路灯照明能耗分析与节能途径

　　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，通过这一方法的节能率为：

　　4.3按需照明

　　按需照明指的是1．目前我国的道路照明大多是超标设计，实际的道路亮度大大超出了国家标准。2．后半夜行人稀少时，照明程度可以适当降低。按需照明目前的主要技术手段采用后半夜调暗路灯的方法。

　　采用这种方法，我们根据现场检测和测算，节能率可以达到50％左右。

　　4.4  降低线损

　　根据我们对现场一条普通照明道路进行了测试，该道路的实际功耗为5.2kW，功率因数为0.887，线路压降为10V，可以推算出，线路损耗为122W，占全部功率的3％。如果可以通过技术手段实现功率因数到0.98，即可实现节能率为3％。

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