王　蔚

（秦皇島市市政設計院，河北 秦皇島 066000）

低壓直流供電技術的市政路燈應用技術探討

王蔚

（秦皇島市市政設計院，河北 秦皇島 066000）

本文針對LED驅(qū)動電源易出故障，維護艱難等問題，通過對LED基本發(fā)光原理和其電源需求的分析，提出在對市政路燈進行節(jié)能改造的時候，對220V交流電進行內(nèi)部集中整流，把電流的傳送方式進行調(diào)整，即交流電轉(zhuǎn)換為直流電，應用于市政路燈，直流電供電不僅能夠解決LED驅(qū)動電源易出故障等問題，而且還能延長路燈的使用壽命，從而實現(xiàn)對道路高效照明的目標。

LED發(fā)光；低壓直流電；道路照明；能源利用；節(jié)能環(huán)保；低碳經(jīng)濟

0.前言

隨著我國環(huán)境的污染和人們對汽車需求量的增多，以及資源的有限性，研究和發(fā)展新型燃料汽車刻不容緩，目前，我國科學家對新型電動汽車的研究已經(jīng)取得了空前的進步，然而電動汽車卻沒有在市場上得到充分地應用和普及，究其原因，是因為基本設施如充電樁、充電站等設施并沒有跟上充電汽車發(fā)展的腳步，直接導致了充電汽車在我國市場上得不到充分的發(fā)展。在我國，照明用電在所有用電量中占很大一部分，而其中道路照明用電要占到所有照明用電量的25%～30%。傳統(tǒng)的LED照明存在著功率大、易出故障、維護艱難、能源利用率低等重大問題，造成我國電能資源的大量浪費。因此，改造傳統(tǒng)的LED照明，研發(fā)功率大、能效高、耐用的、適應環(huán)境能力強的LED路燈是當前市場上所面臨的緊急問題。而無論是電動汽車還是LED路燈，都需要把交流電轉(zhuǎn)換為直流電這一要求，因此，本文提出了對交流電流進行集中整流，轉(zhuǎn)換為直流電，從而使路燈得到供電的同時也能夠設立基礎供電設施為來往的電動汽車進行供電。如果這一舉措能夠得到應用，不僅能夠解決用電難的問題，還能響應國家節(jié)能減排的號召。

1.低壓直流供電技術的市政路燈應用技術的必要性

1.1LED照明的電源需求

首先，要想解決問題就得從根源入手，所以我們要探究LED的發(fā)光原理以及其照明要求。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前道路上使用的LED路燈是包含LED光源的整體發(fā)光結構。LED光源實際上是一個整體發(fā)光芯片，它是由許多大功率LED顆粒通過先串后并的混聯(lián)方式組合而成的。單個LED就是一個二極管，因此使LED發(fā)光的條件就是在二極管兩端施加一定的正向電壓，從而激發(fā)P-N結傳導電流。工作電流與功率和亮度相關。LED的功率不同，電流就不同。一般來說，發(fā)出的光越多，那么肯定是需要供給的電流越高，功率也就會越大，從而會對電能產(chǎn)生較大程度的不合理利用。

1.2電源故障分析

一般來說，電源和LED芯片是共同裝在一個燈具狹小的空間內(nèi)，而燈具又會不定時地處于室外惡劣的天氣環(huán)境下，因此必須將燈具進行密封，而由此帶來的嚴重散熱不暢的問題又使研發(fā)人員感到頭痛，LED路燈在炎熱的夏季工作時可達到70℃的高溫，這不僅會使路燈的使用壽命嚴重降低，還容易引發(fā)安全故障。而路燈的整體密封的特點使得工作人員無法對零件進行現(xiàn)場拆卸更換等維修操作，從而增加了維修成本。因此，電源問題一直是LED燈不能占領市場的主要原因，使用單位熱情減退，所以電源問題在路燈的研發(fā)過程中至關重要，應引起足夠的重視。

2.解決對策

2.1LED燈與電動汽車充電系統(tǒng)一體化

直流供電給LED路燈并且建設LED市政路燈一體化滿足電動車充放電的需求，即實行LED燈與電動汽車充電系統(tǒng)一體化，可以實現(xiàn)充分利用路燈資源并且普及電動車的目的。LED路燈和直流充電樁一體化設備具有檢測、控制和通信功能，能夠?qū)⒙窡艉碗妱悠嚨臓顟B(tài)發(fā)送到主站。主站系統(tǒng)能夠檢測和控制城市范圍內(nèi)LED市政路燈充電樁。這其中包括LED開關狀態(tài)以及充電樁的工作情況。系統(tǒng)還能夠統(tǒng)一發(fā)送開關命令給監(jiān)控范圍內(nèi)的LED路燈，從而集中管控路燈，還可以統(tǒng)一調(diào)整開啟調(diào)峰充電模式的電動汽車?；ヂ?lián)節(jié)能改造的多條路段可以形成低壓直流供電網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡穩(wěn)定性高并且安全，還可以開發(fā)對新能源的使用，它結合大容量電動汽車充換電站，可以對減輕整座城市電力系統(tǒng)的壓力。

一體化需要的設備結構有電源模塊、LED市政路燈、通信模塊等。

2.2采用直流供電

目前對于密封燈具的電源散熱問題得不到良好的解決方案，那么我們可以另辟蹊徑，將分散的驅(qū)動電源從燈具轉(zhuǎn)移到地面上來，集中到地面進行集中處理。直流變壓器被集中在地面，不僅可以控制溫度，而且可以使轉(zhuǎn)換效率提高，同時也解決了維修難的問題。如果低壓直流供電模式能夠被應用于LED路燈，那么LED路燈用電將會更加安全，LED燈壽命也會變長，而且能夠為電動汽車的發(fā)展提供有利的條件。

結語

總而言之，該技術具有良好的社會、經(jīng)濟和環(huán)保效益。

節(jié)能減耗，節(jié)省電費上億元，減輕了國家的財政負擔，并且減少了有害氣體的排放，對環(huán)境起到了保護的作用，降低了人們對煤炭等不可再生資源的依賴，節(jié)能效益十分明顯。

此外，還可推動節(jié)能事業(yè)發(fā)展，響應國家節(jié)能減排的號召。當前國家提倡建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，而節(jié)能減排是發(fā)展的重要方向。增強人們的環(huán)保儀式，對人們?nèi)粘ＯM行為和消費習慣產(chǎn)生了影響，增強環(huán)保文化的建設，對智慧城市的建設起到了良好的推動作用。該方案能夠通過改進節(jié)能路燈和發(fā)展電動汽車等方面來實現(xiàn)。

低碳是當今時代發(fā)展的趨勢，從長遠來看，低壓直流供電技術的市政路燈應用技術符合低碳經(jīng)濟的發(fā)展方向，有利于環(huán)保，除此之外能夠帶動相關企業(yè)發(fā)展。電動汽車等節(jié)能方式必將成為未來的發(fā)展方向成為主流，發(fā)展低碳經(jīng)濟、倡導低碳消費已成為現(xiàn)在新的經(jīng)濟發(fā)展方式，相信在不遠的將來必將會成為主流。只有真正促進低碳經(jīng)濟的發(fā)展，才能使中國的生態(tài)環(huán)境有一個大幅度的提升，才能更好地推動中國整體經(jīng)濟的發(fā)展。

［1］殷樹剛，劉建明，趙羨龍.基于低壓直流供電技術的市政路燈與電動汽車充電樁一體化系統(tǒng)［J］.電網(wǎng)技術，2014（3）：152.

［2］趙立文.市政路燈工程施工安裝技術要點及問題分析［J］.建筑工程技術與設計，2015（3）：201.

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