道路照明节能技术的新发展——单灯节能技术的应用

摘　要：本文主要阐述了无锡道路照明的发展过程，及对各种道路照明节能手段的比较分析，并且对单灯节能镇流器的使用的实际情况作了论述。
关键词：道路照明节能技术 节能效果 可变功率镇流器

　　在经济不断发展，社会日益进步的今天，城市以惊人的速度向四周扩张。与此相应城市道路也快速增长，城市照明设施数量大幅增长，随之而来为道路照明所支付的电费也不断增长。以下是无锡从2000年——2006年市区道路照明年耗电量和年电费表：

　　由此看来，2006年耗电量和电费是2000年的4.59倍，城市照明系统的电能消耗相当可观，其中尤以道路照明为最，与现在建设节约型社会的矛盾也日益突显，因此道路照明节电已经成为倍受关注的课题。
　　伴随道路照明的发展，我处对道路照明节能技术当作重大课题坚持不懈地进行了研究。主要经历了以下四个阶段：
　　第一个阶段（上世纪80年代末——90年代初）：我们主要采用后半夜关闭半侧路灯的方法作为道路照明节电的主要措施。主要思路是管线设计时，使道路两侧路灯使用不同电缆供电，然后利用配电箱内的时控装置，在后半夜23：00点以后关闭单侧路灯。这种方法的优点是简单易行，投资少，节能效果明显，可达50％，缺点是只能针对双侧布灯的道路，并且实施后道路照度横向均匀度严重偏低，对单块板宽度较宽的道路以及有中央隔离带的道路几乎不能使用。
　　市内采用该方法的道路有：运河东路，新洲路，锡梅路等
　　第二个阶段（1995年－2002年）：我们主要采用双电缆供电的方法作为道路照明节电的主要措施。其主要思路是在设计时，道路每侧路灯使用双电缆间隔供电，然后利用配电箱内的时控装置，在后半夜12点以后关闭整条路半数路灯，使路灯间隔照明。这种方法的优点是关闭单侧路灯后道路照度总均匀度有明显提高，节能效果明显，可达50％。缺点是实施后道路照明纵向均匀度下降，尤其是单侧布灯的道路，建设投资大，增加了一倍主电缆和管道。
　　第三阶段（2000年——2004年）：我处开始使用在配电箱内加设调压设备，对道路照明系统进行集中降压节电，这种方法大致分三种类型：可控硅斩波技术、自耦降压式调控技术、微电脑智能控制技术。这种方法优点是设置灵活，易于对已有设施改造，对路灯电网具有一定的电压保护作用，缺点是节能效果不稳定（视电网电压而定）一般为15％～18％，对处于送电半径末端部分路灯运行具有一定影响，有时会产生“欠电压现象”导致路灯无法点亮。
　　第四阶段（2005年——现在）：近几年来节能技术发展很快，国际知名光源电器研发机构相继推出了单灯节能产品，我处在广泛调研、充分论证的基础上，于2005年在钱荣路首次采用VS两段式节能型电感镇流器进行单灯分时段降功率的节能技术。这种方法的思路是：在灯具内部用变功率镇流器替代传统镇流器，路灯在前半夜以额定功率运行，后半夜光源以额定功率的60％运行。由于这种镇流器安装在灯具处，因此，适用于各种道路布灯方式和光源组合方式，尤其对于原有道路照明工程，只需更换电器就能改进系统，既方便改造施工，又降低改造成本。下面将从理论和实践两方面进行说明：
　　(一)理论：以无锡市主干道路照明中使用最多的400W高压钠灯为例(无锡地区一年开灯为4150小时,每度电0.52元，镇流器自身消耗为15%计算)：
　　年耗电：460瓦*4150小时=1909度，电费：1909度*0.52元/度=992.68元；
　　使用单灯节能技术后，每套灯切换功率时间为5.1小时，则：
　　年耗电：5.1*365*460+（4150-5.1*365）*460*60%=1487.92度，
　　电费：1487.92度*0.52元/度=773.72元

　　由上表比较可见：一年节省电费218.96元。使用单灯节能技术每套灯增加额外成本约300元，投资回收期为1.37年。
　　（二）实践：经过半年的运行，我处选择VS两段式节能型电感镇流器在钱荣路进行的单灯分时段降功率的节能试点，效果相当明显：
　　钱荣路道路为三块板结构，在两侧机非隔离带内安装12米高双挑路灯，机动车道为400W高压钠灯，非机动车道为250W高压钠灯共有双挑路灯150套，设计总负荷为3×170.2安培，总功率为112.33KW，按无锡地区年开灯时间为4150小时计算，年耗电量40.46万度，照明电价为0.52元/度计，该路年耗电费为：21.04万元。
　　使用单灯节能技术后，未进行功率转换时实测三相总电流为A相185.7安培,B相162.8安培,C相为167安培,道路平均照度为38.5LX,总均匀度为0.44；转换功率后实测三相总电流为A相125.2安培,B相105.8安培,C相为107.3安培,道路平均照度为21.5LX,总均匀度为0.42。经电表计量年耗电量31.54万度，每度电价为0.52元，该道路使用单灯节能技术后年耗电量为：16.4万元，节电率22.05%。
　　单灯节能技术不光对于400W和250W光源有着不错的节电性能，对于其他不同型号的光源，同样具有不错的节电性能。
　　（三）结论：在城市建设日益现代化，宜于人居的今天，道路照明节能的理念也在发生着变化，不再只是单纯追求节约电能为目标，而要考虑效能、环保、宜居等综合因素。尤其是在道路照明这类关系民生的公用基础建设上，可靠地维持道路交通安全所需的必要照度是我们考虑的第一要素，如果片面追求节能而使道路交通安全得不到保障，这样的节能是本末倒置，也是得不偿失的。在此基础上，考虑半夜人车流量减少，适当降低照度，节约电能。通过以上四个阶段四种节能手段的比较可以看出单灯节能法在节能效果,道路照明质量，建设投资这三方面指标均有不错的表现，是目前实现道路照明节能的最有效手段。
　　因此在钱荣路试点获得成功后，我处先后在钱威路、中南路、长江南路、钱皋路、锡兴路、锡士路、运河西路、新华路、通江大道等工程中相继使用，在建的锡沪路、金城路、342省道、江海路、机场路也即将使用。预计到今年年底我市将有1.2万盏路灯安装上变功率节能镇流器，运用此项技术，每年节约道路照明用电244.8万度，年节省资金127.3万元。此外由于在半夜降功率使用，延长了光源的使用寿命，也减少了城市道路照明的维护经费的支出。
　　随着科学技术的发展创新，城市道路照明节能技术向智能型、绿色能源型发展。 有的采用监控人流车流量对道路照度作智能化调控；有的采用太阳能、风能替代电能作为道路照明的能源，有的运用大功率LED作替代光源。但考虑投资、技术性能、环境评价、环保等综合因素目前还不具备推广运用的条件。
　　总之，我处将密切关注照明领域的科技发展，将成熟、可靠、稳定的新技术、新产品及时运用到我市的道路照明建设与管理中，提高为全市公用事业服务的水平。