關于大學校園路燈節能改造的效益研究

摘要：本文在對LED燈特點及性能進行論述后，結合廣東機電職業技術學院校園鈉燈實際使用情況，提出了該校校園路燈改造的具體工作方案。經過分析，本文發現，該校校園130支路燈進行改造后，可為學校每年節約電費4倍；LED燈工程改造成本與繼續在原壽命基礎上使用2年原鈉燈相比，可節約72020元；且LED燈使用壽命達15年，比原來的4年高3倍。經過幾個月的實際投入使用，路燈的運作正常，校園路燈節約方案得到較好的落實，LED燈和鈉燈作比較具有很大的優勢。

關鍵詞：路燈 節能 改造 效益

1 概述

在全世界節能減排的呼聲下，節能浪潮風起云涌，隨著半導體科學技術的發展。高亮度發光二極管制作技術取得巨大的突破，國家希望推廣和采用高光效光源，逐步取代低光效光源。而LED路燈由于具有結構簡單、效率高、重量輕、安全性能好、節能效果好、無污染、免維護和壽命長等特征，適用于新建的道路照明和道路照明燈具節能改造。LED路燈首先是把有限的光通量光分的利用到有效的照射范圍，同時也兼顧眩光的產生，此特點用在學校道路照明恰到好處。

廣東機電職業技術學院北校區擁有路燈130多支，主要是保障校區的道路照明及學生晚修下課回宿舍照明以及校區的公共照明。新校區建成投入使用至今，路燈的開關由晚上18：00-5：00，每盞功率250W。由于路燈安裝高度達9米，對維修工作提出艱巨的要求，需要使用笨重的升降平臺，多人推拉、費時、費力，且路燈故障頻繁（燈泡、鎮流器、電容、觸發器等燒壞）。鎮流器的燒壞一般會對地短路引起開關跳閘，造成片區的道路斷電沒照明，學生出入活動不安全，故障的排除比較麻煩（要逐一拆線排查）。而LED路燈壽命長、重量輕、免維護正符合該校路燈的要求。經過觀察、計算、提出申請，經學校領導及部門領導研究、討論，決定采用LED路燈。

2 實施方案

功率因素是改善電壓質量及提高用電設備的工作效率，在該校現有路燈中，高壓鈉燈其附屬配件有：鎮流器、觸發器、電容器、燈泡。其中鎮流器屬感性負載，電路當中由多盞路燈并聯使用，由公式P=UIcom￠可知，功率因素越小其輸出功率有效值越低。在該校區的路燈電路中測得為0.8。然而當使用LED路燈時，因為LED為發光二極管，通過降壓、整流后所需的電壓為幾伏，電流相當小，其功率因素為0.98以上。可見功率因數的降低對該校減小無功損耗至關重要。

因此，針對校區原有路燈的光亮度，結合廠家生產的LED路燈作比較，決定采用（中山）研森生產的LED路燈，LED路燈與常規路燈不同，采用低壓直流供電、由基本功率型藍光LED與黃色合成的高效白光，具有高效、安全、節能、環保、壽命長、響應速度快、顯色指數高等獨特優點，可廣泛應用于道路。但其功率有20-150W之多，比較其光穿透力范圍，該校區路燈的原有高度（9米）決定采用50W的LED路燈（具體性能見表1）。這也迎合國家倡導節能環保的號召，節能降耗，降低用電成本，創造更大的效益，營造一個節能環保的良好氛圍。LED路燈還有一個好處，其外罩可用制作，耐高溫達135度，耐低溫達-45度，在該校區的道路上使用恰到好處。

3 效益分析

3.1 電費節約效益分析

針對現有照明路燈數量之多，而且每盞燈的功率之大（是LED燈的5倍），根據路燈開關時間：18：00-5：00共使用11個小時，學校為此支付不非的電費（具體如表2所示）。由現有路燈功率可知為：250W，每晚的開關時間為11小時，即一盞燈一天的耗電功率是：（250W÷1000W）×11=2.75（kW）。一盞燈一天的用電費是：2.75kW×0.61（元）=1.68（元）。校區路燈一天的用電費是：1.68（元）×130（支）=218（元），一年的用電費是218（元）×365=79570（元）。而采用50W的LED節能路燈燈具時，即一盞燈一天的耗電功率是：（50W÷1000W）×11=0.55（kW）。一盞燈一天的用電費是：0.55kW×0.61（元）=0.34（元）。每晚同樣的開關時間使用，校區路燈一天的用電費是：0.34（元）×130（支）=44（元），一年的用電費是44（元）×365=16060（元）。原有路燈總用電量減去更換了LED路燈總電量：79570-16060=63510（元），節省了：63510元，為學校節省了一筆可觀的電費支出。

3.2 改造工程效益分析

由于該校區路燈已投入使用4年，按目前高壓鈉燈使用計算，其置換率亦有90%以上了，在這方面，既增加維修人員的工作量，又增加學校的維護成本支出，按目前每年校區路燈維修成本支出大約5000元。然而，該校采用LED路燈時，購回價格大約500元一盞，整體更換所需價格：130×500元=65000（元）。按廠家承諾保修2年計算，原校區路燈維護成本費用：5000元×2=10000（元），用電費用：79570×2=159140（元），合計：169140元。而LED路燈購回費用：65000元，每年用電費：16060元×2=32120（元），合計：97120元。相比較節省費用：169140-97120=72020（元）。

此外，因校區路燈的高度有9米高，要將原有路燈拆除再安裝上新的LED燈，然而燈桿的原有配套與新的路燈不同。而且廠家暫時沒有燈座支架。需要訂做支架且價格不菲，經過學校配套，部門領導決定，自己采購回原材料進行加工燈座，相比廠家訂做省下一倍的費用。

4 總結與討論

綜合上述比較結論，首先，安裝上新型環保、節能的LED路燈在該校區路燈的電費上每年節約79570-16060=63510（元），比原有路燈用電費減小了63510元，節約電費4倍，這是一筆可觀節省電費支出；其次，在路燈更換工程上，經測算與繼續在原壽命基礎上使用2年原鈉燈相比，進行LED燈更換工程反而可節約72020元；第三，由于高壓鈉燈的壽命在8000小時（1年有4015小時工作），如果按路燈每天使用11小時計算，高壓鈉燈的壽命一般為2年，所以在2年以后置換率在百分之80以上，在該校區的現有路燈已使用4年，可見其故障之高、維修任務之艱巨，而LED路燈卻不同，一般壽命有6萬小時，如果按每天使用11小時計算，壽命為15年，而且廠家保修3年；此外，項目改造期間，作者作為學校維修組的一員也積極參與校區路燈的改造，利用暑假期間積極帶動維修人員，本著為學校節省改造經費，加班加點順利完成路燈的改造項目，也可以為LED燈改造工程節約大量的人工成本。由此可見在使用和性價比上，LED燈和鈉燈作比較是有很大的優勢的。最終，經過幾個月的投入使用，路燈的運作正常，也得到學校領導及部門領導的認同贊賞。

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作者簡介：

周鎮威（1969-），男，廣東廣州人，高級技師，研究方向：物業管理。