摘要：我国是一个能源紧缺的国家，建设节约型社会是步入21世纪一个重大发展战略目标，城市道路照明在满足交通安全和城市美化的同时，开展节能工作不仅迫切需要，而且大有可为。本文就如何以科学、合理的方式，实现道路照明系统节能，阐述个人的一点体会。
关键词：道路照明；节能方式；节能减排
引言：国家建设部、发改委发出的《关于加强城市照明管理促进节约用电工作的意见》通知，文中指出“大力推广节能技术，提高电能利用效率；严格按照照明设计标准规范进行照明设施的建设，不得超标准建设；推广采用高效照明电器产品和节能控制技术”等以上规则。随着我国经济建设的高速发展，社会城市化建设突飞猛进，因此，与之相匹配的城市道路照明的改造和新建工程也急剧骤增。但是伴随而来的是能耗的大幅度提高，特别是近年来能源价格大幅度提升，使电力耗费成为负担。因此，路灯的节能必然成为一种趋势。
一、城市道路照明的节能的紧迫性
机动交通道路设置照明的真正目的是在夜间为驾驶员提供良好的视看条件，使他们能及时察觉路面上的障碍物、过往行人以及其他车辆，以达到在道路上安全、迅速和舒适行驶的目的。一些新建、改建的道路照明水平已超过甚至大大超过国家规定的机动车照度标准。电能是应用最广的一种能源方式，也是能源消耗中最主要的组成部分。电能作为重点节能项目之一，绿色照明显得越来越重要，因而要节能，节电很关键。城市路灯照明系统的耗电量相当大，因此，道路照明节电开始越来越受到人们的广泛关注。作为城市最基本的电力需求之一，城市道路照明用电在我国用电总量中占据着一定的比例。在我国日益严峻的能源资源和电力供应条件下，倡导绿色照明，保护环境，节能减排工作迫在眉睫。在进入二十一世纪的全新时期，国家着力建设资源节约型和环境友好型社会、发展低碳经济的发展战略，对城市道路照明行业节能减排提出了更高的要求。本文结合城市道路照明行业特点，探讨节能工作。
二、城市道路照明的节能措施
1、道路照明光源的合理选择
合理进行节约电能的照明用具与光源的选择，这是节能问题的重要环节，进行照明用具的选择时，要选择能耗低、经济性强、维护费用低的设备，在确保照明用具发光效率高的前提下，尽量保证照明用具的显色性与光色性好，合理使用照明用具，延长其使用寿命。同时，对配套设施的选择也要合理，选择与气体放电配套的镇流器，保证启动设备的性能。
道路照明采用的传统光源类型有高压钠灯、金属卤化物灯、紧凑性荧光灯等。由于高压钠灯的光通量比相同功率的金卤灯高40%左右，而且透雾性能较好，因此在城市道路照明工程中使用非常广泛。随着LED光源等技术的逐渐成熟，绿色节能照明已经逐渐在许多大中城市得到了推广和应用。其中，LED光源具有绿色环保、安全可靠、质量稳定、安装维护简便、使用寿命长等特点，已经应用在了道路照明、城市造型景观照明、绿地照明、广告灯箱照明及家居照明等地方。LED光源基本可以达到与高压钠灯同等的效果，而且耗电量比高压钠灯大大降低了。虽然LED灯具一次性投入较高是其发展的瓶颈，但高压钠灯的更换成本和后期维护费用却是LED灯具的五倍。由此可见，LED灯具不但能比高压钠灯节能，且更换成本和维护费用节省的多。所以，LED光源在城市道路照明方面的广泛应用必将是大势所趋。
2、低损耗的路灯供配电线路
从供配电系统的经济合理性角度考虑，城市道路照明配电线路供电半径一般最长可达800米。随着灯具与供电端之间距离的增加，供电电压逐渐下降，有可能出现远端电压不能满足光源正常工作所需的维持电压的情况。应针对不同道路路灯设置情况，合理选择路灯配电电缆，将线路损耗、电压降控制在合理的水平，不应只考虑前期电缆一次投入而造成后期较大的线损，综合考虑，尽可能在线损、电缆投资之间找出最佳的契合点。因此，照明线路设计时在考虑工程投资的同时，应选用合适的供电电缆截面，既能满足线路的负载能力，也能保证压降与线路损耗在合理的范围内，降低线缆的温升，同时还能延长整个线路系统的寿命，减少了维护维修率。
3、合理选择照度水平
在现行CJJ45《城市道路照明设计标准》中，根据道路的用途，城市道路照明可分为主要供机动车使用的机动车通行道路照明和主要供非机动车与行人使用的人行道路照明两类。机动车通行的道路照明分为快速路与主干路、次干路、支路等三级。
城市道路照明设计要依据我国行业规范和标准CJJ45进行，在进行照明设计时要做好前期的调研与准备工作，进行城市道路设计要考虑道路的形式、路面的平剖度、路面的反射率以及交通设计等，针对道路等级、行车速度与交通量等综合选取道路照明标准，特别应注意交叉口及人行横道需做照明加强处理。在选取合适的照明标准后，应注意设计值不应超标过多，部分设计师在设计阶段过度考虑设计冗余值，次干路的设计照明值都已达到主干路的标准，造成较为严重的浪费；或是设计僵化，采用LED光源设计时，其功率密度值基本与高压钠灯相当，由此的过度浪费或造成较严重的光污染。因此，在设计标准确定后，设计人员应严格把关，在满足规范的前提下，尽量降低照明能耗，优先选用高效节能光源，使节能从设计阶段就融入整个工程之中，从设计源头做好路灯的节能措施。
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4、节能减排，设计先行
照明节能是绿色照明工程的一个重要组成部分，这在我国“绿色照明工程实施方案”中提出的宗旨已经有清楚的描述，而绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品。因此，作为整个照明工程的第一道工序，设计首先要确定合理的照度标准，选取适应的照度方式，正确选用与场所特点和使用要求适应的照明器材，合理布灯，选用先进的控制系统，设计最优的配电线路，保证必要的照明质量。但道路照明的实现方式又是多种多样的，在设计阶段不仅应加快推广灯具效率在80%以上的高效节能灯具的应用，同时还应充分考虑光源、灯具、电器附件的自由空间，因此不是只有一种方案才能达到最佳的效果，在设计时，我们应根据《城市道路照明设计标准》和《城市道路照明工程施工及验收规范》的要求，从变压器的节能等级（目前路灯新装变压器节能等级不低于13系列）、控制方式、电缆材质的选择（铜缆比铝缆电阻更低），再到灯具、光源、镇流器、电容、触发器的选择，都应选择性能高、节能性强的设备。这些设备自身在实现从电到光的转化过程中都有能源损耗，在满足城市照明各项功能需要的基础上，提高城市照明系统功能的能效，降低系统能耗，从设计上把好城市照明节能工作的第一关。
5、高效节能的路灯控制系统
对路灯开关的控制必须是准确、安全的，对无论是微机控制、光电自控，还是传统的人工控制只要合理控制好启闭时间都能起到很好的节电作用。采用自动时间控制开关对长夜灯与半夜灯进行控制，且考虑照度均匀度的影响，仅考虑关闭景观装饰性灯具和人行道侧单独设置的照明灯具。对车行道的主照明灯具，建议采用降压等方式降功率运行。在道路照明工程中，照度会受电网电压的影响，电网电压和用电负荷则有着直接的关系，用电负荷低谷时电压偏高，用电负荷高峰时电压偏低。上半夜和后半夜的电网用电负荷则是差别比较大的。这种现象，既影响交通安全，又严重浪费能源和资金。将智能稳压降压节能装置安装在路灯的控制端，可通过内置的智能控制器或可编程控制器、时间继电器、光敏控制器等，对节电系统的工作曲线进行自动控制。人流量较小的后半夜，在保证合适照度的前提下，采用该装置降低较高的电压，从而调控整条线路上的负载节约电能。
6、提高功率因数
因无功电流经过线路线路上的电阻会导致电能损耗使功率因数降低并增大电力损耗使路灯的照度降低不利于道路照明。电容补偿道路照明采用的光源，基本是气体放电灯，其功率因数一般在0.45以下，从而使回路电流大，在线路上产生的损耗相当可观。《城市道路照明设计标准》中，要求气体放电灯应加电容补偿，补偿后功率因数应不小于0.8。但标准中并没有明确是在电源处集中补偿，还是分散补偿。目前国内城市照明行业采用的电容补偿方式两种均有。笔者认为，由于路灯设施是均匀分布在道路纵向两侧，低压配线较长，所产生的损耗主要发生在这一段。采用电源处集中补偿方式，并不能减少低压配线的耗电。而采用单灯分散补偿，无疑减少了这一段线路上产生的损耗，将起到较好的节电效果。对电力负荷的增减进行充分考虑，以便采用不同的容量移相电容组改善功率因数。另外对于负载率不足的变压器应断开或更换轻载变压器并在线路中增设自动调压功能节能器，以保持电压的稳定使灯具可在额定电压下作业，以起到很好的节能效果。
7、大力推广绿色、节能、环保、可再生能源
随着太阳能路灯的发展，太阳能及风能等新型绿色能源进入人们的视野，采用清洁可再生能源，节约电能，节能环保。在风能或太阳能较为充足的地方，部分支路路灯考虑利用清洁可再生能源即风能、太阳能供电，即考虑设置风光一体太阳能路灯，路灯用电由太阳能及风能转化而来。在白天，每盏路灯通过太阳能板及风机将太阳能、风能转化为电能储存在蓄电池中；到夜晚，蓄电池将电能提供给光源，路灯为道路提供照明。整个过程，都是直接利用清洁的太阳能或风能，绿色无污染、节能环保且是一种可再生能源。
三、结论
能源是人类生存和发展的重要基础，经济的发展取决于能源的发展，在中国和世界上大多数国家面临的能源危机，因而节约能源是加速我国经济发展的重要途径，从而城市道路照明设计部门的各级领导和设计人员都应该根据科学发展观中建设节约型社会的要求，积极探索城市道路照明系统节能的方法，对路灯节能给予高度的重视。城市道路照明节能工作任重而道远，在满足照明要求前提下，针对不同的路灯类型和环境因素，合理选择节能措施，在最小的改造投入下，力求达到最大的节能效果，降低维修成本，实现资源的合理配置。
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论文作者:樊元志,周密
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：节能论文; 城市道路论文; 路灯论文; 道路论文; 光源论文; 钠灯论文; 电能论文; 《基层建设》2017年第30期论文;