路灯照明节能改造办法之应用对比分析

路灯节电 路灯照明节能改造办法之应用对比分析路灯照明节能改造办法之应用对比分析 一、节能灯 工作原理：通过电子线路控制电流，使用三基色荧光粉实现高节能比例、高光效、高显色指数的目的。1、优点：节能灯比高压钠灯节能 50%以上，光效 70LM/W，价格经济。2、缺点：节能灯照射的距离短，照度不能满足。节能灯普遍光衰 10-20%，节能灯寿命在 8000 小时左右，后期维护费用高；点评：节能灯主体适合于商业照明、家居照明及厂房照明，不适宜道路照明。二、单灯节电器 据调查，各地城市道路照明每天的平均时间为 11.5 小时，其中，晚上 22 点后，道路上车少人稀，即便是繁华街道，午夜 24 点至清晨 6 点，也罕见行人和车辆。毫无疑问，在低交通流量上的道路上仍然保持原照明的亮度，不能按需调控照明亮度，显然是白白的耗费能源和费用。从光源来看，现有的路灯大多使用的是高压纳灯，其设计寿命虽为 20000 小时（45 年），但由于电压波动影响，实际使用寿命远达不到此数，而我国许多地区的电网波动严重，有些地区甚至超过额定电压的 15%，特别在后半夜，由于电负荷减少使得电网电压有时接近 237V245V，致使路灯灯泡的实际使用寿命大大缩短，一般为 11.5 年。更换灯具的劳动工作量大，而且容易发生危险和工伤事件，造成维护费用居高不下。因此，在节能方式上采用深夜关闭部分路灯的办法，既不科学也不全面。路灯节电 三、大功率 LED 路灯照明 大功率 LED 路灯照明通过一种半导体发光材料，实现高效节能、环保、高显色性、长寿命的目的。1、优点：其一，LED 作为点光源，如果设计合理，很大程度上可以直接解决传统球状光源必须依靠光发射来解决的二次取光及光损耗问题；其二，对光照射面的均匀度可控，理论上可以做到在目标区域内完全均匀，这也能避免传统光源“灯下亮”现象中的光浪费；其三，色温可选，这样在不同场合的应用中，也是提高效率、降低成本的一个重要途径；其四，技术进步空间依然很大。2、缺点：其一，LED 路灯模块化的可靠性仍需加强，由于驱动电路等原因也会造成 LED路灯的失效。其二，无论是单点还是多点光源的 LED 路灯都存在着散热难的问题。由于散热问题不易解决，光衰会较大，5000 小时发光效率会下降到 30%。如果想用加大电压电流的方法提高光效，很容易造成 LED 芯片损毁的现象。其四，LED 路灯射程短，因此 LED 路灯还需要进一步加强如何在较高高度下工作的研究。其五，LED 路灯造价较高，不利于推广普及。虽然目前初步解决了 LED 路灯的散热问题，但是过高的价格和过重的灯头仍然会阻碍 LED路灯的普及。3、穿透能力差。点评：大功率 LED 照明的普及应用无论从价格、技术、质量综合方面还处于一种过渡阶段，如大面积推广使用现阶段还不成熟。四、高低频无极灯 该种光源同大功率 LED 照明同属第四代新光源，它是通过电磁感应（无灯丝、无电极）方式触发灯内壁的三基色荧光粉发光进而达到高光效、高节能比例、环保无污染、长寿命的路灯节电 目的。优点：高功率因素、长寿命、宽工作电压、高显色指数、高节能比例。备注：低压钠灯还可以与无极灯、LED 配套使用，但最佳选择还是金卤灯。节能效果评估：400W 高压钠灯配备 90W 低压钠灯+70W 金卤灯，合计功率 160W。460W-160W=300W/460W=65%250W 高压钠灯配备 55W 低压钠灯+35W 金卤灯，合计功率 90W。287W-90W=197W/287W=68%缺点：前期投资成本偏高些，需要部分的维护成本，主要针对一致性差的光源。点评：低压钠灯与金卤灯在道路应用上形成了良好的互补，且两种产品在国内技术已经是相当成熟，性能也比较稳定，在市政工程上应用灯光效果是比较理想的选择，深圳的滨海大道就是使用的这类节能产品。整体投资成本偏高一些，需要更换专门的双光源路灯灯头，整体成本为 1500 元/套左右。总 结 路灯节电 作为市政工程改造项目批量推广使用，作为投资者首要考虑是产品质量的稳定性及符合照明场所最基本的照明要求，其次才是理想的节能空间。一味追求节电效果是不可取的，结果只是得不偿失。另外就是产品的性价比，即项目改造的投资总体成本与整体节能效益要成正比，具备一定的投资取向。反之，这种投资是不值得的。综上所述，目前应用在路灯改造领域的节能产品，本人凭借在照明领域十年的实践经验及对市面多元化节能产品的认知、与照明节能领域的多位资深专业高级研发工程师反复探讨与交流，向贵司郑重推荐最后两者节能办法。作为第四代新光源 LED 照明与高低频无极灯产品无论从产品技术、市场、质量、价格、稳定及灯具配套综合方面还有待成熟与完善。在市政工程批量使用上面需要谨慎，三思而后行。总之，任何产品有利有弊，不能十全。上述后两者节能产品技术难点相对低，这样可以大幅度降低投资成本。缺点：;其一，光效高频为 55-63LM/W，低频 80LM/W，光效有待提高。其二，功率上不去，高频最高规格为 165W。低频 210W，在路灯替换领域照度不是太理想，射程短，穿透能力差。其三，散热问题是限制大功率无极灯的瓶颈，主要体现在泡体散热及配套灯具的散热上面。其四，行业内技术的稳定性、元器件的一致性，批次量产优质的高频无极灯达标的合格率平均为 90%，优质的低频无极灯为 95%。且穿透能力差。点评：高低频无极灯与大功率 LED 照明同属过渡阶段，由于路灯改造属市政工程，从投资角度来说，产品的稳定性是改造的前提，其次才是节能空间，综上所述无极灯在市政应用领域从技术性能、质量稳定方面还需要一个跨度时期。五、传统路灯节电柜 该节能设备主要通过降低线路整体电压，实现节能的目的。1、优点：安装简单，在箱变后根据功率负载大小及线路实际情况量身定做，此种投资比较经济，节能比例在 20-30%之间。路灯节电 2、缺点：受线路实际电压的影响，节能效果不显著且不稳定，如果线路环境电压只有210，那么节能空间就非常小，并且末端的路灯可能处于半亮或不亮的状态。如果箱变前端的线路电压过高，会导致前端部分路灯烧毁。这样对光源的危害会很大，维护成本会很高，出现“节电不节钱，治标不治本”的现象。在此过程中，由于降低电压，照度亦会作出相应的“牺牲”。点评：上述情况是路灯节电柜近二年在路灯节能应用推广过程中所总结的教训。所以到现在为止，此种节能办法已逐步被淘汰。当今国际上流行的节能方式是采用智能调控技术，这不同于国内目前一般的可控硅斩波和自耦降压的技术。它充分考虑城市道路照明的实际状况，依据人体工程学中的视觉理论，采用现代控制论中的最优控制方法，实现对路灯电流及照度的动态智能化管理，既 TPO 管理（TIME 时间/PLACE 地点/OCCASION 场合）。此项技术的基本思路就是：在繁忙的时段，控制路灯保持原设计的照度；接近午夜时分，道路上人少车稀时，开始自动调整电流，通过对用电电流的智能控制，减少后半夜因城市整体的用电减少所引起的。设计思路：根据不同时段、不同路段对照度的不同需求，实行智能化控制，实现按需所供，避免浪费。兼顾克服电网电压波动、弥补集中调压式因线损电压降低带来的对灯具的寿命的影响。该产品利用扼流线圈降低电流，达到降低功率的目的。扼流线圈的切入受 MCU 电路控制，利用嵌入式单片机对扼流线圈实现智能控制。在保留路灯原有线路的基础上，增加节能扼流线圈及 MCU 智能控制电路，进行降电流节能。六、双光源混合照明：低压钠灯+金卤灯混光型节能路灯 低压钠灯是利用低压钠蒸气放电发光的电光源，在它的玻璃外壳内涂以红外线反射膜，是光衰较小和发光效率最高的电光源。低压钠灯发出的是单色黄光，用于对光色没有要求的场所，但它的“透雾性”表现得非常出色，特别适合于高速公路、交通道路、市政道路、公圆、庭院照明，能使人清晰地看到色差比较小的物体。低压钠灯也是替代高压汞灯节约用电路灯节电 的一种高效灯种，应用场所也在不断扩大。产品特点：1、独特的灯具配光及外型设计，有效的克服了道路照明中的眩光问题，提高了被照路面亮度，有效减少了眩目光；2、反射器采用真空镀膜技术，有效提高灯具光反射效率 15%以上，大大提高了系统效率；3、利用金卤灯高光效（80-100lm/w）、高色温（5600K）、高显色性（95Ra）的特点有效的克服了低压钠灯色温低（仅为 1800k）及显色性差的缺点；4、利用低压钠灯高光效的优点（200lm/w），提高整体系统亮度；5、整体寿命延长，低压钠灯可达 20000h，金卤灯可达 12000h，有效降低系统维护费用；6、电子镇流器有多项智能保护，开路保护、短路保护、160V-260V 恒功率输出，功率因数 98%以上，有效降低系统输入电流及无功损耗；7、与现有高压钠灯在等亮度前提下节能达 50%以上；采用调光型节能可达 60%以上；8、与现有高压钠灯相比提高了灯光的色温及显色性，提高了灯光的照明质量。路灯节电 混光照明系统优势：以低压钠灯这一目前世界上最节能、发光效率最高的光源为基础光源，与其它高效节能型光源进行混光设计，既有效地利用了低压钠灯的高光效特性，又有效地改变了其单色光（纯黄光）的对于人眼及物体的不良照明感觉。经综合测试，其混光后的色温已达到近 3000K，远远超过了同功率的高压钠灯之显色性50Ra；节电效果明显，达到 50%以上。低压钠灯（寿命 20000 小时），平均 3650 小时/年，可用五年。