基于LED光源的加油站智能照明設(shè)計

赫嬌嬌+路興龍

摘 要：隨著國內(nèi)加油站行業(yè)的日漸成熟，加油站行業(yè)的競爭正從原來的油品競爭和價格競爭的單一層面競爭，轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)競爭、成本競爭等多個層面上的競爭。如何在保證服務(wù)質(zhì)量的同時控制加油站的運(yùn)營成本，已成為在加油站競爭中勝出的關(guān)鍵所在。一方面受加油站行業(yè)特點(diǎn)影響，需要長時間不間斷照明，一方面受傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的制約，汽車加油站的照明用電一直高居不下。為了降低加油站運(yùn)營成本、同時響應(yīng)國家“節(jié)能減排”工作路線的號召，文章提出一種基于LED光源的加油站智能照明設(shè)計方案，利用LED光源低功耗、高照度的特點(diǎn)，降低加油站消耗的二次電能，起到節(jié)能減排、降低成本的作用。

關(guān)鍵詞：智能照明；加油站；LED光源

中圖分類號：U473.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）23-0098-02

1 概述

中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速的發(fā)展使人民生活水平日漸提高。隨之而來問題有很多，能源高消耗就是其中之一。據(jù)一家專門從事全球能源統(tǒng)計的咨詢公司Enerdata的數(shù)據(jù)顯示，2015年中國是全球能源消耗最大的國家。2015年世界能源消耗前十位國家如表1所示，世界能源消耗圖如圖1所示（表1、圖1數(shù)據(jù)均來自[1]）。“節(jié)能減排”是目前全球共同關(guān)注的課題。

在中國，“節(jié)能減排”連續(xù)出現(xiàn)在國務(wù)院“五年規(guī)劃”當(dāng)中。在“十三五”規(guī)劃的節(jié)能減排方案當(dāng)中，繼續(xù)強(qiáng)調(diào)了節(jié)能減排工作的重要性和緊迫性。中國能源消耗總量，從國家統(tǒng)計局開始統(tǒng)計的上世紀(jì)七十年代末至今，正在呈指數(shù)型增長。這些能源消耗主要來自煤炭和石油，如圖2所示。同時，中國人均能源消耗量也在逐年攀升。考慮到中國人口的持續(xù)增長，中國能源的消耗，尤其是電能，更是呈現(xiàn)著指數(shù)上升趨勢，如圖3所示（圖2、圖3數(shù)據(jù)均來自[2]）。在中國一次電力及其他潔凈能源尚不能充分滿足能源消耗需求的今天，節(jié)約電能意味著減少對煤炭和石油的消耗，無論從節(jié)約能源的角度，還是從環(huán)境保護(hù)的角度，都意義重大。這是各行業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)下，需要“下更大決心、用更大氣力”堅持的發(fā)展路線。

國內(nèi)加油站行業(yè)日漸成熟，加油站行業(yè)由從無到有的粗獷發(fā)展階段，慢慢轉(zhuǎn)向良性競爭階段。加油站行業(yè)的競爭，也從油品、價格的單一層面競爭，逐步轉(zhuǎn)向服務(wù)質(zhì)量、成本控制等多層面、綜合性競爭。加油站照明系統(tǒng)，受加油站行業(yè)特點(diǎn)的制約，處于長期工作的模式，每天照明開啟時間平均12小時。在照明用電占據(jù)社會總用電量20%的情況下，如何充分利用天然光照、如何利用高新技術(shù)和新型照明產(chǎn)品，減少加油站用電消耗，將在加油站照明領(lǐng)域節(jié)約大量能源。在響應(yīng)國家“節(jié)能減排”規(guī)劃的同時，也降低了加油站運(yùn)營成本，使自身處在行業(yè)競爭的優(yōu)勢方。

LED光源作為冷光源，無論在工作電壓、能耗、照度、工作壽命等方面，相比傳統(tǒng)熒光燈、白熾燈來說具有很大優(yōu)勢。基于每日六小時電能用量計算，考慮燈泡成本、使用壽命和電費(fèi)，LED燈與白熾燈、鹵素?zé)簟⒐?jié)能燈相比，二十年總開支最低[3]。而且照明時間越長，LED光源在成本上的優(yōu)勢越明顯。LED燈作為一種新型的照明光源，以節(jié)能、健康、環(huán)保及使用壽命長等特點(diǎn)，正在受到越來越多行業(yè)的青睞以及國家的扶持。

因此，在“節(jié)能減排”的方針政策下，如何捏合方案理念的先進(jìn)性，和產(chǎn)品科技的創(chuàng)新性，為加油站照明系統(tǒng)提供新的設(shè)計思路，是本文研究的重點(diǎn)。

2 LED光源照明系統(tǒng)分析

加油站受行業(yè)特點(diǎn)影響，照明用電范圍廣且量大，可以占加油站運(yùn)營總用電量的一半左右。因此，需要使用壽命長、光效高的照明燈具，既降低加油站運(yùn)營成本，也符合“節(jié)能減排”的規(guī)劃要求。

LED光源與常規(guī)燈具相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)。

（1）使用壽命長。理論上，LED燈的使用壽命可超過100000小時，在實(shí)際工況下也可達(dá)到35000-50000小時。

（2）節(jié)能效率高。高達(dá)90%的能源轉(zhuǎn)換率是LED燈相比其他燈具在節(jié)能上的主要優(yōu)勢所在。

（3）光效高。在消耗同等功率的電能的情況下，LED燈有著更高的光通量。

（4）技術(shù)先進(jìn)。LED燈屬于低壓微電子產(chǎn)品，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)，可以通過編程實(shí)現(xiàn)亮度控制等功能，是智能照明系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。

（5）環(huán)保健康。LED燈不包含汞等有毒重金屬，沒有污染，也沒有輻射，屬于“綠色”照明光源。

（6）安全性能高。LED燈的工作溫度低，使用直流低電壓，在加油站應(yīng)用場景下更加安全。

LED燈還具有體積小、響應(yīng)快、抗震性能好等其他優(yōu)點(diǎn)。但相比傳統(tǒng)照明燈具，LED燈的初始成本很高，隨著使用時間的增長，平攤在單位時間上的成本會慢慢變低。我們?nèi)匀豢梢郧宄乜吹剑琇ED燈在加油站行業(yè)中的應(yīng)用前景十分廣闊。

3 加油站智能照明設(shè)計

加油站智能照明的設(shè)計，按照照明場景的需求來進(jìn)行，由于LED燈的初始成本較高，節(jié)能照明的設(shè)計工作主要集中在加油區(qū)。在其他場景，比如油罐區(qū)或者站房，可以選擇通過常規(guī)節(jié)能燈搭配聲控開關(guān)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能[4]。

在基于LED光源的智能照明設(shè)計中，需要實(shí)現(xiàn)的功能包括：照明情景設(shè)置和調(diào)節(jié)、照度反饋控制。照明情景定義了一個照明模式，在當(dāng)前模式下，各LED燈可以在協(xié)作下完成特定照度的控制。而照度的控制是通過反饋系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。反饋系統(tǒng)保證了LED光源照明系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在借助自然光的情況下避免了LED光源不必要的功率輸出。

為實(shí)現(xiàn)上述功能，在軟件和硬件上，加油區(qū)的照明系統(tǒng)需要完成如下改造。LED燈需要微處理器和PWM驅(qū)動器進(jìn)行控制。照度反饋需要加油區(qū)當(dāng)前照度的信息，因此光敏傳感器提供給照明系統(tǒng)反饋信息。而反饋控制算法可以使用在工業(yè)界廣泛使用的PID控制器，算法結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)調(diào)節(jié)便利。最后，可以利用無線通訊器件來實(shí)現(xiàn)LED燈的遙控器調(diào)節(jié)[5]。

4 結(jié)束語

本文提出的基于LED光源的加油站節(jié)能照明設(shè)計，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)加油區(qū)亮度自動控制照明，具有提高用電效率、節(jié)約電能的作用，值得現(xiàn)有加油站進(jìn)行參考和使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]Global Energy Statistical Yearbook 2016. Available at： https：//yearbook.enerdata.net/.

[2]中國統(tǒng)計年鑒[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2016.

[3]EcoSmart 60W Equivalent Soft White A19 Energy Star and Dimmable LED Light Bulb （4-Pack）， Home Depot （12 March 2017）. Available at： http：//www.homedepot.com/p/EcoSmart-60W-Equivalent-Soft-White-A19-Energy-Star-and-Dimmable-LED-Light-Bulb-4-Pack-C5A19A60WESD04/300377317.

[4]李春艷.汽車加油站照明節(jié)能設(shè)計[J].黑龍江冶金，2008（02）：37-38.

[5]馮振華.基于LED光源的智能照明系統(tǒng)研究[D].東北師范大學(xué)，2012.endprint