就城市路灯照明节能工程中遇到的种种情况加以综合分析和阐述, 其中涉及到路灯节能的现代技术, 节能理念。从路灯节能产品开发、路灯节能工程实践等方面, 综合分析了节能工作中的一些误区, 并提出合理化建议。
2 照明节能理念
2.1 "以人为本"节能和"情景照明"节能的重要性
节能应是在不影响正常照明的同时, 极大限度地节约能源, 保护灯具和延长灯具使用寿命。
对不同场合, 制定出相应"以人为本"、"按需调亮"、"情景控制"的节能模式, 节能技术要保证实现的可行性, 这样, 才能消除照明节能的负面影响或使影响极小化。
既然照明是以人的感受为目的, 根据生物效应, 傍晚人尚未适应暗环境, 所以需要高亮照明。商场人少时可以降低亮度, 人多的晚上和节假日,需要高照度。路灯是城市文明的象征, 同时也要满足交通安全和社会治安要求, 但路灯隔盏亮和半夜灯, 又将导致40多米的阴影, 难以保障交通安全和社会治安, 是得不偿失的节能方法。
面对照明节能的新挑战, 有许多自身的客观规律, 而这些规律可能一时还难以理解, 但却是科学的。比如高速公路隧道白天需要高亮度照明, 商场白天也要少节能或不节能, 路灯傍晚最需要高亮度照明(医院统计, 此时交通事故最多)等等。
2.2 "无条件保障照明"理念
"无条件保障照明功能", 对路灯管理部门非常重要。照明节能是锦上添花的事, 不能由于节能, 导致路灯故障, 尤其是灭灯现象的发生。因此, 在系统设计路灯节能产品时, 必须考虑,设备任何部件损坏时, 将自动系统旁路, 该亮灯时出现灯熄灭现象, 系统自动旁路, 实现无条件保障照明。
2.3 HID金卤灯钠灯预热问题
很多HID金卤灯钠灯经销商希望去除预热时间, 或将预热时间调到1m in, 理由是, 哪怕半分钟的节能, 都将影响到节电率, 否则胜算的可能性就是对手。
再加上路灯管理部门以前也没有预热的概念,所以节电设备供应的双方或多方, 都被"强制"不需要预热时间, 一心追求节电率。
HID灯的启动分2个过程, 点火时不稳定的"辉光"放电和10m in后的"弧光"放电,"辉光"放电严重影响灯具寿命, 因此希望时间越短越好。为减少"辉光"放电时间, 点灯后必须维持足够长时间的额定预热电压。
从外部看, 如果灯电流开始下降到稳定运行电流, 则开始结束"辉光放电"; 从温度看, 如果灯管温度达到稳定温度, 则开始结束"辉光放电"。为使"辉光"尽快结束, 必须维持比较高的电压, 发出更多的热快速加热灯管。
有些公司把充分预热说成是如"煲汤", 需要"急火"烧开, 然后"文火"长时间炖, 可节省能量,这种比喻也不妥帖。开灯时钠灯或金卤灯, 在额定电压或全电压下充分预热10~ 20 m in, 对灯管寿命有极大影响, 对节电率损失却可忽略不计(路灯照明时间一般每天10h, 600m in)。
2.4照明节能的"慢斜坡软启动"危害
电机启动时, 由于通电电网电源频率50H z, 而此时电机从静态开始, 电机转速频率为0, 因此瞬间形成频率短路, 启动电流高达额定电流的3~ 8倍, 持续时间直达电机正常运转( 最长达10s以上) , 对配电线路、设备和电网都造成危害。因此需要电机软启动、变频启动和星三角启动, 以减少电网冲击。
HID 灯启动, 由于补偿电容的原因, 合闸瞬间( 2ms, 0.002s) , 有很大启动尖峰电流, 和电机启动堵转不一样的是, 这种尖峰电流不会因为降低电压启动而减小许多, 因为这是电容电压突变引起的电容充电电流。如果没有补偿电容, 这种启动电流也就不存在, 如果补偿电容存在, 降到100V 启动也会有这种短路瞬间电流存在。
应该说, H ID灯存在启动电流, 但不是象电机那样额定值的许多倍, 只是1.2~ 1.3倍, 而且这种电流是与灯温度相关, 必须10m in以上加热到稳定温度, 电流才会下降。
另外, 电感式日光灯, 每开关灯一次, 会降低许多寿命, 因此如果短时间关灯离开, 还不如不关灯,原因是开灯时多次高压辉光点火, 严重损伤灯的阴极, 特别是电网电压低, 频繁多次不断启动, 大大缩短灯的寿命。
开灯前期的辉光过渡阶段, 影响灯具寿命, 而充分点燃后稳定的弧光放电, 不影响灯具的寿命,因此H ID灯要在足够电压下充分预热20m in, 然后将电压缓慢降低, 稳定电弧, 降低灯管温度, 延长灯具寿命。
HID 路灯, 同样采用电感高压点火启动, 如果采用"慢斜坡降压软启动", 每天启动点火将增加到100多次或更多(如果电压不足, 每秒将重复点火50次) , 如果开灯电压足够, 点火1~ 2次就能启动。因此"慢斜坡软启动"将严重损伤灯具。
有些公司还将"启动大电流"导致能量浪费作为宣传, 这是无任何科学道理的。
采用"高频PWM 交流稳压调压器"技术的路灯节电器, 由于电压的高速无级连续调节, 假设软启动是科学的, 将很容易实现。节能公司应秉着科学态度, 认真考虑这个问题, 不要炒作这些概念, 误导照明节能技术。
3 与传统思维观念、技术规范的冲突
3.1照明线路末端电压
在以往不注重节能的时代, 路灯设计需要考虑末端电压, 其电压值要保证灯具额定电压的下限以上。建设部"十一五"城市绿色照明工程规划纲要实施细则中规定, 在电网电压不稳定的地方可采用稳压或降压装置, 但照明线路末端电压不应小于198V。这是保障灯能点燃的必须条件。
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