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城市道路照明节能浅谈

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-05-18  来源:华北电力大学 (102206)  作者:乔生繁  浏览次数:2107
核心提示:进入“十二五”时期,国家建设资源节约型和环境友好型社会、发展低碳经济的发展战略,对城市道路照明行业节能减排提出了更高的要求。本文结合城市道路照明行业特点,从城市道路照明设施设备存量节能和增量节能两个方面,探讨节能工作。

摘 要:进入“十二五”时期,国家建设资源节约型和环境友好型社会、发展低碳经济的发展战略,对城市道路照明行业节能减排提出了更高的要求。本文结合城市道路照明行业特点,从城市道路照明设施设备存量节能和增量节能两个方面,探讨节能工作。

关键词:城市道路照明 节能 管理

从住建部《关于加强城市照明管理、促进节约用电工作的意见》和《城市绿色照明工程规划纲要》的颁发,节能工作已经成为各方关注的一个重点。在满足城市道路照明要求的前提下,最大限度地降低能耗,是道路照明行业迫切需要解决的问题。北京市城六区(东城、西城、朝阳、海淀、丰台、石景山)道路照明的电能消耗约占总负荷的千分之三,年耗电量在两亿千瓦时左右,在节能降耗方面可有作为。下面,笔者从北京市城市道路照明存量(现有投运)设施设备和增量(规划建设)设施设备两方面,探讨节能工作。

一、存量设备节能方法

(一)采用合理高效的开关灯控制

精确路灯开关灯控制。为提升道路照明的精确控制水平,北京城市道路照明管理部门在路灯“三遥”和地理信息系统的基础上,建立了模型化、动态化、可视化、智能化为一体的城市道路照明监控指挥中心。目前该系统已经完全实现了根据北京地区每天的日出日落的不同自动调整开关灯时间,而且还可以通过设定在城区内不同位置的光敏探头,测定实际照度,从而保证在特殊天气情况下按需分区域人性化开关灯。另外,在政治活动道路照明保障和节假日期间,可以根据要求实时制定亮灯方案,并投入运行,从而降低了路灯电费开支。

分级推广半夜灯控制方式。北京市城六区半夜灯运行模式是特定路段路灯于凌晨0点在双排路灯或双光源灯具内熄灭一排(一盏)路灯,在早晨关灯前90分钟的时再恢复,收到了较好的节能效果。但目前的半夜灯存在着方式单一、控制道路等级不清的问题。城市核心区和辐射区实际照明需求区别很大,更科学合理的方式应该是在越偏远的地区越应该更早关闭半夜灯,更晚恢复点亮半夜灯。2011年,北京城市道路照明管理部门将半夜灯分出两级:一级半夜灯在23:00熄灭,凌晨也不再恢复点亮,主要适用偏远地区和非重点地区;二级沿用目前的半夜灯设置模式,24:00熄灭路灯,早晨熄灯前90分钟的时再恢复点亮,并尝试在人员、技术条件具备时向三级甚至四级推进,以实现更精准的控制,在不影响照明服务的前提下可收到可观的节能效果。

(二)加强设施设备精益巡修维护

进行灯具清洁擦拭。路灯灯具在运行一年以后,通过对灯具表面、反光板的附着尘埃进行有效擦拭,可提高光输出。在条件允许的情况下,巡修维护人员每年进行两次擦拭,较为理想,一次是在开春雨季前(惊蛰前后),擦拭可防止尘埃随雨水进入灯具内;第二次是在中秋节后,小飞虫已基本绝迹,可以一次性清除灯具内的小飞虫尸体,而且未上冻前更适宜擦拭工作。去除影响路灯运行树木枝叶。体型较大的树木(如国槐、银杏、梧桐)在北方城市种植较多,巨大的树冠枝叶围住路灯灯具,使得灯光不能有效照射到路面,形成树与灯的矛盾。特别是夏季靠近灯具附近的树枝,如果及时有效去除,能提高2-3倍路面光照度。加强设备特别巡视维护。夏季暴雨、冬季大雪、秋季强风等极端天气,都会对城市道路照明设施设备造成很大的破坏,需要运行维护人员及时进行设备巡视检修,查看配电室、工井是否被雨水冲泡、灯杆是否被融雪剂腐蚀、灯具是否被大风掀翻,以及其他附属设施设备是否完好。

(三)及时更换低效高耗能设备

由于历史原因,北京还存在一小部分能耗较高的非节能设施设备,如老旧变压器、低光效灯具和一些汞灯光源。随着国家各项节能减排政策的推出,这些设备将被列入淘汰行列。根据相关技术改造原则,在运变压器的节能等级不低于9系列,新装变压器不低于11系列,进行变压器技术改造是节能的一个突破口。2010年住建部和发改委联合印发的《加强城市照明节能管理严格控制景观照明》,文件中已将高压汞灯列入淘汰行列,北京城市道路照明管理部门大范围、大规模汞灯改造工作已接近尾声,初步估算可实现每年节电305万千瓦时。

同时计划淘汰其他老旧非节能灯具,在不增加能耗的情况下实现更高的照度、更好的均匀度,从而实现节能。

二、增量设备节能方法

(一)把好设计源头第一关

照明节能是绿色照明工程的一个重要组成部分,这在我国“绿色照明工程实施方案”中提出的宗旨已经有清楚的描述,而绿色照明是指通过科学的照明设计,采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品。因此,作为整个照明工程的第一道工序,设计首先要确定合理的照度标准,选取适应的照度方式,正确选用与场所特点和使用要求适应的照明器材,合理布灯,选用先进的控制系统,设计最优的配电线路,保证必要的照明质量。但道路照明的实现方式又是多种多样的,根据《十一五“城市绿色照明工程规划纲要》中的主要目标第六条”灯具效率在80%以上的高效节能灯具应用率达到85%以上“的规定,但同时在满足目标之后也还有光源、灯具、电器附件的自由空间,因此不是只有一种方案才能达到最佳的效果,在设计时,我们应根据《城市道路照明设计标准》和《城市道路照明工程施工及验收规范》的要求,从变压器的节能等级(目前路灯新装变压器节能等级不低于11系列)、控制方式、电缆材质的选择(铜缆比铝缆电阻更低),再到灯具、光源、镇流器、电容、触发器的选择,都应选择性能高、节能性强的设备。这些设备自身在实现从电到光的转化过程中都有能源损耗,在满足城市照明各项功能需要的基础上,提高城市照明系统功能的能效,降低系统能耗,从设计上把好城市照明节能工作的第一关。

(二)推广应用高效、长寿、安全的节能设备

积极推广应用适用的节能电器设备。电磁感应无极灯在北京市的华灯节能改造、步道灯和隧道灯安装中得到了成功应用,以其高效率(功率因数0.98、光电转化效率略低于高压钠灯)、高显色性(显色指数80)、长寿命(6万小时),获得了认可,可以尝试大范围、大面积应用。虽然在行业标准和技术手段上还存在很大的提升空间,但是毋庸置疑,LED路灯的节能效果十分明显,且还皆有显色性好、寿命长等特点,北京城市道路照明要持续跟踪关注,并积极探索进行试点应用。为适应半夜灯运行、后半夜负荷减少造成的电压升高,可推广应用有载调压变压器,既能延长光源使用寿命,又能减少光源制造过程的能源消耗。变功率镇流器可以弥补单排路灯或隔离带宽的道路无法实现半夜灯的先天缺陷,通过镇流器的调整实现光源功率的改变,如把400W钠灯降低到250W,在车少人稀时实现相应的光照调节,可有效节能。

(三)尝试路灯合同能源管理

合同能源管理, 在国内广泛地被称为E M C(Energy Management Contracting)。EMC公司的经营机制是一种节能投资服务管理;客户实现节能效益后,EMC公司才与客户一起共同分享节能成果,取得双嬴的效果。路灯合同能源管理属于照明节能合同能源管理模式在道路节能照明方面的应用,也称电费包干,是一种以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能改造投资方式。这种节能改造投资方式允许用户使用未来的节能收益为工厂和设备升级,降低目前的运行成本,提高能源利用效率。EMC目前在国内处于起步阶段,北京城市道路照明管理部门也可尝试。

 
 
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