路灯系统节电技术的应用比较

王颖

(天津经济技术开发区现代产业区总公司天津300480)

0 引言

近年来，随着我国城市建设规模的扩大和建设水平的提高，作为道路照明及景观照明的路灯系统在城市亮化过程中起到了重要作用。与此同时，路灯耗电量也日益增多，路灯电费和日常维护费用支出日益增多。因此，如何在保证路灯照度、景观灯美观的前提下，对路灯系统进行节电改造就显得尤为重要。

1 路灯节电技术综述

目前,路灯节电技术从大类区分可分为以下三类:改进路灯控制方式、选用高效灯具、使用绿色能源。

1.1 改进路灯控制方式

对路灯系统可进行半夜灯控制、调压控制及调电流控制方式以达到节电的效果。

“那我试试。”向来抵触朝敏数落的他，这回却认真地答应了。在儿子发生这样的变化以后，他也意识到孩子走上偏道跟自己错误的示范和教育不无关系，他的确是该收敛一些了。

1.1.1 半夜灯控制节电

半夜灯控制是指在道路交通流量下降、行人稀少时，熄灭部分（通常不超过50%）路灯的运行方式，其节电效果显著，综合节电效率可达到40%以上。但与此同时，采用半夜灯控制以后，路面明暗相间、均匀度严重下降，驾驶员开车易引起疲劳，对路灯的照明效果有一定程度的影响；另外由于关掉了一半路灯，变压器的负载率下降，输出电压升高，会对光源和电器的寿命有不利的影响。因此，半夜灯控制方式适用于对道路照明要求一般的城市和地区，该方法节能效果显著，但维修费用也会有所上升。

1.1.2 调节电压节电

特征特性：鲜食、全粉型品种。生育期91天，株高50.3cm，叶片深绿色，茎绿色，薯型为椭圆形，薯皮黄色、光滑，薯肉淡黄色，芽眼深浅中等、周围红色。单株块茎数7.8个，单株薯重0.57kg，平均亩产2234kg，商品薯率85%，裂薯率较高。干物质18.88%，淀粉16.1%，蛋白质2.20%，维生素C含量35.0mg/100g，还原糖0.31%。中抗晚疫病，抗重花叶病，抗卷叶病毒病，中抗早疫病。适宜在福建晚疫病轻发区春季、冬季和秋季种植。

目前市场上现有的路灯调压节电器一般安装比较简单,投资相对较低，此方法对现有最为普遍的气体放电照明灯具（如高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等）路灯系统的改造项目最为适用。

长期以来，我国杂交水稻种子生产以传统方式为主，机械化程度低，耗费巨大的人力、物力，成本高。湖南农业大学唐文帮教授及其研发团队经过10余年研究，实现了杂交水稻轻简机械化制种，在降低杂交稻种子生产成本、促进产业化等方面取得了重大突破。

近年来,随着LED照明光源发光效率的提高及散热技术的逐步完善使得LED灯具逐渐具备了应用于路灯照明的技术条件。同时，近几年LED灯具价格的逐步降低又进一步推动了LED灯具广泛应用于路灯照明的进程。与传统光源相比，LED路灯节能效果明显，节电率通常可达到50%，且主要照明指标可以满足相关道路照明标准。不过与传统光源相比，LED价格仍然较高，且光衰问题有待进一步考证。

同时，所有气体放电灯在使用过程中都采用一个1.6-0.8的维护系数，使灯具亮度比设计值（寿命终止亮度）高出40%-20%，当灯达到寿命终点时，其亮度正好达到目标设计值。根据这一特点，采用降压节电的方法可以补偿灯具的这一老化过程，在保证灯的正常亮度的条件下，实现节电20%-40%。

在电力供电的系统中，为了减少输电过程中的线路损耗及用电高峰时造成的未端电压过低，往往都是以较高的电压传输。因此，路灯所消耗的功率都较高，特别是午夜后用电低负荷处于低谷时，电网电压更高，升高的电压使得路灯的发热量增加，造成了能源浪费。与此同时，电网电压偏高或电网存在瞬变、谐波等因素，会导致灯胆发热而大幅度降低灯具的使用寿命，造成维修量及维修费用大幅增加。因此,在用电网负荷处于谷值时采用降电压的方法,在节电的同时也可以有效的延长灯具的使用寿命。

表1是高压钠灯在不同电压下功率、光通量与额定电压工作时的对比：

相对电压（100%时为额定电压）

表1 不同电压下钠灯功率、光通量与额定电压工作时的对比

目前，路灯大多采用气体放电灯具（以穿透力最强的钠灯为主），此类灯具的物理特性决定了在灯具启动时需要较高的工作电压，而启动后灯具两端的工作电压可以适当降低。灯具的功率与电压的平方基本成正比关系，即如果电压下降为原来的90%，功率下降为原81%因此，可以根据电网的电压和交通流量，适度的降压，这样既保证了照明的质量，又大幅度节约了电能消耗。

Frequent winds in evening during sowing, be careful of deep snow in autumn.

一般繁华地段，晚上七八点钟，人车流量最大时，正好用电高峰，此时路灯正常点亮，在九点用电高峰过后，路灯电压逐步上升，灯光耗电和亮度也逐增，此时人车流量相对高峰期有所减少，12点过后，路灯电压继续上升，人车流量继续下降，而此时路灯灯光反而最亮，灯温急剧上升，电压在不平衡时最高可达到250伏以上，使得部分灯管过早老化，造成能源不能合理利用，设备无法合理保护。调光电器正是基于此因诞生的产品，其系统一般由调光镇流器、触发器、定时控制器和光源组成。调光镇流器相对传统钠灯镇流器增加了一组高阻抗线圈，定时控制器的功能是达到设定的时间后把镇流器的高阻抗线圈切换的点灯线路，降低光源的工作电流，从而降低光源的亮度，达到节能的目的。目前市场上比较成熟的产品有400W变250W、250W变150W、150W变100W三档产品。此类产品对已经安装传统电器的路灯，无需更换灯头，只需要更换电器就可以实现节能的目的。

切换功率以后路面照明的均匀度不会受到影响，但平均照度会有大幅度的下降，因此适合后半夜对照度要求不高的路段。

1.2 使用高效灯具节能

在路灯系统中通过使用高功效灯具也可达到节电效果,目前较为常用的高效灯具有LED灯具、无级灯、新型高压气体放电光源等。

1.2.2 无极灯

1.2.1 LED灯具

由于“一带一路”倡议所包含的国家较多，范围较广，涉及的不同国家之间有本国特有的税收政策，而且这是我国企业与国外企业大规模进行的贸易，除了要考虑到自身的情况以外，还要顾及沿线国家的经济环境，因此新策略之下的税收要想有效实施还面临一些挑战。能否相对完美地去解决这些挑战和问题是我国众多企业走出去的重要奠基石。

9QP-840型草地盘齿式破土切根机结构简图在此省略。切根机与拖拉机三点悬挂链接，拖拉机动力由动力输出轴、万向节、变速箱传至刀轴，采用中间齿轮转动的方式，由高速旋转的刀轴带动盘齿式切根刀正传强制刀齿持续入土切根；刀齿撕裂板结层土壤，刀齿根部到顶部一次入土，将接触的土壤向两侧和底层压缩，防止翻垡、扬沙；配套动力44.1kW(60马力)以上，切根机幅宽2.4m，刀轴可安装6～8组盘齿式切刀，每组3把刀，易拆卸，作业间距30～50mm可调；根据草场改良工艺要求，螺杆、螺管式调节装置保证实现耕深100～200mm可调。

无极灯作为一种新型的高效节能照明新光源主要由高频发生器、耦合线圈、灯泡三部分构成。无极灯顾名思义没有电极，也就是没有灯丝，抗振动能力强，因此寿命要比一般的钠灯、荧光灯长3～5倍，能达到50000小时以上，适合用在不方便进行维护的场所，由于EMC等技术瓶颈，目前无极灯的光效不高，只有70～80lm/W，最大功率一般只能达到150W，且价格昂贵，光源体积庞大，不适合大规模用在路灯领域做功能性照明。

（4）多功能整合性。商业综合体一般都能够提供包括了休闲、娱乐、采购等一条龙式的消费服务，这种完善的设施配置以及完整的消费服务能够对消费者形成和保持较大的吸引力。

1.2.3 新型高压气体放电灯光源

1.1.3 调整电流节能

基于对法律人类学新整体主义认识论反思视角下的再反思，秉持旧整体主义法律认识论的“结构混乱”所指称的是，“当前乡村社会内部村庄两套甚至多套正义观和价值系统，它们互相冲突却能在乡村社会找到村庄的基础” [9]。显然，中国农民的法律意识并非从整体上构成现代法制知识体系的对反，农民对待法律知识的态度是暧昧不清的，甚至是高度工具主义的。一旦现代法律规则开始在乡土社会扎下根，区别于国家主义法制观的“本土情境”显然面临说服力和解释力的不足。

目前市场上还有一些新型高压气体放电灯光源，以PHILIPS公司的COSMOPOLIS为代表，该光源相比传统高压钠灯、金卤灯光源，具有以下优势：

（1）尺寸更小，比传统光源减小50%以上，更加利于设计反光器，使灯具效率达到一个更高的水平。

（2）发光效率更高，比高压钠灯高10%以上，比金卤灯高30%以上；

（3）相比高压钠灯有更优异的显色性（Ra＞65），夜晚更利于行车安全；

但目前该系列的大功率功能性照明产品推出时间不长，而且全部需要进口，价格昂贵，国内用户很少，可靠性和性能尚需要时间来验证。

1.3 使用绿色能源

在实际应用过程中，也可考虑采用太阳能、风能等绿色能源作为路灯的电力来源,目前较为常用的方式是采用风光互补作为电源，但由于绿色能源受气候影响很大，需要安装蓄电池作为能源补充。由于受太阳能板转换率、风速及蓄电池使用寿命制约，太阳能和风能灯具的功率一般不超过70W，另外，亮灯时间受天气影响不稳定，不太适合主干路照明使用，太阳能电池板目前价格比较昂贵，如采用蓄电池作为补充电源则需要定期更换，维护费相对较高。较为适用于庭院、厂区内等对照明要求不高的道路。

2 路灯节电方案的比较结论

各种路灯节电方案的优缺点及适用范围如表2所示：

综上所述，在对现有路灯系统进行节电改造时要根据实际情况选择方案，在改造后满足照明要求的前提下，对项目投资、灯具使用寿命、后期维护费用等因素进行综合考量，以确定最为合理的改造方案。

表2 各种路灯节电方案的优缺点及适用范围比较