论文部分内容阅读
【摘 要】城市路灯照明系统是城市现代化水平的重要体现，但路灯照明在提高城市形象和改善城市环境的同时，不可避免地带来电费的大幅度增加和能源的巨大消耗。本文在分析城市路灯照明用电情况的基础上，结合节能环保、安全可靠、经济合理等理念，探讨了城市路灯照明的节能对策，可供参考。
【关键词】城市路灯；照明；用电分析；节能对策；维护
近年来，随着城市规模的快速发展，人们生活水平的提高，城市路灯照明系统已经成为一个城市现代化水平的重要标志。城市路灯照明作为城市重要的基础设施，它在亮化城市、美化环境、交通安全、社会治安等方面发挥着极大的作用。但是城市路灯照明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政的一大负担。对城市路灯照明来说，在满足使用功能的基础上，大力开展节能工作已经成为城市发展中必须思考的问题。
1.城市路灯照明用电分析
随着我国经济建设的发展，城市化进程的加快，城市照明得到了长足的发展，它在亮化城市、美化环境、交通安全、社会治安等方面发挥着极大的作用。但城市照明发展中的能源需求和消耗也不断增加。总的来说，城市绿色照明工作还刚起步，城市照明相关的配套制度还不完善，市场监管制度还不够健全，效率低下、能耗大、光污染等问题十分严峻。不少城市盲目追求形象和亮度，没有进行科学分析论证、统一规划。城市夜景分散零乱，没有任何特点可言，既浪费了能源，整体效果也不好。
2.路灯照明节能对策措施
2.1 使用节能光源
在新建市政道路与老城区路灯节能改造的过程中，都应尽量考虑到光源的经济性、维护费用、发光效率、光色和显色性以及相配套的镇流器。在现阶段的路灯节能建设中，应加速推进以高压钠灯取代白炽灯、高压汞灯的节能工程。另外，在城郊结合部，道路上应积极推广采用高效LED太阳能或风光互补型路灯。
2.2 使用节能灯具
LED路灯，即半导体照明灯，是一种基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源，在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。它是一种固态冷光源，具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点。成为了接下传统HID光源的接力棒的最佳选择。当光通量衰减到80%时，其寿命达到了50000h。LED的调光可以通过脉冲宽度调节的方法来得到。通过调节电压的占空比和工作频率，能够有效调节LED的发光强度。在同样亮度下，LED灯的耗电量仅为普通白炽灯的1/10。
2.3 优化配电线路
路灯系统的特点是线路较长，线路上的电流不一定很大。因此我们选择电缆截面时适当加粗，这样不仅满足减少压降的要求，为增加路灯灯数留有余量，同时由于压降小，线路损耗就小，系统稳定性高，既延长了整个系统的寿命，同时还节约了电能。
2.4 改进灯具安装角度，增强灯罩反射强度
目前，快速路上的照明路灯，每盏灯间距约为50m，路灯高约15m，其光线照射范围约50-60m，照射角度约120°。建议将灯罩向车辆前进方向转动20°角，并增强灯罩反射强度，改进后，光线照射长度可达115m，每盏灯的间距就可增大到lO0m左右。
2.5 路灯节能监控系统
目前国内已有多种路灯监控系统投入实际使用。一些融入最新技术的新型路灯系统也逐步出现。例如，一些城市采用GPRS系统对路灯进行管理。该监控系统是通过标注地区经纬度，自动设定日出日落时间，对路灯开关进行控制的系统。投入该系统后，只需通过电脑调节就可实现开关路灯、将路灯从全亮状态改为半道亮灯或隔盏亮灯，同时也可对路灯故障或电缆被盗情况自动发出警报，具有节省费用、降低电耗、延长电器使用寿命等功能。
2.6 半夜灯控制
现在城市的主干道路幅较宽，下半夜车辆稀少，对照明质量的要求可以适当降低。对于这些情况，采用全、半夜灯的运行模式，合理的关掉部分路灯照明，可取得较好的节能效果。半夜灯的亮、灭时间应符合各地具体情况，尽量减小对当地交通和人们生活的影响。应当优先保持快车道或车行道的原有照度和均匀度，必要时牺牲慢车道或人行道的照度和均匀度并且尽量维持照度均匀度。半夜灯的常用模式主要有隔灯灭灯、交错灭灯，用于对称布灯的道路、半侧车行道灭灯、人行道灭灯、双光源慢车道灭灯等。
2.7 采用路灯降压控制技术
随着我国发电设备不断竣工并网发电，输配电网经过升压改造，导致电网的电压普遍偏高，特别是晚间电压更高。此时路灯系统在高于设备额定电压状态下运行，将会导致设备过度发热，缩短寿命，浪费大量能源。通过调整供电电压，降低不必要的用电损耗，不仅可以达到节电的目的，还能保护终端设备，延长设备的平均使用寿命。目前，我国路灯照明行业通过降压途径来实现节电目的的做法从工作原理上大致分為3类：①可控硅斩波型照明节能装置。通过控制晶闸管的导通角，将电网输入的正弦波电压斩掉一部分，降低输出电压的平均值，达到控压节电的目的；②自耦降压式调控装置。自耦变压器的一、二次侧线圈有磁和电的联系，在输出电压调节范围不大时它的容量比较小，所以消耗的材料少，造价低，效率高；③无触点补偿式调压器。用可控硅代替继电器触点，可控硅工作在全导通状态，因此无谐波产生，是针对目前大部分电网电压不稳定、突变频繁的状况而研制生产的新一代交流稳压器。
2.8 加强路灯系统的维护
在长期使用以及经受粉尘、暴晒或雨淋异常环境作用的过程中，城市路灯系统难免会因相关故障造成节能效率的降低。就灯具造型、结构形式而言，较多的灯具都采用了反光板以增强发光效率。而道路路灯灯具的长期使用，反光板会逐渐锈蚀，进而导致反射率和亮度的降低；灯具玻璃也可能粘附油污、粉尘等，使玻璃透明度无法保证正常光通量。灯具照明作用的发挥，实质上即光通量经玻璃灯罩覆盖至其设计范围。据统计，高效灯具的光通量利用率可达80%；而低效率灯具仅有45%左右。因此，低效率灯具的使用实质上就是电能浪费，定期维护灯具、力求灯具保持正常发光效率是绿色节能的重要途径之一。全面加强对全市路灯设施的维护管理，对全市照明线路及亮化设施再次进行全面系统地检查，发现裸露、破损线路及时进行修复和更换；对损坏的灯头灯具及附属设施及时进行维修和加固。
3.采用智能光源降压一稳压一调光技术
存繁忙时段，控制路灯保持较高的照度，接近午夜时分，开始自动调光，控制路灯保持较低的照度，采用光源降压一稳压一浏光技术在捌光的同时大幅度降低了电耗，节约有功电耗达30%以上，采用此项技术还可延长路灯的使用寿命。
（1）智能光源降压一稳压一调光技术的控制过程通过测取城市道路车辆及行人的“时间-车辆（人）”统计规律，获取相应的照度调整率，依此来设计计算机的控制程序，使路灯输人电功率与实际照度要求达到最佳匹配，不仅节约了电能，而且稳定了电压，延长了路灯的使用寿命，达到了双重意义上的节能。
（2）智能光源降压一稳压一调光技术的现实意义我国现有的路灯70%以上使用的都是高压钠灯，其设计寿命为24000h（5年）。但是由于电网电压波动致使路灯灯泡的实际使用寿命平均不到一年，如果采用了智能光源降压一稳压一调光技术，路灯灯泡的使用寿命可延长一倍。
（3）智能光源降压一稳压一调光技术亟待政府的行政支持路灯节能无疑会给各地的市政开支节省大量资金，理应得到各级部门的支持和响应，然而现状是：全国的路灯部门仍然是执行计划经济的运行方式，造成路灯管理和节能改造如同皮球，在各个部门之间踢来踢去。智能光源降压一稳压一调光技术亟待政府的行政支持，解除此节能瓶颈。
4.结语
总之，路灯照明是现代一座城市不可缺少的组成部分，加强对路灯的节能环保研究意义重要。在国家积极推行“构建节约型社会、低碳生活”的今天，路灯照明设计时应充分考虑环保节能效果，利用更多的节能技术措施，合理选择高效、节能光源，不断提高照明利用率，确保以最低的经济效益获得最大的社会效益。
参考文献：
[1] 李琪.城市路灯照明存在的问题及节能对策[J].科技信息.2011年第17期.
[2] 甘宝元.现代城市路灯照明节能技术的应用[J].硅谷.2011年21期.
【关键词】城市路灯；照明；用电分析；节能对策；维护
近年来，随着城市规模的快速发展，人们生活水平的提高，城市路灯照明系统已经成为一个城市现代化水平的重要标志。城市路灯照明作为城市重要的基础设施，它在亮化城市、美化环境、交通安全、社会治安等方面发挥着极大的作用。但是城市路灯照明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政的一大负担。对城市路灯照明来说，在满足使用功能的基础上，大力开展节能工作已经成为城市发展中必须思考的问题。
1.城市路灯照明用电分析
随着我国经济建设的发展，城市化进程的加快，城市照明得到了长足的发展，它在亮化城市、美化环境、交通安全、社会治安等方面发挥着极大的作用。但城市照明发展中的能源需求和消耗也不断增加。总的来说，城市绿色照明工作还刚起步，城市照明相关的配套制度还不完善，市场监管制度还不够健全，效率低下、能耗大、光污染等问题十分严峻。不少城市盲目追求形象和亮度，没有进行科学分析论证、统一规划。城市夜景分散零乱，没有任何特点可言，既浪费了能源，整体效果也不好。
2.路灯照明节能对策措施
2.1 使用节能光源
在新建市政道路与老城区路灯节能改造的过程中，都应尽量考虑到光源的经济性、维护费用、发光效率、光色和显色性以及相配套的镇流器。在现阶段的路灯节能建设中，应加速推进以高压钠灯取代白炽灯、高压汞灯的节能工程。另外，在城郊结合部，道路上应积极推广采用高效LED太阳能或风光互补型路灯。
2.2 使用节能灯具
LED路灯，即半导体照明灯，是一种基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源，在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。它是一种固态冷光源，具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点。成为了接下传统HID光源的接力棒的最佳选择。当光通量衰减到80%时，其寿命达到了50000h。LED的调光可以通过脉冲宽度调节的方法来得到。通过调节电压的占空比和工作频率，能够有效调节LED的发光强度。在同样亮度下，LED灯的耗电量仅为普通白炽灯的1/10。
2.3 优化配电线路
路灯系统的特点是线路较长，线路上的电流不一定很大。因此我们选择电缆截面时适当加粗，这样不仅满足减少压降的要求，为增加路灯灯数留有余量，同时由于压降小，线路损耗就小，系统稳定性高，既延长了整个系统的寿命，同时还节约了电能。
2.4 改进灯具安装角度，增强灯罩反射强度
目前，快速路上的照明路灯，每盏灯间距约为50m，路灯高约15m，其光线照射范围约50-60m，照射角度约120°。建议将灯罩向车辆前进方向转动20°角，并增强灯罩反射强度，改进后，光线照射长度可达115m，每盏灯的间距就可增大到lO0m左右。
2.5 路灯节能监控系统
目前国内已有多种路灯监控系统投入实际使用。一些融入最新技术的新型路灯系统也逐步出现。例如，一些城市采用GPRS系统对路灯进行管理。该监控系统是通过标注地区经纬度，自动设定日出日落时间，对路灯开关进行控制的系统。投入该系统后，只需通过电脑调节就可实现开关路灯、将路灯从全亮状态改为半道亮灯或隔盏亮灯，同时也可对路灯故障或电缆被盗情况自动发出警报，具有节省费用、降低电耗、延长电器使用寿命等功能。
2.6 半夜灯控制
现在城市的主干道路幅较宽，下半夜车辆稀少，对照明质量的要求可以适当降低。对于这些情况，采用全、半夜灯的运行模式，合理的关掉部分路灯照明，可取得较好的节能效果。半夜灯的亮、灭时间应符合各地具体情况，尽量减小对当地交通和人们生活的影响。应当优先保持快车道或车行道的原有照度和均匀度，必要时牺牲慢车道或人行道的照度和均匀度并且尽量维持照度均匀度。半夜灯的常用模式主要有隔灯灭灯、交错灭灯，用于对称布灯的道路、半侧车行道灭灯、人行道灭灯、双光源慢车道灭灯等。
2.7 采用路灯降压控制技术
随着我国发电设备不断竣工并网发电，输配电网经过升压改造，导致电网的电压普遍偏高，特别是晚间电压更高。此时路灯系统在高于设备额定电压状态下运行，将会导致设备过度发热，缩短寿命，浪费大量能源。通过调整供电电压，降低不必要的用电损耗，不仅可以达到节电的目的，还能保护终端设备，延长设备的平均使用寿命。目前，我国路灯照明行业通过降压途径来实现节电目的的做法从工作原理上大致分為3类：①可控硅斩波型照明节能装置。通过控制晶闸管的导通角，将电网输入的正弦波电压斩掉一部分，降低输出电压的平均值，达到控压节电的目的；②自耦降压式调控装置。自耦变压器的一、二次侧线圈有磁和电的联系，在输出电压调节范围不大时它的容量比较小，所以消耗的材料少，造价低，效率高；③无触点补偿式调压器。用可控硅代替继电器触点，可控硅工作在全导通状态，因此无谐波产生，是针对目前大部分电网电压不稳定、突变频繁的状况而研制生产的新一代交流稳压器。
2.8 加强路灯系统的维护
在长期使用以及经受粉尘、暴晒或雨淋异常环境作用的过程中，城市路灯系统难免会因相关故障造成节能效率的降低。就灯具造型、结构形式而言，较多的灯具都采用了反光板以增强发光效率。而道路路灯灯具的长期使用，反光板会逐渐锈蚀，进而导致反射率和亮度的降低；灯具玻璃也可能粘附油污、粉尘等，使玻璃透明度无法保证正常光通量。灯具照明作用的发挥，实质上即光通量经玻璃灯罩覆盖至其设计范围。据统计，高效灯具的光通量利用率可达80%；而低效率灯具仅有45%左右。因此，低效率灯具的使用实质上就是电能浪费，定期维护灯具、力求灯具保持正常发光效率是绿色节能的重要途径之一。全面加强对全市路灯设施的维护管理，对全市照明线路及亮化设施再次进行全面系统地检查，发现裸露、破损线路及时进行修复和更换；对损坏的灯头灯具及附属设施及时进行维修和加固。
3.采用智能光源降压一稳压一调光技术
存繁忙时段，控制路灯保持较高的照度，接近午夜时分，开始自动调光，控制路灯保持较低的照度，采用光源降压一稳压一浏光技术在捌光的同时大幅度降低了电耗，节约有功电耗达30%以上，采用此项技术还可延长路灯的使用寿命。
（1）智能光源降压一稳压一调光技术的控制过程通过测取城市道路车辆及行人的“时间-车辆（人）”统计规律，获取相应的照度调整率，依此来设计计算机的控制程序，使路灯输人电功率与实际照度要求达到最佳匹配，不仅节约了电能，而且稳定了电压，延长了路灯的使用寿命，达到了双重意义上的节能。
（2）智能光源降压一稳压一调光技术的现实意义我国现有的路灯70%以上使用的都是高压钠灯，其设计寿命为24000h（5年）。但是由于电网电压波动致使路灯灯泡的实际使用寿命平均不到一年，如果采用了智能光源降压一稳压一调光技术，路灯灯泡的使用寿命可延长一倍。
（3）智能光源降压一稳压一调光技术亟待政府的行政支持路灯节能无疑会给各地的市政开支节省大量资金，理应得到各级部门的支持和响应，然而现状是：全国的路灯部门仍然是执行计划经济的运行方式，造成路灯管理和节能改造如同皮球，在各个部门之间踢来踢去。智能光源降压一稳压一调光技术亟待政府的行政支持，解除此节能瓶颈。
4.结语
总之，路灯照明是现代一座城市不可缺少的组成部分，加强对路灯的节能环保研究意义重要。在国家积极推行“构建节约型社会、低碳生活”的今天，路灯照明设计时应充分考虑环保节能效果，利用更多的节能技术措施，合理选择高效、节能光源，不断提高照明利用率，确保以最低的经济效益获得最大的社会效益。
参考文献：
[1] 李琪.城市路灯照明存在的问题及节能对策[J].科技信息.2011年第17期.
[2] 甘宝元.现代城市路灯照明节能技术的应用[J].硅谷.2011年21期.