同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海市杨浦区200092
摘要:改革开放以来,我国的经济得到较大发展,城市化进程不断加快。目前,我国城市道路建设不断发展,而与此相随的是,我国城市道路照明系统的规模越来越大,配备设置较之以往愈发完善。城市道路照明不仅给我们夜晚的出行提供了便利,照亮我们前行的道路,也美化了城市,为城市的夜景增添一抹色彩。然而,城市道路照明系统也存在着一定的问题,其中最显著的就是巨大的能耗问题。城市道路照明系统在点亮我们生活的同时,也消耗了大量的电能,给国家的资源环境带来难题。因而,研究并解决城市道路照明的巨大能耗问题就变得刻不容缓了。根据调查分析数据显示,城市道路照明系统可以从光源的选取、电能的输配、新能源的替代等多方面入手,城市道路照明节能具有非常大的潜力。
关键词:城市道路照明;节能潜力;分析研究
随着经济的不断发展,我国城市道路照明系统不断发展和完善。然而,城市道路照明系统还存在着高耗能等问题。因而,合理有效地进行城市道路照明节能对于节约能源、减少能耗、降低成本等具有重要意义。本文将从城市道路照明节能的原因、城市道路照明节能的原理、城市道路照明节能的效益、城市道路照明节能目前所存在的问题以及城市道路照明节能的潜力等多方面进行分析阐述,旨在为相关单位有效地进行节能提供一定的参考。
一、城市道路照明节能的原因及意义:
1、节能环保的需求:当前,节能环保已成为世界共同的关注点,节能环保技术已经成为了公认的世界性可持续研发技术的首选。而最近几年,我国城市道路照明的能耗在不断加大。针对此,我国制定了《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》等规章制度,明确地对光污染、高耗能等问题做出了规定和要求。因而,加大对城市道路照明节能技术的研发力度,控制城市道路照明的耗能情况,是很有必要的。
2、经济发展的趋势:随着经济的不断发展,人民的生活水平不断提高,在这种时代背景下,人们对于生活的环境和质量有了更高的要求。目前,建设资源节约型、环境友好型社会成为了全人类共同的目标。因而,城市道路照明节能必然是大势所趋,是时代发展的必然结果。
3、照明灯具自身的特点:当今时代,绿色照明节能技术不断发展和完善。在这种环境下,一些企业盲目的跟风,一味地追求产品更新的速度,急于改变企业的产品发展理念,而忽视了照明灯具的设计对于节能照明的作用。事实上,照明灯具对于节能起着不可忽视的作用,照明灯具的设计有着不可估量的节能潜力。
二、城市道路照明节能的原理:
1、城市道路照明节能的核心:在城市道路照明节能系统中,其核心部分是光源与电器。在光源运行的时候,电器将能量进行运输和分配,城市道路照明节能是通过对电器的输入和输出进行合理有效的控制和分配,从而实现城市道路照明节能。
2、通过对控制方式的改变进行节能:在以往的城市道路照明系统中,是通过可控硅移相调压来进行灯具亮度的调节的。而这种灯具设备具有一定的限制条件,不能对大功率的照明灯具进行节能。因而,在经过不断的更新换代,目前市场上所存在的较为广泛应用的是通过改变调节方式进行调控的节能灯具。这些节能灯具种类众多,其按照控制方式的不同可分为集中控制灯具和单灯控制灯具,而按照调节方式的不同可分为固定降压中途调节换档、碳刷无级调节等。虽然这些节能灯具种类各异,但他们的节能原理是相似的,都是将供电系统的输入电压优化,然后采用技术调整的方式改变剩余电压,进而进行节能。
三、城市道路照明节能需注意的几个问题:
1、城市道路照明中的“公变”与“专变”的问题:在大多数的城市道路照明系统中,公用变压器和专用变压器通常是共存的。公用变压器对于城市道路照明的质量影响较大,而专用变压器的供电电压只与自身电流相关。一般情况下,居民在用电过程中,通常都是傍晚电压低,而深夜电压高。基于这种情况,在进行城市道路照明节能的过程中,要通过对自身配置的改变,对电压进行合理有效的调节,以保证灯具的正常稳定运行,合理有效地进行节能。
2、电压过低的问题:倘若城市道路照明系统的电压过低的话,则不利于城市道路照明节能的进行,因为在电压过低的条件下,城市道路照明系统难以进入节能的状态。基于此,在进行城市道路照明系统的设计过程中,应使城市道路照明系统具备独立调节的功能,在电压不符合标准的情况下,能够进行自我调节,以满足照明灯具运行的标准,使其正常、安全、稳定地进行运行。
3、照明灯具自身损耗的问题:由于照明灯具是电磁设备,其常年在进行带电工作。在这种强度的工作下,会对照明灯具的铁磁造成一定的损耗,不仅会对照明灯具的使用寿命造成重大影响,也会严重影响到照明灯具的节能情况。为了有效解决这一问题,应对照明灯具进行一定的优化改造,使其在白天自动进入休眠状态,尽量减少电磁损耗,延长照明灯具的使用寿命,有效地提高照明灯具的节能效率。
四、城市道路照明节能的效益分析:
1、节电率测试与计量方式:
(1)通过合理地设置电能表,对城市道路照明灯具进行测量计算,测定其在旁路状态和节电状态时分别的用电情况,然后根据所测试的值计算其节电率,并要进行检查确认,确保测试记录数据的准确性。
(2)节电率=旁路状态下城市道路照明系统在节电状态的耗能量与旁路状态下城市道路照明系统在正常工作情况下的耗能量的比率。
(3)每季度节电度数:城市道路照明系统在节电状态下季度用电度数为城市道路照明系统用电总数与节电率的乘积。
2、节电效益具体分析:城市道路照明节能的合理运用,不仅可以为国家节省相当一部分的资源,减少能量的消耗,还能带来一定的经济效益。具体来讲,城市道路照明系统的省电总量=城市用电总量×节电率,而节约的用电费用总额=城市道路照明系统的用电总额×节电率。如此计算,城市道路照明系统节能所带来的经济效益也是一笔不容小觑的经济收益。
五、目前城市道路照明节能中所存在的问题:
1、灯具厂商在追求灯具外观方面的投入较大,而收获的效果也比较满意。然而,在光源匹配的技术方面,同样投入较大的精力和较高的财物,且投入的条件也比较适宜,但是所产生的效果却并不理想,产品的性能效果远远比不上产品的外观。
2、由于城市道路照明的灯具存在光效低、配光不合理等问题,因而造成上射光、眩光等光污染,或者存在因地面照度不均匀而产生过度照明进而形成浪费现象的发生。
六、造成城市道路照明节能问题的原因:
1、光学反射技术的研发成本高,企业不肯轻易投入:由于光学反射技术的研发成本较高,而其带来的经济效益却相当有限,机会成本较高,因而不符合企业的投资目的,所以企业不肯在这方面大量投入,这就造成了城市道路照明节能不充分的问题。
2、光学反射技术的研发时间长、难度大,企业缺乏耐心:光学反射技术的研发时间较长,研发的难度较大,而企业的人力、物力有限,无法长时间在这上面投入,且一些企业缺乏研发的耐心。
3、企业缺乏先进光学反射技术的专业人才与技术开发手段:进行光学反射技术的研发需要较为先进的研发技术和手段,也需要一些专业性的人才,而大部分的企业缺乏这些技术手段,专业性人才也难以招聘,而这些都在制约着光学技术的研发。
七、城市道路照明节能的潜力:
1、道路照明的节能潜力:合理有效地使用灯具配光,通过光学反射原理将光源发出的光通量充分地利用起来,并且根据实际需要对其进行光强分布。此外,把造成光污染和形成浪费的上射光和眩光进行充分有效的回收利用,合理的进行资源配置,通过提高光的利用率来进行节能。而且与其他国家相比,我国的城市道路照明节能的标准较低,由此可见我国的城市道路照明节能具有一定的潜力。
2、泛光照明的节能潜力:近年来,我国开始建设夜景照明的城市,而这些夜景的亮度普遍较强,而这也给城市道路照明带来一定的可节约的资源。我们要做的就是发现夜景照明的节能潜力,并有效地进行节能。
3、建筑物轮廓灯照明的节能潜力:我国城市照明中,建筑物轮廓灯照明是常用地一种方式。在进行建筑物轮廓照明的过程中,注意使用优质产品以及环境温度对灯的影响。
4、广告标识照明的节能潜力:当前,广告数量增长迅速,而且广告面的亮度越来越高。而这样光的利用率较低,对资源是一种浪费。广告标识照明也有着巨大的节能潜力。
结束语:
综上所述,我国的城市道路照明系统有着巨大的节能潜力,要合理运用相关的技术手段,充分发掘城市道路照明系统的节能潜力,合理地运用能源,有效地节约资源。
参考文献:
[1]乔柱,刘伊生,廖雅双,等.城市道路照明节能潜力研究[J].电力电子技术,2016(12):38-41.
[2]肖辉乾,赵建平.我国城市照明节能潜力分析[J].建设科技,2009(18):54-55.
[3]李玉平,张伟,赵桂根,等.城市道路照明灯具中的节能潜力探讨[J].城市照明,2009(4):12-15.
[4]杨翠,胡国辉,曹晓峰,等.城市道路发光二极管照明设计标准研究[J].光源与照明,2014(4):25-28.
[5]黄伟坚.浅析某城市道路路灯改造节能潜力[J].建设科技,2017(9):65-67.
[6]杨建忠.浅谈LED路灯在城市道路照明中的应用[J].工业c,2015(4):00118-00118.