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路灯照明能耗分析与节能途径

2020-04-09 11:46:02      点击:

一、概述

据不完全统计,目前我国国内城市道路照明的总灯数约400万只(套),加上高速公路、工矿企业、机场、码头等非市政照明灯具约100万只(套),总数超过500多万只,并且每年以10%以上的速度递增。其中城市公共照明在我国照明耗电中占30%的比例,约439亿kWh,以平均电价0.65元/kWh计算,一年开支达285亿元,成为各地财政部门的一大负担。

根据2004年国家建设部的统计结果,我国照明耗电大体占全国发电总量的10%-12%。目前国内全年的照明耗电量是三峡水利发电工程全年发电量能力840亿度的两倍多,可以看出路灯照明的节能有很大的潜力,可以带来相当可观的社会与经济效益。

本文在不考虑新光源等革命性新技术的前提下,对传统路灯照明的能耗和节能途径进行了分析和讨论。对路灯节能的可行性进行了论证。

二、路灯照明的能耗分析

目前国内路灯照明光源一般采用高压钠灯、高压汞灯和金属卤化物灯。常用的功率为150W,250W,400W,目前最常用的是250W和400W两种。

路灯照明消耗的能源主要消耗在以下几个方面:

2.1 光源能耗

为光源发光所带来的能耗,也就是电能转化为光能的部分,随着电压升高,光源的功率、光通量和光效也相对增加,但是光效的增加幅度要小于功率和光通量。也就是说增加供电电压增加的功率所带来的增加的光效变小了。

2.2 器件能耗

主要为路灯辅助器件的能耗,包括补偿电容、镇流器、起辉环节的能耗。

2.3 其它能耗

主要包括供电线路损耗等消耗。

三、节能率

为了能对节能效果做一个评价,我们在这里对节能率指标如式3.1进行了定义。

式中,Po为节能前功率,Ps为节能后功率,η为节能率。可以看出节能率为采用节能方法后能节约的能牦百分比,节能率越高,该节能方法的节能效果越明显。

四、路灯照明节能途径

从路灯能耗的分析,我们可以得出以下四个路灯照明节能途径:下限功率、克服电网电压升高、按需照明、降低线损。

4.1 下限功率

以250W高压钠灯为例,路灯的额定工作电压为220V,额定功率为250W。但实际上由于线路损耗导致压降,路灯可以在190V正常工作。如果能够让线路上的路灯都工作在190V时,即工作在下限功率、可以实现路灯的正常工作,且不影响道路的正常照明。

通过测算,路灯的供电电压为220V时,标称功率为250W,如果通过技术手段使每盏路灯的供电电压都为190V,工作功率为196W,则路灯采用这一方法后的节能率为

4.2 克服电网电压升高

电网的供电电压并不是一成不变的,往往会随着负载的变化而波动变化。尤其是后半夜城市电网的负载下降后,路灯照明的供电电压会明显升高,导致耗电增加,路灯变亮,同时由于供电电压升高还会大大降低路灯的寿命。根据现场的测量,后半夜通常的路灯供电电压有时会升高到240V。

可以进行估算,电压升高到240V时,路灯功率为298W,如果通过技术手段使每盏路灯的供电电压控制在190V,工作功率为196W。


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