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现代城市照明的节电与节约
发表时间:2008-04-25     阅读次数:     字体:【
现代城市照明的节电与节约
胡建中
从上世纪九十年代起,我国的城市照明发展很快。对完善城市功能,改善城市环境,美化现代都市,展示城市特色,促进商业和旅游业繁荣,提高人民生活水平发挥了积极作用。但是,从总体上说,城市照明水平还不是很高,主要表现在:法规和相关标准滞后,照明设计的文化品位和与环境的和谐较欠缺,为了节约能源,缓解电力供应紧张的局面,全国的各行各业均出台了各种措施和方法来节电、节能。城市照明作为用电“大户”受到了各级政府的重视。因此现在许多种新型的节能的城市照明产品被一一推了出来。但是对这此产品的正确使用却出现了重大误解。由于错误码使用了这些产品不便不能达到节电的目的,反而耗费大量电能,更重要的是浪费大量资金。
我市目前正在试验的三种路灯:LED光源照明,利用风能和光能的风光路灯及纳米陶瓷路灯,它们是否适合做路灯,或者是否适合在海南做路灯呢?
LED光源,以其艳丽的色彩,被广泛应用于各类广告、装饰、水下照明、防爆电器等。随着它发光的效率的不断提高,科学界预计:未来30~50年后,LED可能占据照明领域,但是目前或者近十几年它的发光效率还很低(不到高压钠灯的三分之一),造价高光衷严重(光效大幅降低)不可能做为一般照明光源来使用的。所以全世界还没有哪一个国家政府采有这种高造价、低效率、高耗能的照明光源。
LED被广泛宣传为高效节能与长寿命等优点,这使人们产生一些误解,认为LED可以解决夜景照明中的所有问题了。其实到目前为止,小功率LED器件本身发光效率约为25—30lm/W。大功率高亮度LED器件本身发光效率目前约为45—55lm/W。LED单灯功率小,光效低,其驱动电路的功率损耗约占LED器件总功率的20%以上,(其它气体放电灯用镇流器动率损耗约占灯功率10%左右)。由于单个LED光源体积太小,光通量不足,对于夜景照明来说,往往需要成百上千,甚至上万颗LED光源组合才能代替常用照明光源,这就带来LED组合光源与LED灯具等问题。另外,由于LED光源光束发射角小,光源方向性强也造成不是任何场合都适用LED作夜景照明。在使用寿命上,LED器件本身的理论寿命可达10万小时,但在实际应用中影响LED寿命的因素太多也太复杂,除LED器件本身的材料、制造工艺、技术外,供电质量、电压波动、LED颗粒的组合、灯具的设计、控制驱动电路性能、配套元器件、散热、防水防尘、防紫外线及防高低温变化等众多因素和条件都影响着LED作为夜景照明灯的寿命。以理论寿命作为工程应用寿命的宣传,只能误导消费者,使之既浪费资金也浪费电能,同时也严重损害LED的发展前景。
风能和太阳能 风能和太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源,风能和太阳能作为一种巨量可再生能源,每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿万桶石油,可以说是取之不尽、用之不竭。
利用风能和太阳能作为城市照明,它要四大部件构成:风力发电机、太阳能电池板、控制器、蓄电池。
它工作原理是,利用风能和太阳能电池产生电能输出,经过充放电控制器储存在蓄电池中,夜晚当照度逐渐低至101ux左右,蓄电池对灯头放电。蓄电池放电8.5小时后,充放电控制器动作,蓄电池放电结束。
利用风能和太阳能发电在我国的北方地区尤其高原地区应用已成熟,但在南方,特别是海南,如果在每根电杆上用风能和太阳能发电作为城市的照明要考虑到其特有气候条件对它的影响。其一是高温,任何电子产品对高温都是惧怕的,持续的高温将大大缩短电子产品特别是太阳能电池板的使用寿命。其二是空气中的盐化成份,海南的分空中受海洋性气候影响,空气中盐的成份是较高的,它对四大部件的腐蚀是相当强的。其三是台风,在风能和太阳能路灯系统中,结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块,一为电池组件支架的抗风设计,二为灯杆的抗风设计。它抗风至小要可以承受的迎风压强为2700Pa。抗风系数选定为27m/s(相当于十级台风)。其四是紫外线成份。太阳能发电主要是利用太阳光中的紫外线转化为电能,而非红外线。而海南地处低纬度地区,云层较厚,太阳光中的紫外线到达地表时已稀小,所以它转化的电能相对就要少。其五是蓄电池的寿命,现有的蓄电池作为工作用电池来使用,它的寿命不会超过一年。它绝不是像汽车里的蓄电池作为起动电池来用的那样,随时处于浮充电状态,一块电池可以用几年。加之充电与放电之间的电损,它的利用率是相当低的。
以上的列出的所谓的节能路灯产品它的初投资是相当大的,如果它的使用寿命不能达到一定的年限,加上维护费最后来算一笔经济帐,那就会是不节电也不节钱,投入这套系统的钱用来做为电费,十年也用不完,就会和我们提出创建节约型社会的初衷是背道而施的。
近年来随着海口建设规模的不断扩大,海口的城市照明开始步入全面发展阶段,对城市照明灯型、光源、照明器、供电设施等方面分期分批对城市照明设施进行大规模的改造,同时对许多“无路灯、无灯区”做了补装灯工作。因狠抓城市照明工程建设,加大资金投入,着力对广场、路道城市照时设施进行改造建设,使海口的夜景照明有了很大改观。
海口市现约有路灯27000盏,年耗电费在1500万左右,随着城市的发展,路灯数量和耗电量也在增长。据有关要求到2008年要实现城市照明节电15%的目标。作为娱乐之都的阳光海口怎样在打造具有特色城市照明的同时能又能最大限度的做到节电与节约呢?
现有一种新型城市照明灯——高频无极灯可能满足我们的要求。
高频无极灯是基于荧光灯气体放电和高频电磁感应两个人们所熟知的原理相结合的一种新型电光源。由于它没有常规电光源所必须的灯丝或电极,故名无极灯;通常低压气体放电高频无极灯所使用的工作频率为2.5~3.0MHZ,也就是说,高频无极灯的工作频率比普通白织灯和日常使用的电感式日光灯、金卤灯、高压钠灯等灯种的工作频率(50HZ)高出5万~6万倍,比普通节能灯或电子镇流器的工作频率(30~60KHZ)高出约250倍。
高频无极灯作为电光源的换代产品已被越来越多的人们所认可,也已经在许多领域得到广泛应用。它的主要特点如下:
寿命特长。一般的白织灯、日光灯、节能灯、及其它气体放电灯都有灯丝或电极,而灯丝或电极的溅射效应恰恰是限制灯使用寿命的必然组件。高频无极灯没有电极,是靠电磁感应原理与荧光放电原理相结合而发光,所以它不存在限制寿命的必然组件。使用寿命仅决于电子元器件的质量等级、电路设计和泡体的制造工艺,一般使用寿命可达5万~10万小时(相当于5至10年的使用寿命);
节能。与白织灯相比,节能达75%左右,85W的高频无极灯的光通量与450W白炽灯光通量大致相当;
环保。它使用了固体汞齐,即使打破也不会对环境造成污染,有99%以上的可回收率,是真正的环保绿色光源;
无频闪。由于它的工作频率高,所以视为“完全没有频闪效应”,不会造成眼睛疲劳,保护眼睛健康;
显色性好。显色指数大于85,光色柔和,呈现被照物体的自然色泽;
色温可选。从2700OK~6500OK由客户根据需要选择,而且可制成彩色灯泡,用于园林装饰;
可见光比例高。在发出的光线中,可见光比例达80%以上,视觉效果好;
不需预热。可立即启动和再启动,多次开关不会有普通带电极放电灯中的光衰退现象;
电气性能优良。功率因数高,电流谐波低,恒电压供电,输出恒定的光通量;
安装可适应性好。可在任意方位上安装,不受限制。
由于高频无极灯有上述独特的优点,它的综合性能是任何一种电光源所不能相比的,它几乎汇集了所有不同类型电光源的优点,它最终将取代其它类型灯,作为现代城市的照明。
作为现代城市照明除了有节能环保的灯外,要真正做到节电节能,减少照明费用的支出,其它相应的科学管理措施也是必不少的。
要提高科技含量,推广用“三遥”自动控制技术,城市景观照明工程涉及到各行各业,必须对已建的和新建的景观照明工程实行统一管理,同时也必须用现代化的控制技术进行科学管理。要尽快建立全市城市照明控制中心,对全市所有景观照明实行无线电遥控管理,推广使用遥测、遥控、遥信的“三遥”自动控制技术,实行监控自动化,统一掌握定时开关、运行监控、计量测量、故障显示等环节,努力提高城市照明标准体系,制定城市照明工程强制性标准等等。制定城市照明规划建设标准和光污染控制标准,引导城市照明向“高效、节能、环保、健康”的方向发展。
 
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