太原市路灯节能技术的应用

    绿色照明是当今照明界的必然趋势。特别自2003年以来，随着经济的快速发展，全国各地都不同程序地出现了拉闸限电的现象，照明节电又一次受到各界人士及相关部门的重视。太原市道路照明管理处从1999年开始在主管局及市财政的支持下，开始实施大规模节能措施，并取得显著成效，下面就节能技术的应用及效果进行介绍。 
    一、路灯节能工作的必要性 
    1.绿色照明、环境保护的要求； 
    2.现阶段能源紧张的要求； 
    3.养护资金紧张的要求； 
    4.灯光设计过亮，眩光过高的要求； 
    5.电压峰谷期高低不平的要求。 
    二、路灯节能工作实施的前提 
    1.供电部门认可，节能装置对电网无污染； 
    2.实施部门电费为电表计量，电费包干； 
    3.实行节能的街道亮度足够； 
    4.最重要的是上级主管部门和财政部门相关政策。 
    1999年，由于路灯“三遥”工程资金缺口过大，经过与主管局和市财政局协商，同意我处在28条街道实施“半夜灯”方式节电，节余电费可全部用于路灯“三遥”工程，政策暂定三年；2000年10月，我处实行节电器节电后，上级同意节电器节余电费按一定比例上交财政、支付租金、自留使用，政策暂定三年。 
    三、路灯节能技术及措施的应用 
    1999年我处成立了节能领导小组，主要采取以下节能措施： 
    1.半夜灯方式 
    半夜灯节能方式为最早也是最有效的节能方式。半夜灯是指照度较高和城乡结合部的街道路灯，在后半夜人流量、车流量较少，亮度不需要太高的情况下，于23:00以后关闭一部分灯，以节约电能。其特点是：投资小，方法简单易行、着灭灯时间易于调整，维护方便，节电率达到20%以上，但最大的缺点是照度不均匀，然而与路灯无线监控系统配合使用可克服此缺陷。我市实施路灯半夜灯制度的街道，现已有50多条。 
    2.灯光节电器 
    在道路照明系统中，照度受电网电压影响，而电网电压受负荷影响。负荷高峰时，电压偏低；负荷低谷时，电压偏高。通常情况下，傍晚时的道路交通和电网负荷均为高峰，此时电网电压低，导致路灯光源光通量低，路面照度低；而接近午夜时，为道路交通和电网负荷又均处于低谷，此时电网电压偏高，路灯电源发出的光通量高，路面照度高。这种不合理现象，既影响交通安全，又严重浪费能源和资金。
    按电工学原理，在负荷不变的情况下，电能的消耗与电压的平方成正比，节电器就是将电压调低，达到节能的目的。其方式一般有两种，一是运用可控硅调压技术，二是运用电磁调压技术。可控硅调压因其元器件可靠性差，解决不了对电网的谐波干扰，得不到广泛应用和供电部门认可。目前广泛应用的是电磁调压技术，其核心是一种特殊的变压装置。现阶段的节电器已成为集电磁技术、智能技术、数据控制技术于一体的高科技节电产品，具有完美的调节性和节电效果，其特点是：节电率可调，开启、关闭路灯的时间可调，对电网电压无污染、发生故障时有自动旁路功能，操作简便、照度均匀，节电率达到20%-40%，有些节电器还有功率补偿功能。其缺点是维护难度大，投资较高。 
    我处在2000年10月底，在太原市41条街道安装GLX高科技节电器（单体）728 台，平时节电率达30%以上。投资方式采用租贷方式，由节电公司投资安装，以节约的电费支付租金，期限三年半，到期后以每台1元的象征性价格将产品转让我处，到2003年10月底我处已将所有租金支付完毕，除收回成本资金外，还有40%的资金可利用。 
    3.其它节能方法 
    （1）选用高效节能的照明系统 
◆ 光源： 
    ① 用紧凑型荧光灯 ( 节能灯 ) 取代白炽灯与小功率的高压汞灯，一支18W的节能灯的光通量相当于一支100W的白炽灯，节能效果显著； 
    ② 用高光效高压钠灯和金卤灯取代高压汞灯和普通高压钠灯，例：功率为400W的高压汞灯、高压钠灯，高光效高压钠灯（飞利浦系列）它们的光通量分别为22000LM、48000LM、54000LM，分别提高118% 、13%，节能效果显而易见； 
    ③ 采用LED灯取代传统的霓虹灯，其特点是：亮度高；可通过控制器达到多种色彩和图案的变化，功耗小寿命长，同等面积LED灯功率仅为霓虹灯的10%～20%，寿命却是霓虹灯的5～10倍；维修方便、简单。 
◆ 灯具：选用IP防护等级高，反射效率高的照明灯具。 
◆ 电器：气体放电灯具有负的伏安特性，所以必须串联镇流器工作，通常的电感镇流器功耗大，可达到灯本身消耗功率的10%以上，且功率因数为50%左右。
    ① 通常情况为在每盏灯上并联电容进行补偿使功率因素提高到85%以上； 
    ② 采用电感节能整流器取代普通镇流器，可节能5%左右； 
    ③2002年部分厂家推出电感调光镇流器，其特点是在镇流器中多设置一个抽头，利用调节器预设的时间调整输出电压，从而调整输出电流达到节电目的，现有400W→250W 、250W→150W 两种规格，其特点是：节能效果显著、照度均匀、尤其适宜旧街道改造。 
电子镇流器取代电感镇流器，电子镇流器的特点是： 
a.提高电路效率，即降低镇流器的能耗； 
b.减轻重量，尤其是对大尺寸的灯更为明显； 
c.提高多种类型灯的光效； 
d.无闪烁； 
e.消除电源电流谐波且不使用校正电容器就可提供一个接近1的功率因素； 
f.消除可听得见的镇流器噪音； 
g.便于精确地控制灯的功率或电流； 
h.对高压灯能减少启动稳定时间和再启动时间； 
i.更好地控制灯的启动和工作条件，从而提高灯的寿命。 
    电子镇流器的节能效果明显，但因其价格较高、寿命较短而得不到广泛的推广和应用。 
    上述节电方式在太原市得到不同程度的应用，节能效果明显。 
    （2）选用光伏发电系统 
    太阳能光伏照明系统介绍
    选用光伏发电系统，就是把太阳能转换成电能的工作系统。光伏发电有以下特点： 
a.绿色环保，无任何污染物排放； 
b.一般采用6V，12V和24V 的安全电压，可以杜绝触电事故的发生； 
c.运行费用低，维护工作量小，不发生电费，实现了可再生能源的利用； 
d.在输电成本高或根本无法输电的地区尤其适用。 
太原市迎泽大街草坪灯试用的两处光伏发电系统运行近一年效果明显，太原市部分路口提示信号灯亦采用光伏发电系统。虽然光伏发电具有上述优点，但一次性投资大，技术不很成熟，阻碍了它的应用与发展。 
    4.电费计算方法 
采取节能措施的街道当年节约电费为：过去三年街道电费平均值减去该街道当年电费。 
    四、节能效果 
    1.节能效果显著，已达到节能20%以上的目标，太原市从1999年开始实行节能措施以来到2003年底三年多的时间里，节约电费1308.1万元，电能2662万度，除上交财政部分及支付节电器租金外，可利用资金734.2万元，利用节能资金盖起了监控大楼和108个监控点，对部分老旧设施进行了改造，收到良好的社会效益和经济效益，尤其在现阶段经济飞速发展，电力能源紧张到控闸限电的阶段以及路灯养护经费不足的情况下，意义更大； [Page]
    2 建立了光源电器检测中心，加强了对光源、电器、灯具的质量、能效监控，有效地控制了照明产品质量；
    3 利用节能资金对部分老旧设施进行了改造，大大增强了照明设施运行的可靠性和线路损耗；
    4 通过该项目实施及实施过程中的宣传，从上级领导，到规划、设计、建设、施工、维护人员都感受到高效的城市照明节能控制系统的益处，提高了城市照明工作者的节能环保意识。 
    绿色照明利国利民，路灯照明节能是一个非常有意义的工作，在这方面太原市路灯处做了一些尝试，尚在进一步总结经验，以期不断提高。 
    ■  太原市道路照明管理处