路燈照明能耗分析與節(jié)能途徑

　　一、概述

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)城市道路照明的總燈數(shù)約400萬(wàn)只(套)，加上高速公路、工礦企業(yè)、機(jī)場(chǎng)、碼頭等非市政照明燈具約100萬(wàn)只(套)，總數(shù)超過(guò)500多萬(wàn)只，并且每年以10％以上的速度遞增。其中城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30％的比例，約439億kWh，以平均電價(jià)0.65元／kWh計(jì)算，一年開(kāi)支達(dá)285億元，成為各地財(cái)政部門(mén)的一大負(fù)擔(dān)。

　　根據(jù)2004年國(guó)家建設(shè)部的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我國(guó)照明耗電大體占全國(guó)發(fā)電總量的10％-12％。目前國(guó)內(nèi)全年的照明耗電量是三峽水利發(fā)電工程全年發(fā)電量能力840億度的兩倍多，可以看出路燈照明的節(jié)能有很大的潛力，可以帶來(lái)相當(dāng)可觀的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

　　本文在不考慮新光源等革命性新技術(shù)的前提下，對(duì)傳統(tǒng)路燈照明的能耗和節(jié)能途徑進(jìn)行了分析和討論。對(duì)路燈節(jié)能的可行性進(jìn)行了論證。

　　二、路燈照明的能耗分析

　　目前國(guó)內(nèi)路燈照明光源一般采用高壓鈉燈、高壓汞燈和金屬鹵化物燈。常用的功率為150W，250W，400W，目前最常用的是250W和400W兩種。

　　路燈照明消耗的能源主要消耗在以下幾個(gè)方面：

　　2.1  光源能耗

　　為光源發(fā)光所帶來(lái)的能耗，也就是電能轉(zhuǎn)化為光能的部分，隨著電壓升高，光源的功率、光通量和光效也相對(duì)增加，但是光效的增加幅度要小于功率和光通量。也就是說(shuō)增加供電電壓增加的功率所帶來(lái)的增加的光效變小了。

　　2.2  器件能耗

　　主要為路燈輔助器件的能耗，包括補(bǔ)償電容、鎮(zhèn)流器、起輝環(huán)節(jié)的能耗。

　　2.3  其它能耗

　　主要包括供電線路損耗等消耗。

　　三、節(jié)能率

　　為了能對(duì)節(jié)能效果做一個(gè)評(píng)價(jià)，我們?cè)谶@里對(duì)節(jié)能率指標(biāo)如式3.1進(jìn)行了定義。

　　式中，Po為節(jié)能前功率，Ps為節(jié)能后功率，η為節(jié)能率。

　　可以看出節(jié)能率為采用節(jié)能方法后能節(jié)約的能牦百分比，節(jié)能率越高，該節(jié)能方法的節(jié)能效果越明顯。

　　四、路燈照明節(jié)能途徑

　　從路燈能耗的分析，我們可以得出以下四個(gè)路燈照明節(jié)能途徑：下限功率、克服電網(wǎng)電壓升高、按需照明、降低線損。

　　4.1  下限功率

　　以250W高壓鈉燈為例，路燈的額定工作電壓為220V，額定功率為250W。但實(shí)際上由于線路損耗導(dǎo)致壓降，路燈可以在190V正常工作。如果能夠讓線路上的路燈都工作在190V時(shí)，即工作在下限功率、可以實(shí)現(xiàn)路燈的正常工作，且不影響道路的正常照明。

　　通過(guò)測(cè)算，路燈的供電電壓為220V時(shí)，標(biāo)稱(chēng)功率為250W，如果通過(guò)技術(shù)手段使每盞路燈的供電電壓都為190V，工作功率為196W，則路燈采用這一方法后的節(jié)能率為

　　4.2  克服電網(wǎng)電壓升高

　　電網(wǎng)的供電電壓并不是一成不變的，往往會(huì)隨著負(fù)載的變化而波動(dòng)變化。尤其是后半夜城市電網(wǎng)的負(fù)載下降后，路燈照明的供電電壓會(huì)明顯升高，導(dǎo)致耗電增加，路燈變亮，同時(shí)由于供電電壓升高還會(huì)大大降低路燈的壽命。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量，后半夜通常的路燈供電電壓有時(shí)會(huì)升高到240V。

　　可以進(jìn)行估算，電壓升高到240V時(shí)，路燈功率為298W，如果通過(guò)技術(shù)手段使每盞路燈的供電電壓控制在190V，工作功率為196W，通過(guò)這一方法的節(jié)能率為：

　　4.3按需照明

　　按需照明指的是1．目前我國(guó)的道路照明大多是超標(biāo)設(shè)計(jì)，實(shí)際的道路亮度大大超出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2．后半夜行人稀少時(shí)，照明程度可以適當(dāng)降低。按需照明目前的主要技術(shù)手段采用后半夜調(diào)暗路燈的方法。

　　采用這種方法，我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和測(cè)算，節(jié)能率可以達(dá)到50％左右。

　　4.4  降低線損

　　根據(jù)我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一條普通照明道路進(jìn)行了測(cè)試，該道路的實(shí)際功耗為5.2kW，功率因數(shù)為0.887，線路壓降為10V，可以推算出，線路損耗為122W，占全部功率的3％。如果可以通過(guò)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)到0.98，即可實(shí)現(xiàn)節(jié)能率為3％。