王宴君

(哈爾濱市路燈管理處，哈爾濱 150001)

城市道路照明LED路燈的節(jié)能技術(shù)研究

王宴君

(哈爾濱市路燈管理處，哈爾濱 150001)

闡述城市道路照明LED路燈節(jié)能技術(shù)，探討電子鎮(zhèn)流器節(jié)能問題。主要闡述不一樣的LED鏈接方式的優(yōu)缺點(diǎn)，對LED驅(qū)動電源設(shè)置做簡要介紹，并分析了阻礙LED燈推廣的原因。

城市照明；LED路燈；節(jié)能

1 路燈照明節(jié)能技術(shù)的使用情況

1.1 缺少準(zhǔn)確設(shè)計(jì)參數(shù)

國內(nèi)一些城市逐漸改變了以前的路燈照明設(shè)計(jì)方法，在很多的路段使用了節(jié)能照明技術(shù)。但在實(shí)際運(yùn)用過程中會有一些干擾因素：比如駕駛員的視覺感受、一般的照明度、燈光和現(xiàn)實(shí)環(huán)境的對比，等等，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)，都要考慮到上述的條件和問題。在這些條件和問題中，照度是最重要的，它是指路面照明的實(shí)際情況和電能消耗的具體數(shù)量，應(yīng)通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出照明所需的科學(xué)數(shù)值，結(jié)合其技術(shù)數(shù)據(jù)，得出準(zhǔn)確參數(shù)。但是，很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前缺少準(zhǔn)確的信息參數(shù)。

1.2 城市路燈照明節(jié)能技術(shù)沒有全面普及

現(xiàn)在，很多城市道路照明開始使用照明節(jié)能技術(shù)，但是，在推廣照明節(jié)能技術(shù)的過程中，也對技術(shù)人員完善節(jié)能設(shè)備提出了挑戰(zhàn)，加大了管理方面的力度。城市道路照明以前應(yīng)用的路燈就是高壓汞燈，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被高壓鈉燈所取代，同時(shí)朝著白熾燈趨勢發(fā)展，它可以很好的降低能源消耗，大力提升照明的效果。不過，這種照明技術(shù)只在一部分城市開始使用，沒有在全國范圍內(nèi)進(jìn)行普及和推廣，還有許多城市仍存在消耗原始能源的不良現(xiàn)象。

1.3 使用高壓鈉燈

上世紀(jì)60年代人們開始使用高壓鈉燈，高壓鈉燈的發(fā)明，加強(qiáng)了城市道路照明體系的發(fā)光效果，但是，還存在一些問題和不足，比如，它的成像比較模糊，沒有穩(wěn)定的特性，從這里面可以看到，高壓鈉燈在照明體系里還屬于發(fā)展階段。市政建設(shè)部門應(yīng)在交通重點(diǎn)路段推廣高壓鈉燈的使用，這樣，可以有效控制照明所產(chǎn)生的成本。

2 推進(jìn)城市路燈照明節(jié)能技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展的主要趨勢

當(dāng)今，世界信息技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展速度較快，在這種背景下，路燈照明節(jié)能技術(shù)獲得了長足的發(fā)展，大大地推進(jìn)了節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步，有很多節(jié)能方案可供大家參考。

2.1 電容補(bǔ)償式節(jié)能方案

現(xiàn)在，人們經(jīng)常使用的一個(gè)節(jié)能方案是電容補(bǔ)償式，這個(gè)方案是在燈泡里添加電感式鎮(zhèn)流器，與其他物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)出的氣體在燈泡里發(fā)光，起到了節(jié)能的效果，底部鐵圈里的鐵芯為電感鎮(zhèn)流器。其工作原理為：工作人員計(jì)算好電流出現(xiàn)的信息數(shù)據(jù)，電流間余弦值的結(jié)果等于或大于1。

電子鎮(zhèn)流器的工作原理：電子鎮(zhèn)流器通常是對交流電展開變換，提高它的頻率，在這個(gè)過程中，應(yīng)使用AC-DC-AC變換電路，適當(dāng)?shù)刈儞Q交流電源的整流濾波，將其變換成直流電后，借逆變器使其成為高頻交流電。電子鎮(zhèn)流器的特點(diǎn)：電子鎮(zhèn)流器在節(jié)電方面的表現(xiàn)優(yōu)異，據(jù)工程技術(shù)人員介紹，它的節(jié)電效果可達(dá)到50%。它本身的能耗特別低，是普通燈功率的5%，同時(shí)，功率的因數(shù)非常高，可以大大提升電網(wǎng)的效率。

2.2 調(diào)壓式節(jié)能方案

調(diào)壓式節(jié)能方案主要有兩種模式：第一個(gè)是利用變壓器進(jìn)行調(diào)壓，第二個(gè)是使用可控硅進(jìn)行調(diào)壓，這兩個(gè)調(diào)壓模式都存在著不同的缺點(diǎn)。但是，社會在進(jìn)步和發(fā)展，新的調(diào)壓模式不斷發(fā)展起來，新的調(diào)壓方式運(yùn)行的原理為：可收集體系運(yùn)行的環(huán)境數(shù)據(jù)信息，計(jì)算電路輸出的實(shí)際功率數(shù)值，計(jì)算得出的功率數(shù)值，調(diào)節(jié)電路中的電壓，使電壓維持在比較穩(wěn)定的狀態(tài)中，并適當(dāng)調(diào)節(jié)路燈的發(fā)光亮度，用較少的電力資源完成調(diào)光任務(wù)。這個(gè)節(jié)能方案將全部資源優(yōu)勢進(jìn)行整合，用很少的電能達(dá)到照明所需的要求。維持了城市路燈電壓的穩(wěn)定性，延長了路燈的使用壽命。

2.3 LED路燈

LED的優(yōu)點(diǎn)：第一，色彩鮮艷，多種多樣，第二，容易控制，第三，可承受高低溫的氣候變化，不但可以滿足城市照明的需要，還可以在景觀照明上發(fā)揮很大作用。白光LED的體積很小，它產(chǎn)生熱量的數(shù)值不高，沒有任何的熱輻射，可保障使用中的安全性。它消耗的電量也不大，能夠在低電壓、低電流環(huán)境下啟動并工作。使用壽命長，與環(huán)境保護(hù)的倡導(dǎo)相適應(yīng)。

2.3.1 LED的連接方式

圖1表示出不同方式的連接，它的表現(xiàn)特點(diǎn)和驅(qū)動器不同，如果單個(gè)LED發(fā)生故障，必須考慮整體電路運(yùn)行的情況和發(fā)光的可靠性，而且還要看到LED燈在性能方面的表現(xiàn)和失效率。

串聯(lián)LED燈的簡單形式具備較多的優(yōu)勢：電路非常簡單，極易連接，電流和亮度一致。這種連接方式的缺點(diǎn)：可靠性能較低，驅(qū)動器輸出電壓過高，對旁路串聯(lián)形式在可靠性方面的要求更高。

混聯(lián)形式LED燈的可靠性能較高，交叉陣列形式可以確保很高的效率，使用范圍非常廣泛，不過，這種驅(qū)動器的設(shè)計(jì)，過程特別煩瑣，同時(shí)，并聯(lián)的LED燈必須是均流電，才能確保其正常工作。

2.3.2 LED路燈在驅(qū)動電源上應(yīng)該注意設(shè)置

LED路燈有兩個(gè)基本形式，一個(gè)是交流式供電，另一個(gè)是太陽能LED，它的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為負(fù)載很小，干擾也非常小。LED驅(qū)動電源在通常的情況下可將交流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將它轉(zhuǎn)換成直流電壓時(shí)要做好電壓以及電流的相應(yīng)匹配。不管是什么樣的形式，在路燈數(shù)量使用較少的背景下，驅(qū)動電源還是非常容易操作和設(shè)計(jì)的。在路燈使用數(shù)量較多的環(huán)境下，應(yīng)加強(qiáng)對驅(qū)動電源的反饋控制，重點(diǎn)考慮環(huán)境溫度這些基本因素。

圖1 LED的幾種不同連接方式Fig.1 Several different connection ways of LED

3 總結(jié)

近些年來，中國正在持續(xù)推進(jìn)綠色環(huán)保照明任務(wù)，之前城市道路照明中存在的一些問題得到了很大的改觀。城市道路照明不只在路燈使用方面有了很大的提高，同時(shí)，它也開拓了LED路燈的市場。如果在更大范圍內(nèi)將LED路燈進(jìn)行更好的推廣，必須要對有關(guān)的技術(shù)進(jìn)行持續(xù)的分析和研究，破除一些障礙因素。

目前，我國城市的道路建設(shè)規(guī)模正在持續(xù)擴(kuò)大，對道路照明的要求和標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高，開始認(rèn)識到環(huán)境保護(hù)是開展城市道路建設(shè)的重要內(nèi)容。進(jìn)入一個(gè)陌生的城市，第一眼看到的和關(guān)注的一定是城市的照明，它是節(jié)能路燈發(fā)展的重要標(biāo)志。所以，國內(nèi)城市照明技術(shù)研究者們要加強(qiáng)對城市道路照明節(jié)能技術(shù)的研究，合理的利用電力資源，減少電力資源消耗，加強(qiáng)對照明技術(shù)的分析和研究，使我國城市道路建設(shè)獲得可持續(xù)性的發(fā)展。

[1] 趙曉燕.照明LED在城市交通導(dǎo)向系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].桂林：桂林電子科技大學(xué)，2017.

[2] 車兆浚. LED光源在城市道路照明中的應(yīng)用研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2016.

[3] 蔣肖肖.路燈照明智能控制系統(tǒng)[M].鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2017.

[4] 羅貞禮.我國城市路燈照明節(jié)能現(xiàn)狀及前景分析[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2013，(09)：53-56.

[5] 楊佳霖.基于城市路燈照明節(jié)能技術(shù)措施的分析與研究[J].中小企業(yè)管理與科技，2014，(14)：134-135.

StudyonenergysavingtechnologyofurbanroadlightingLEDstreetlighting

WANG Yan-jun

(Harbin Street Lighting Management Office, Harbin 150001, China)

This paper discusses the energy saving technology of LED street lighting in urban road lighting and discusses the energy saving of electronic ballast. It mainly explains the advantages and disadvantages of different LED links, makes a brief introduction of LED drive power supply settings, and analyzes the reasons to hinder the promotion of LED lights.

Urban lighting; LED street lighting; Energy saving

TU99

： A

： 1674-8646(2017)15-0050-02

2017-05-10