低壓直流供電技術的市政路燈應用技術探討

許 虹

江西省建筑設計研究總院 江西 南昌 330000

前言：在市政路燈運行過程中，傳統(tǒng)市政路燈主要使用交流電供電模式，這種供電模式在長期的應用中，會存在著較多的問題。并且隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升，人們越來越看重節(jié)能環(huán)保型。電動汽車作為新興的交通工具，其所需要的供電設施能夠與市政路燈供電設施相結合，將交流電轉換為直流電，以此來保證市政路燈和電動汽車的穩(wěn)定運行。針對這種情況，本文主要提出低壓直流供電技術，其主要能夠?qū)⒔涣麟妼崟r轉換為直流電，然后作為市政路燈的動力來源，還能為電動汽車的基礎設施進行實時充電。如果在未來將低壓直流供電技術應用到市政路燈中，不僅能夠提高資源的利用率，還符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

一、低壓直流供電技術的市政路燈應用技術的必要性

(一)LED照明的電源需求。通過分析現(xiàn)階段我國照明用電實際情況，可知目前我國大多數(shù)的城市照明用電占據(jù)全部用電量的67%，而用于道路照明用電量約占到照明用電量的25%－30%。大多數(shù)城市的市政路燈采用傳統(tǒng)的LED照明模式，這種照明模式在長時間的工作中具有消耗功率大、容易出故障和維護艱難等問題，直接浪費我國大量的電力資源。針對這種情況，我國應當積極改造傳統(tǒng)LED照明模式，并創(chuàng)新新型的LED路燈，是當下市政路燈市場發(fā)展的主要方向。低壓直流供電技術的市政路燈應用技術在實際應用中，要充分的認識到LED路燈的結構和工作結構。通過實際調(diào)查研究，現(xiàn)階段城市道路照明中所使用的市政路燈主要為含有LED光源的整體發(fā)光結構，其本質(zhì)是利用光源中的發(fā)光芯片控制。該芯片主要由大量的LED發(fā)光顆粒進行串聯(lián)、并聯(lián)構成，使其形成較大電壓的二極管。由于二極管具有正向?qū)ā⒎聪蚪刂沟奶匦裕虼嗽谑姓窡舻膬啥税凑照龢O接正向電壓，負極接反向電壓，使其正向?qū)ǎぐl(fā)內(nèi)部導電離子，內(nèi)部帶電離子的流動形成導通電流。這種LED市政路燈的導通電流的大小主要有傳導功率和溫度(發(fā)光時間)有關。對于發(fā)光較亮的市政路燈，其內(nèi)部導通的電流也越多，通的電壓也越大，功率也隨之增加，從而造成電能浪費問題。傳統(tǒng)交流電供電模式在市政路燈中的應用，能夠?qū)ED照明造成嚴重的影響，例如，在長時間的使用中，會造成LED熱損耗增加、LED燈損壞、供電設備經(jīng)常更換等問題，不僅浪費大量的時間和經(jīng)濟成本，還影響城市居民的生活質(zhì)量。[2]

(二)供電源故障分析。通常情況下，供電源與LED芯片是共同封裝在一個較為狹小的燈具內(nèi)，而市政路燈的建設位置有可能存在于較為惡劣的環(huán)境下，如果不重視燈具的密封性，會對內(nèi)部芯片和供電源造成不可恢復的損傷，降低市政路燈的照明效果。但是如果燈具的密封效果較強，與之而來的是內(nèi)部溫度會隨著長時間的使用而迅速增加，在夏季炎熱的狀態(tài)下，市政路燈內(nèi)部燈具的溫度能夠達到65℃，不僅會縮短市政路燈的使用壽命，還容易對周邊的環(huán)境因素造成嚴重影響。當市政路燈出現(xiàn)故障后，由于較強的密封性，維修人員很難進行拆卸，進行更換內(nèi)部的器件，因此只能對其進行更換，間接性的增加維護成本。因此在市政路燈中，供電源故障是影響LED燈發(fā)展的重要因素。[1]

二、解決對策

(一)LED燈與電動汽車充電系統(tǒng)一體化。隨著電動汽車數(shù)量的不斷增加，城市各區(qū)域都在準備興建大量的供電基礎設施，而根據(jù)低壓直流供電技術的市政路燈應用技術在市政路燈中的應用情況，可以實行LED燈與電動汽車充電系統(tǒng)一體化。這種供電模式不僅能夠充分的利用基礎供電設備，還能有效提高電能重復利用率。在測試階段，可知該設備具有實時檢測和控制電源功能，并且能夠?qū)⑹姓窡舻墓ぷ鳡顟B(tài)及時傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)中，后臺系統(tǒng)能夠根據(jù)所接受信號的位置進行精準的定位LED市政路燈供電設施，將充電樁的開關狀態(tài)和充電樁的工作狀態(tài)情況進行收集記錄。充電系統(tǒng)還能根據(jù)實際情況向LED路燈供電設施發(fā)送開關信號，做到集體化管理功能，使其能夠統(tǒng)一調(diào)動市政路燈狀態(tài)。利用我國逐漸成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術，將大數(shù)據(jù)處理技術應用到低壓直流供電技術中，使其形成低壓直流供電網(wǎng)絡，不僅能夠保證用電資源的合理性，還能研發(fā)新型的能源供其應用。[3]

(二)采用直流供電。由于現(xiàn)階段對于密封燈具的問題還沒有具體的解決方案，但是能夠根據(jù)其他方式來降低對燈具的損耗，例如將傳統(tǒng)分散的驅(qū)動電源由較高的位置轉移到地面上，降低維修難度，由于直流變壓器處在地面上，不僅能夠有效控制燈具內(nèi)部溫度，還能有效提高電能利益率，降低維修成本。在市政路燈中應用低壓直流供電技術，能夠有效提高市政路燈的用電安全性，還能延長其使用壽命，為電動汽車建立基礎供電設施提供便利。低壓直流供電技術在市政路燈應用，能夠?qū)鹘y(tǒng)的交流電轉換為安全的直流電供電模式，能夠減小有害氣體的排放量，起到保護環(huán)境的作用。直流供電模式符合現(xiàn)階段我國節(jié)能減排的發(fā)展策略，其能夠在降低能源損耗的作用下，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，有效提高低壓直流供電技術在市政路燈應用效果。[2]

結論

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟實力的發(fā)展，應當重視可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因此在城市市政路燈的建設中，需要應用低壓直流供電技術，將交流電轉換為直流電，提高市政路燈運行穩(wěn)定性，延長市政路燈的使用壽命，促進我國低碳經(jīng)濟的長久發(fā)展。