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道路照明工程节能措施

   2014-07-04 中国节能网3420
核心提示:  城市道路照明工程是城市交通运输体系中重要的组成部分。道路 照明的功能和安所担负的任务除了提高交通效率、保障交通安全、减少交通事

  城市道路照明工程是城市交通运输体系中重要的组成部分。道路 照明的功能和安所担负的任务除了提高交通效率、保障交通安全、减少交通事故之外,还有照亮周围环境、阻遏犯罪发生,为丰收富城市人民夜间生活创造一个明亮、舒适、安全的活动空间,提升城市形象为经济发展创造良好的投资环境的任务。20世纪90年代以来,道路照明工程在满足于视觉需要的光照度、光环境等方面有了很大提高,特别是一些城市在实施“光彩工程”实践中积累了丰富的经验。然而照明的能量浪费现象仍然很严重,如:执行不尽合理的照度标准;采用的照明淘汰发光效率低;灯具的利用系数差;节能技能技术和设备落后;路灯维护管理工作不到位;线路电压损失大;照明质量差、耗电多等,造成了照明能量的严重浪费。同时,城市不少道路隧洞忽视天然采光设计,天然光资源没有得到充分利用,使得白天也不得不开灯以保证照明,因而造成电能的大量消耗。在能源严重短缺的情况下,节省照明用电成了节约能源的一个重要方面。道路照明节能问题日益受到社会各界关注。GIE(国际照明委员会)专门通过节能决议,呼吁各国政府采取措施,节约照明耗能。

  据城市道路照明技术情报总站对2001年全国664个城市中的500个城市进行调查统计,发现:城市道路照明总计有路灯395.65万盏,比1979年全国路灯总数57.02万盏增长了6.94倍。城市公共照明用电在我国照明耗电中占30%的比例,约439亿kWh,以平均电价0.65元/kWh计算, 一年开支285亿元。若采用节能方式照明,节能率以25%计算,每年节省电费71.25亿元。可见,照明节能可以大大减少开支,减缓我国电力不足的矛盾,缓减发电厂对环境的污染。

  现结合国内外状况及近年道路照明工程的实践,归纳提出以下节能措施。

  1、合理选择照明光源

  选择高效率的光源有利于减少照明电能的消耗。通常使用的路灯照明光源有高压钠灯、金卤灯、高压汞灯、低压钠灯。

  在城市道路照明设计中,高压钠灯是首选方案,因为在相同的电功率下,高压钠灯光能量要比金卤灯高40%左右,且安的透雾性能比较好;而在同样照度标准的道路照明要求下,金卤灯光源的电耗则多于高压钠灯。

  然而进一步的研究表明:合适的色温和高显色指数的光源能有交提高能见度和清晰度,给人们带来舒适的视觉效果。可见,照明的视觉效果反映的是人们对照明质量方面的信息;而照明的亮度、照度指标反映的则是照明数量方面的信息。研究发现,光效高的高压钠灯因光线中含有较多的红、黄成份,视觉度不够好,反而不及金卤灯(光线含较多蓝、绿成份)。金卤灯光源往往比高压钠灯有更好的视觉效果。因此,在城市道路的交叉路口、广场、公园入口或受浓雾影响较小的城市、需要明显改善视觉环境的场合,可以考虑选用金卤灯。

  2、充分利用天然光

  20世纪70年代以来,世界各国对有交利用天然光、节约照明用电的问题作了许多研究。天然光是资源丰富、费用最小的绿色能源。在道路照明中应合理利用天然光,通过关闭或调节一部分照明设备,节约照明用电。重庆市渝东南公路的建设者们巧妙地利用山形、山势,借“天光”巧妙解决了浅丘山地公路隧道内的照明问题。

  3、选用优质、利用系数较高的灯具

  灯具的利用系数是道路照明灯具重要的光学性能,它是指落在一条无限长平直道路上的光能量和灯具中光源光能量的比值。利用系数的降低将增加耗电量,形成能耗。因此,在城市主干道上要根据道路的路况和灯具利用系数合理设计,选取利用系数较高的灯具。对四周无建筑、环境较暗的高速公路、主干道可采用截光型灯具、保证适宜的亮度、均匀度、克服眩光;对周围有建筑物,环境比较明亮的一般城市干道,宜采用半截光型灯具;对公园、娱乐场所以及需要对环境起点缀作用的场合,使用不截光型灯具。

  4、采用光源智能降压―稳压―调光技术

  目前,在道路照明工程中,存在电网电压因负荷的波动而导致形成照度与需求倒置的现象。傍晚,道路交通流量高峰时恰值电网负荷高峰,电网电压偏低,光源发出的光能量低,路面照度低;午夜,交通流量处于低谷,电网负荷也是低谷,由于电网电压偏高,因此光源发出的光能量高,路面照度高。这种照度与需求倒置的现象,造成了电能的严重浪费。

  光源智能降压―稳压―调光技术采用现代控制理论中的最优控制方法,根据城市道路照明的实际状况,实现了对路灯电压及照度的动态智能化管理,即TPO管理(TIME/PLACE/OCCASION)。此项技术的基本思路就是:通过测取城市道路车辆及行人的“时间──车辆(人)”统计规律,获取相应的照的调整自动调光,开始平滑地对路灯输入电压进行动态调整自动调光;在后半夜车稀少人少时,则控制路灯保持较低照度的照明。这项技术的主要优点就是:在调光的同时也大幅降低了电耗,节约有功电耗达30%以上。

  5、采用降电流节能技术

  道路道路照明采用降电流控制的方式节能,易对路灯灯具的使用寿命产生明显的影响。因此,降电流节能技术目前成为节能应用的热点。降电流节能系统可按用户要求,在保证满足道路照明要求的前提下,保证在实现照明节能的同时不损害光源的使用寿命,让城市照明系统进入绿色、环保领域。大连、重庆的一些示范工程采用了这一技术,节能效果显着。

  6、在确保功能和效果的前提下,合理调整亮灯数量和时间

  据据调查,我国小型城市在夜晚9点后,大中城市在午夜12点后,道路上几乎空无一人。从这一时段至清晨6点路灯熄灭,在低交通流量的道路上仍然保持较高照度显然没有必要。在这个时段的道路照明,可以降低一个等级,减少亮灯数量。目前有的城市道路照明已全面推广全──半夜灯控制方式。对快速路、主次干道实行双回路供电,分全夜灯回路和半夜灯回路。在设定的时段衽半夜减半控制,关闭对辅道或人行道的照明,保持对机动车的照明;支路、工业区和生活区路及路幅较窄的街道采用半夜单边亮灯方式。重庆市llkm长的北滨路的路灯照明管理就采取全一半夜控制方式。

  7、降低路灯线路的电压损失

  合理合理确定供电半径,选好电源点,通过改造旧的路灯线路以减少电压损失,避免在低发光效率下使用灯泡。路灯线路电压损失过多不但会增加线路的功耗,还会大幅度减少灯泡的光能量。当电压达不到180V时,使用60W白炽灯,比额定电压时40W白炽灯所发的光还少,如果把电压提高到额定电压,用40W替换60W,可以节约电费30%。

  8、推广使用节能型镇流器

  电子镇流器和节能型电感镇流器目前使用较多。电子镇流器由于本身具有能耗极低、高光效、低频闪并且有恒功率输出的特点碉得到越来越多的应用。但由于电子镇流器含有较高的谐波量,三次谐波占基波的30%以上,需要增加谐波装置使之符合规范。节能电感镇流器相当于带铁芯的电感线圈,属于线性电路,只要合理地选择铁芯及其磁通密度,三次谐波含量小,一般此问题可不予考虑。有数据表明,节能型电感镇流器的节能效果已接近电子镇流器的水平,比传统电感镇流器节约近50%的电能。同时,还具有电子镇流器所没有的售价低、可靠性高、与普通的灯管兼容性强且易于组织生产等特点,较适合我国的经济发展水平。

  9、对线路进行无功补偿,选用节能型变压器

  单灯单灯补偿就是在每盏灯上并联一个电容量适当的电容器进行补偿,以减少照明电路的无功功率,降低低压照明线路上的电能损耗和电压损耗。沿海某城市就全部采用了单灯补偿的方式。单灯补偿的经验值:250W、400W高压钠灯补偿电容器电容值分别为30 uF、50 uF。

  在道路照明系统中,负荷不平衡是常见现象,而变压器的接线方式、三相负荷分配尽量趋于平衡非常重要。选用节能型变压器,其采用的材料新、结构合理、耗电低,有得零序电流的平衡在抑制三次谐波含量、降低零序阻抗等方面都优于一般接线方式的变压器。

  10、做好维护管理工作

  路灯路灯的维护系数与光源的光衰减、灯具的环境、工作电压等因素有北。其中由于灰尘进入、灯具污垢造成的光能量损失,是日常维护工作的重点。清洁工作做得好,光的损失就少;反之,光的损失就会超过50%,必然降低照明效果,增加能耗。

  20世纪90年代以来,夜景照明建设成为城市市政设施的一个重要环节,许多城市取得了相应的成绩,但是市政开动普遍紧张与增设夜景照明和能源短缺形成了很大的矛盾。因此,我国城市道路照明必须大力推广绿色照明和节能设计,实话绿色照明工程,节约照明用电,建立优质、经济舒适、安全可靠、有益环境的照明系统,满足城市对道路照明质量、照明环境和减少环境污染的重要。

 
 
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