城市路燈節能技術及節能策略

馬 俊

(忻州市城市照明管理處，山西忻州 034000)

城市路燈是我國電力消耗的一個重要方面，隨著能源供應的日益緊張，節能的呼聲越來越高。隨著“綠色照明工程”工作的推進，我國的照明設計與照明產品的發展趨勢面臨著“綠色革命”。它將以節約能源和資源;保護地球生態環境;提高照明質量，提高舒適性和健康性為發展目標。目前照明電耗占全國總電耗的15%左右，由于道路照明現已有很多的專業三遙控制路燈管理系統集中管理，比如“丹東三安公司的路燈控制系統”“廣州正力的路燈控制系統”等，從控制節能技術推廣的角度來看，容易實現，目前很多城市已經開始了路燈節能工作的探索。

1 目前主要使用的路燈節能技術

1)半夜燈方式。半夜燈是指在中小城市街道路燈，在后半夜人流量、車流量較少，亮度不需要太高的情況下，實現路燈隔一亮一的方式及兩排路燈交叉點亮，以節約電能。這種方式投資小，只需要鋪設兩根相對規格較小的電纜便可實現。

2)單燈控制。現在很多城市的廣場、公園等地都裝有瓦數很大且光源點很多的景觀燈，在人流稀少的晚間12點后或是進入天氣寒冷的冬季，出來鍛煉身體或閑逛的人就很少甚至沒有了，這樣通過在每一個單燈上安裝三安公司的單燈控制器就可以實現對每一盞燈的單獨開關燈控制，從而起到節電節能的效果。

3)路燈節電器。現在的路燈節電器已成為一種比較常見的節電產品，它集智能技術、電磁技術、數據控制技術于一體，具有很完善的調節功能來達到節電效果，節電率可調，開關路燈的時間可調，對電網電壓無污染，操作簡便、照度均勻，節電率可達到25%～45%，有些節電器還有功率因素補償功能。

4)其他節能技術和方案。光源可用金鹵燈取代普通高壓鈉燈或可采用LED燈取代傳統的霓虹燈。燈具可選用ip防護等級高，反射效率高的照明燈具。此外就是電器，采用電感節能鎮流器取代普通鎮流器，可節能5%左右;或使用電感調光鎮流器，在鎮流器中多設置一個抽頭，利用調節器預先設定好的時間調整輸出電壓，從而調整輸出的電流達到節約電量的目的，這種做法具有很好的節能效果，照度也能夠達到相應的效果。或使用太陽能路燈照明系統。下面我們將簡單論述一下這兩種路燈節能方案。

2 采用電子鎮流器節能技術方案

在照明工程中，鎮流器是不可缺少的重要成員，它的發展也越來越受到更多人的關注。如在道路照明上對新路主要是采用性價比高的燈具、光源，老路運用新的節能產品改造。所以采用節能型鎮流器是一種不錯的路燈節能策略。高壓鈉燈電子鎮流器相比較傳統電感鎮流器具有優越的節能性能。以250 W為例，首先是功耗低、光照度強、恒功率輸出。電子鎮流器自身功耗只有12 W，而電感鎮流器自身功耗約為40 W。在相同光照度的情況下，電子鎮流器輸入功率為283．5 W，而傳統的電感鎮流器為315 W，相差節省30 W。另外，電壓升高后使用電子鎮流器節能效果更明顯，因為電子鎮流器有恒定輸出功率，電壓在170 V～260 V之間，輸出功率始終為250 W，而電感鎮流器在后半夜約6 h的時間內基本上工作在320 W。電子鎮流器還具備功率自動調節功能，對于路燈來講，在后半夜路上無人的情況下，電子鎮流器可把鈉燈的功率降至150 W，從而有效降低用電量。電子鎮流器功率因數為0．98，而電感鎮流器不加補償電容約為0．4，加上補償電容只有0．7～0．8，鈉燈在電子鎮流器的控制下工作功率為250 W，而在電感鎮流器控制下的功率約為320 W，其視在功率分別為:255 VA和400 VA，相差145 VA，即改為電子鎮流器單只鈉燈需要的流量比使用電感鎮流器多145 VA。這樣，在建設初期，可以降低變壓器的容量及電纜的線徑，從而大大節省投資成本;在擴建時，可以不必要增加變壓器。

由于電子鎮流器具有一天即亮、寬頻工作電壓、抗干擾等特點，從而延長了燈泡的使用壽命。按換燈率87%計算，一年大約更換一支鈉燈，而使用電子鎮流器后3年～5年才需更換一支，一年一盞路燈最少可節省一只燈管。一支路燈一年需更換一次鈉燈管，其人工費用遠高于一只鈉燈的成本價，而使用電感鎮流器后，一年之內無需更換鈉燈，完全可節省此項費用。在鈉燈啟動時，電子鎮流器啟動電流為0．35 A，電感鎮流器為4 A～5 A，而正常工作時燈電流卻為1．2 A，這樣使用電感鎮流器的鈉燈，啟動時的電流是正常工作時的3倍～4倍，而使用電子鎮流器后，變壓器的容量及電纜的線徑均可顯著減少，大大節省基礎建設的投資成本。電子鎮流器的額定工作頻率為35 kHz～45 kHz，遠比市電的50 Hz高，因此采用電子鎮流器驅動的高壓鈉燈顯色性好，無頻閃。此外，電子鎮流器具有功率因數控制電路及功率控制電路等的運行功率不受電網電壓波動的影響，可持續提供優異的道路照明。夜間行車眼睛不易疲勞，從而減少交通事故的發生率。

使用電子鎮流器不會對電網產生干擾，電子鎮流器替換傳統電感式鎮流器后，可大幅度節省銅、鋼等有色金屬的消耗量，具有良好的經濟效益和社會效益。

3 采用太陽能路燈系統實現有效節能

太陽能路燈以太陽光為能源，白天太陽能電池板給蓄電池充電，晚上蓄電池給燈源供電使用，無需復雜昂貴的管線鋪設，可任意調整燈具的布局，安全節能無污染，無需人工操作工作穩定可靠，節省電費免維護。采用太陽能路燈再結合新一代光源(LED)搭配方案，以達到綠色環保、長期受益。

太陽能路燈是利用太陽能電池板，白天接收太陽輻射能，并轉化為電能，經過充放電控制器儲存在蓄電池中，夜晚當照度逐漸降低，充放電控制器偵測到這一值后動作，蓄電池對燈頭放電［1］。蓄電池放電10 h后，充放電控制器動作，蓄電池放電結束。

太陽能路燈系統組成。從功能上道路照明系統的主要功能是保證道路安全，提高道路運輸效率、保障人身安全、提供舒適環境。在滿足道路照明各項功能需要的基礎上，提高道路照明系統的能效，降低系統功耗，節約能源，減少污染，以達到節能和環保的目的。另外還要結合當地的光資源情況，當地陰雨天氣情況，電池板受灰塵覆蓋、溫度影響、控制器、蓄電池的各種效率等實情進行綜合考慮。在具體設計太陽能路燈系統時要充分考慮因地制宜。要做好電池的選用，做到在連續3 d～5 d的陰雨天也可以保證路燈仍能正常運行。當陰天超過最大天數時路燈自動切換到市電照明，待晴天路燈再自動切換到太陽能照明。天黑后路燈自動點亮，天亮后到點路燈自動熄滅。短時間斷電時可以保存用戶所設定的各種參數。由于太陽能路燈需要靠吸收太陽光，所以太陽能電池板一般安裝在燈桿上朝著太陽的方向，一般選擇多塊太陽能電池板組成所需要的組件功率［2］。蓄電池在連接時，需要考慮各單體電池間的不平衡影響，正常情況下并聯組數不超過4組。目前業內都選用免維護、防水鉛酸蓄電池或膠體蓄電池。太陽能路燈還應配備現在流行的LED節能型燈頭，LED燈頭具有環保無污染、耗電少、光效高、壽命長等特點，因此，LED路燈將成為節能改造的最佳選擇，這樣既延長了使用壽命又起到了節能降耗的作用。

4 設計路燈節能方案時的其他考慮

我國的很多中小城市晚上10點后，大城市在晚上12點后，一些非繁華的街道幾乎沒有車輛與行人通行，在這些道路上仍然保持較高照明度顯然沒有必要，特別是居民區的小區道路，因為小區內居民早已休息，更沒有必要保持高照明度。即在夜間行人較少活動時，適當降低燈泡的功率，使燈泡在額定功率的60%～70%運行，這樣不僅可以節省大量電量，還可以延長燈泡及鎮流器的使用壽命，從而節省很多的維護費用。雖然燈泡功率降低了30%～40%，但街道還可保證道路燈光照明度無盲區，完全可保證道路的安全通行要求。

總之，我國現階段電力需求過大，電能消耗早已供不應求，節約電能一直是我國減能減排的重要舉措，所以在選用高效節能的路燈時應該多做調查再結合實際情況來選用一些相關的節能型產品，既可以起到它應有的作用又可以保證高效節能。

［1］ 白 艷，朱光營，楊秀林，等．新能源——太陽能路燈節能技術的應用［A］．山東煤炭學會2010年工作會議暨學術年會論文集［C］．2010:16-18．

［2］ 李 馳．小議太陽能路燈應用研究［J］．科技創新導報，2010(35):25．