磁感应强度不是很高，而且损耗较大，所以产品的自身功耗较大，温升较高，寿命较短。而且有些产品谐波分量很大，使电源波形产生畸变，而且在使用中光的频闪较大，当电源电压升高时，灯功率的上升幅度较大，严重影响灯泡及镇流器的使用寿命。
目前国内一些院校与企业合作研究发明了节能电子镇流器和节能电感镇流器替代传统镇流器。两种节能镇流器不但能使光照度加强和灯源寿命增加，夜间能自动调节功率，达到省电省维修成本效果。
目前普遍使用的节能型电感镇流器为变功率镇流器，该镇流器主要功能为配合定时控制器使用，可在道路非高峰时段降低光源功率运行，实现显著节能。
2 积极采用绿色节能灯源——LED路灯
LED照明产业是新型战略性产业，近年来，我国对这一产业的发展给予了高度重视，无论是国家层面还是地方层面，都相继出台了不少支持产品开发、技术创新以及应用推广的政策措施，为产业发展营造了良好的环境。国家发展和改革委员会、工业和信息化部等六部委在2009年9月联合发文《关于印发半导体照明节能产业发展意见的通知》，2010年10月国务院出台关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定，决定明确提出现阶段重点培育和发展包括节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等七大产业。在这七大产业中，半导体照明材料成为新材料领域努力实现快速健康发展的战略性新兴产业之一。
大功率高光效LED是近年来国内外快速发展起来的新光源，它具有光效高(≥90 lm/W(1W LED))、寿命长(30000～50000 h)、耐震动不易损坏、瞬时启动、无污染等优点。白光LED是普通照明和道路照明的理想光源，因此发展LED路灯具有重要的节能意义。
LED的发光效率高。目前可采购到的LED的光效已达100lm/W，其光效远高于节能灯、金卤灯 和无极灯，比目前路灯照明中普遍采用的高压钠灯还要高出10%.因此，LED现在已成为发光效率最高的光源之一。用LED取代白炽灯、荧光灯、金卤灯和高压钠灯等光源已不再有大的技术障碍，只是个时间问题。
尽管LED路灯仍比高压钠灯价格贵3倍，但综合耗电及维护成本等因素下，在使用2年后，LED路灯几乎和高压钠灯的总成本相等。因此，长期而言，LED路灯的使用成本将优于目前的高压钠灯。以8米的LED路灯与高压纳灯比较，高压纳灯的功率消耗约要250瓦，LED只需60瓦，在使用寿命部分，高压钠灯平均约4千小时，但LED可长达5万小时。随着LED路灯价格的不断下降，其竞争优势将会越来越明显。
LED路灯推广应用还有一个过程。由于LED路灯目前还没有正规的标准规范，色温、显色性和眩光等几个主要参数尚未确定，LED路灯还无法全面推广。其次，LED路灯的价格过高也给LED路灯推广应用带来很大困难。再加上LED路灯的灯具标准以及采用LED路灯的道路路面测试方法标准还未制定，现阶段，LED路灯市场发展主要是依赖政府的大力扶持。
3 结语
近几年，道路照明在提高城市形象、改善城市环境的同时，不可避免地带来电费的大幅度增加以及能源的巨大消耗。通过对比分析LED光源和高压钠灯光源的相关节能技术，得出结论：在近几年内高压钠灯仍将是城市路灯的主要光源，而未来将逐步过渡到太阳能光源、LED光源等新兴节能型路灯技术。目前，应大力发展高压钠灯光源节能改造技术，以节约能源，节省城市照明电费开支。
参考文献
[1] 杨梅．新型智能路灯节电管理的设计分析与发展趋势．第二届电侧仪表学术发展方向主题研讨暨第一届智能化先进测量系统学术研讨会议论文集，2010.8
[2] 陈尚杰．浅谈LED路灯的节能．技术与市场，2012.1（19）
[3] 史兆培，王玉爽，严登俊．城市路灯照明节能技术现状与发展趋势．中国照明电器，2009.10
[4] 陈宇勤．城市路灯节电技术的现状和发展．云南电力技术，2006.06（34）
[5] 韩建伟，刘行仁．节能LED路灯．中国照明电器，2009.1
[6] 张雪松．浅谈城市路灯照明的节能与环保．科技创新导报，2011.17