城市路灯照明是城市管理的一个重要方面, 它既关系到市民夜晚出行的安全, 又关系到城市夜景的亮化美化, 既要保证道路装灯率达100%, 又要保证亮灯率达98%, 还要尽可能的减少路灯照明的电能损耗和维护费用,因此需要科学认真的管理和采用先进的节能节电技术及手段。泰州市前进机电制造有限公司研制开发的“智能照明节能控制系统”产品很好的解决了保证照明与节电的辨证关系。
1、 路灯照明用电的特点
路灯照明用电与其他民用电有以下两方面的特点:
A、城市路灯通常是彻夜照明, 道路照明全年每天的平均时间为11.5小时, 因此灯具始终长期处于高电压下工作, 因为路灯照明的灯具现在都是采用气体放电灯具, 该灯具的启动电压虽然是220V, 但维持照度的电压190V- 200V就可以了, 因此灯具即使是在220V的电压下工作, 也使灯具的功耗增加, 极易老化, 灯具的消耗较快。这不仅增加了电费的开支, 又增加了设备的损耗和人力、物力以及维护费用。
B、路灯的工作状态和用电量与其使用效率不成比例。傍晚时分行人车辆较多, 路灯使用效率高, 但由于此时电网电压偏低而照度却偏低, 用电量少; 随着时间的推移, 夜晚时分行人车辆逐渐减少, 路灯的使用效率降低,但由于电网电压升高而照度反而偏大过亮,用电量大, 使大量的电能浪费、灯具设备加快老化和损耗。
2、路灯照明节电的潜力
从上述路灯照明用电的特点可以看出,路灯照明用电的浪费存在于以下几方面;
A、从路灯的效用出发, 在保证照明的前提下, 可以减少在实现照明过程中的所有浪费, 如采用智能光源的稳压、降压和调光技术, 消除在夜晚高电压下产生的多余而无谓的功耗, 既可以节省电能电费, 又间接起到保护灯具、延长灯具使用寿命的效果。
B、由于路灯在不同时段利用率不同, 因此针对不同的时段、不同的照明需要进行不同的用电调节, 优化路灯照明分布, 减少路灯在用电低谷时用电的浪费。
C、路灯的巡视和维护是路灯管理中费时、费力、费资金的重要环节, 因此采用计算机智能控制技术、中央集中控制技术和远程通讯技术, 可节省大量的人力、财力、物力。
3、节电解决方案
从用电的浪费中入手实施节电, 兼顾用电与节电需求间的平衡, 实现两者的和谐统一。
智能照明节能控制系统节电的设计思想
针对路灯照明中的浪费情况, 泰州市前进机电制造有限公司研制生产的 “智能照明节能控制系统”产品, 采取在保证用电需求的前提下, 点着灯帮用户节电的设计思路, 从路灯照明的供电源头, 直至使用各个环节中存在的浪费现象, 以及优化路灯照明光源使用分布和方便路灯管理、控制的角度, 对路灯照明的节电提供完整而系统的解决方案。
节电原理
智能照明节能控制系统采用先进的微电脑调控技术, 对不同的时间段、每相单独智能化调压、稳压, 通过不断实时地检测电源输入电压的变化和输出负荷大小的变化, 同步地、经济地改变电压, 使电压始终稳定在设定的不同时段的电压值上, 达到优化供电参数, 减少额外功耗的目的。同时, 可根据用户的需求, 对节电控制、安全运行、保护功能等, 实现遥控、集中控制、远程通讯技术进行监控。
4、节电改造的目标
主要根据每条道路路灯的灯具情况和电源电网电压状况而确定, 但根据我们设备的技术性能特点和已经在各个地区使用的实际效果来看, 我们对所有用户承诺的节电目标为: 使用我们节能设备产品( 普通型)平 均 节 电 率 将 达 到25%以上; ( 高档豪华型) 平均节电率将达到35%以上。
在完成各条道路的节能设备改造安装后, 第二步可将全部道路的智能照明节能控制设备进行联网, 实行远程集中监控, 这样还可节省大量的管理、维护、监控的人力、物力费用, 并有效提高工作效率。
5、具体方案
根据国家对道路照明的有关标准, 结合参照上海市政府下发的 《上海市道路照明节能指南》的有关规定要求, 我们对基于二个方面的节能潜力: 1.通常晚间电网电压会高于标准电压, 致使路灯超功率运行, 不仅亮度超标, 而且缩短了灯具寿命; 2.由于深夜以后的交通流量急剧减小, 适当降低路面亮度水平(但仍符合道路照明标准的亮度规定和要求)对交通没有任何影响。通过对适当的稳压调压控制, 可以节约更多的能源, 同时延长灯具寿命。
我们对智能照明节能控制系统设备一般作如下设置: 晚上11点以前基本采用稳压模式运行, 晚上11点以后至早上关灯时段采用分时段节电模式运行。
当然用户可根据各条道路照明的不同情况, 对每条道路单独、科学的设定节能时间和节能比率。
节电率测试方法。按装一条回路分别在节电状态和旁路状态下各运行5天, 记录电度表的电度数, 计算公式如下: 节电率=( 节电设备旁路状态电度值- 节电设备节电状态电度值)/节电设备旁路状态电度值×100%。
6、综合分析及投资回报
1)直接收益
按智能照明节能控制系统产品正常使用寿命10年计算, 共可节省电费46.4万元; 上述使用的智能照明节能控制系统RZM5- 3W50型号按照7万元/台, 仅以节省的电费只需1年半就可收回全部投资。10年中用户的净收益约为39.4万元。此外, 如果新建的道路照明直接使用该智能照明节能控制系统产品, 还可以替代没有节电功能的 “普通路灯照明控制柜( 大约1.5万元)”, 实际上又可以节省1.5万元/台; 对于旧道路照明节能改造, 原有的照明控制柜可以保留, 然后将该智能照明节能控制系统产品直接接入原有的照明控制柜输出端。
2）间接收益
上述道路使用节能设备后, 由于道路照明系统供电品质得到了改善, 用电设备及照明电压得到稳定, 从而延长了用电设备及照明灯具的使用寿命, 也减少了路灯的维护费用。其中灯具的更换频率下降了300%, 每年可节省灯具费用20000元以上; 更换灯具等产生的维护费用每年可减少4000元以上。
3）社会效益节
省电能消耗符合温总理提出的 “建设节约型社会”的精神、符合国家《“十一五”城道路名称 总功率照明时间/天年照明天数平均节电率节电度节电费(元)XX路 41KW 11.5 小时 365 38.5% 66257.5 46380.25市绿色照明工程规划纲要》提出的城市路灯节电25%以上的要求、符合贯彻国务院《关于做好节约型社会近期重点工作的通知》、建设部 《关于进一步加强城市照明节电工作的通知》精神, 而且极大的缓解我国电力能源紧缺的状况, 于国于民都有利。
4）总体经济效益估算
以我国的小城市全年道路照明电费支出500万元预估, 总体节电率在35%以上, 全年一个小城市城区道路照明电费可节约约200万元以上; 加上间接收益, 全年一个小城市城区道路照明灯具更换及维护费用可节约80万元以上, 整体经济效益非常可观。
泰州市前进机电制造有限公司研制生产的“智能照明节能控制系统”产品可广泛运用在城市道路、公路交通、港口码头、大型企业等道路的照明节电和智能控制方面, 该产品分别获得了国家专利证书、江苏省高新技术产品认定证书、江苏省科技厅“科技成果鉴定证书”、国家节能协会推广证书和泰州市科技进步二等奖等, 产品受到了全国各地用户的赞誉和好评, 为我国节能工作的开展作出了重要贡献,取得了较好的经济效益和社会效益。(泰州市前进机电制造有限公司供稿)