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關鍵詞:LED照明燈;道路照明節(jié)能改造;高效照明;碳減排量 引言
隨著能源危機的加劇,節(jié)能減排成為共識。我國也把控制溫室氣體排放作為積極應對全球氣候變化的重要任務,國家“十二五”規(guī)劃明確提出了“到2015年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低16%,單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放降低17%”的約束性指標。目前我國照明用電占全社會用電量的12%左右,因此在照明行業(yè)推廣使用高效節(jié)能的照明產(chǎn)品,對于節(jié)能減排和照明產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計,地級以上城市,每年路燈耗電量達1000萬度以上,電費支出超800萬元,二氧化碳排放量達7000噸。因此,為積極貫徹和落實國家“節(jié)能減排”的方針政策,實施城市路燈節(jié)電改造是城市節(jié)能減排的一項重要措施,也是用實際行動建設低碳生活的重要舉措。
同時,國家發(fā)展改革委辦公廳已《關于開展碳排放權交易試點工作的通知》,批準北京、天津、深圳等 7省市為試點開展碳排放權交易工作,計劃于“十二五”期間逐步建立龐大的國內(nèi)碳排放交易市場,但由于國內(nèi)碳交易市場處于剛剛建立和起步階段,如何科學有效地計量某些項目層面碳減排量或減排潛能仍然是一個技術難題,而各個行業(yè)作為碳交易的重要參與方,也必然需要盡快的建立相應的行業(yè)規(guī)范、科學適用的溫室氣體核算體系,以使各行業(yè)完成的減排量具有公信力和可交易性。
1 LED節(jié)能路燈定義及其特點
LED路燈(Light Emitting Diode,發(fā)光二級管)即半導體照明燈。它是一種基于半導體PN結形成的用微弱的電能就能發(fā)光的高效固態(tài)光源。LED路燈與常規(guī)高壓鈉燈路燈不同的是,大功率LED路燈的光源采用低壓直流供電、由GaN基功率型藍光LED與黃色熒光粉合成的高效白光二極管,具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、響應速度快、顯色指數(shù)高等獨特優(yōu)點,可廣泛應用于城市道路照明。
2 LED節(jié)能路燈碳減排量計算方法
LED節(jié)能燈性能優(yōu)越,是引領全球低碳和負碳經(jīng)濟社會發(fā)展的一個突破口。推廣使用LED節(jié)能燈可以大大減少電力消耗,從而減少能耗和碳排放量,雖然對于節(jié)能燈一類的低碳產(chǎn)品的推廣使用而言,每一個低碳產(chǎn)品所產(chǎn)生的減排量是很微小的,但當推廣使用數(shù)量累計到一定量的后,其整體減排收益則非常巨大。
據(jù)有關方面統(tǒng)計,中國現(xiàn)有路燈總數(shù)大約在一億盞以上,并以每年20%的速度增長。如果將這一億盞路燈折合成6000萬盞250瓦的路燈進行對比,假定每盞路燈每天工作10小時,現(xiàn)在普遍的使用的高壓鈉燈每年將會產(chǎn)生將近1100千克的二氧化碳,若全部改造成LED路燈,那么總共可以節(jié)約1300萬千瓦的功率,在1年內(nèi)將節(jié)約597億度電,從而也大大減少了二氧化碳的排放量。
我國目前的碳排放量計算方法主要是參考《京東議定書》中的清潔發(fā)展機制(CDM)基于項目的核算體系。其中與照明領域節(jié)能燈相關的CDM方法學主要有: AMS-II-C需求方采用特定技術提高能效的小型方法學;AMS-II-J高效照明技術的需求側(cè)應用活動;AMS-II-N需求側(cè)再建筑安裝節(jié)能燈及節(jié)能控制裝置的能效提高方法學等,本文主要參考LED燈相關的碳減排量核算方法,對LED燈道路照明節(jié)能改造項目的碳減排計算方法進行了探索,并應用于具體產(chǎn)業(yè)化實例中,試圖對該類項目的碳減排量計算方法提供借鑒意義。
3 項目案例
3.1 項目簡介
本項目計劃將某城鎮(zhèn)道路原有的鈉燈及汞燈全部更換為LED節(jié)能路燈;同時,城鎮(zhèn)道路新安裝路燈也將全部采用LED節(jié)能路燈。項目改造及新安裝路燈總里長數(shù)為463.65公里,改造及新安裝路燈總數(shù)25,253盞。具體方案如下:
路燈改造:
3.2 LED節(jié)能路燈替換項目碳減排量計算
根據(jù)項目特點,替換或新建LED路燈,是通過替代傳統(tǒng)的高壓鈉燈減少了電力消耗,從而減少碳排放量。年碳減排量可由年節(jié)省的電量與相應的電網(wǎng)二氧化碳排放因子相乘得到,能耗由照明系統(tǒng)的功率與運行時間相乘得到。
3.2.1 項目邊界
根據(jù)項目特點,該項目邊界包括所有改造及新安裝路燈消耗的電力及電力生產(chǎn)所涉及的華中區(qū)域電網(wǎng)。
3.2.2 項目碳減排量計算
現(xiàn)以該城區(qū)路燈改造項目中某具體鄉(xiāng)鎮(zhèn)安陽鄉(xiāng)改造為例,即用300盞56W的LED節(jié)能路燈改造功率150W的鈉燈,并新建200盞56w節(jié)能路燈,計算碳減排量如下:
(1)項目基準線排放量
項目的基準線確定為使用鈉燈及汞燈用于公路照明。
首先計算項目的基準耗能量
4 結束語
本文簡要介紹了LED照明路燈的節(jié)能減排潛力,并通過項目案例,借鑒現(xiàn)有溫室氣體排放核算方法,對具體LED照明路燈改造項目碳減排量進行了簡化核算,可以得出結論, LED路燈作為低碳產(chǎn)品當推廣使用達到一定數(shù)量后,將會產(chǎn)生較大的減碳效益。中國的路燈總數(shù)很龐大,且以較快的速度繼續(xù)增長,且LED路燈的技術也日趨成熟,未來憑借其綠色環(huán)保、高效節(jié)能的優(yōu)勢,必將作為節(jié)能先鋒普遍應用于路燈的節(jié)能改造中,從對照明領域的節(jié)能減排做出重大貢獻。
參考文獻
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[關鍵詞]道路照明LED燈具;路面照度測試
中圖分類號:TM934 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)23-0062-02
前言
LED路燈在道路照明領域具有自己獨特的優(yōu)點,比傳統(tǒng)高壓鈉燈具有明顯的優(yōu)越性,但是也存在二次配光的效果不好,使路面的照度均勻度不足,另外也有過分地追求節(jié)能的要求,使用功率過低的LED路燈,使路面的照度達不到國家標準要求。因此,根據(jù)現(xiàn)場路面燈桿間距及其分布的情況,進行合理的路面測試,選擇合適的LED路燈是非常有必要的。
1.道路照明用LED路燈的特點
道路照明用LED路燈能取代傳統(tǒng)高壓鈉燈是因為其具有明顯的優(yōu)越性,表現(xiàn)為:1.LED路燈發(fā)光效率極高,而且還有很大的發(fā)展前景,這是其節(jié)能的原因;2.LED路燈的顯色指數(shù)比傳統(tǒng)高壓鈉燈的要高,反應物體原本的顏色特性比較明顯;3.LED路燈可以通過增加自動控制裝置,實現(xiàn)電腦調(diào)光,時間段控制,遠程控制等人性化設計,最大可能地降低功率,達到節(jié)能的效果,比傳統(tǒng)高壓鈉燈更具有可控制性;4.LED路燈的光衰比傳統(tǒng)高壓鈉燈的光衰要小,使用壽命遠遠長于傳統(tǒng)的高壓鈉燈;5.LED路燈外形采用鋁合金壓鑄散熱外殼,在防水防固體異物、防沖擊、抗震動的能力比傳統(tǒng)路燈要強,能適應不同季節(jié)、天氣溫度中使用;6.LED路燈的使用電壓范圍比較寬,不像傳統(tǒng)路燈的電壓不能有太大的波動,而且在LED路燈的驅(qū)動電源上,增加了多重的電路保護,保障供電電網(wǎng)的可靠性。
2.LED路燈的路面照度測試
2.1 測試場地及配套
現(xiàn)時大部分LED路燈已經(jīng)使用在全國各地的大街小巷中,而對于這些已經(jīng)投入使用的LED路燈進行路面照度檢測的時候,通常情況下是在現(xiàn)場進行檢測,由于現(xiàn)場路面存在店鋪燈光及廣告牌之類的雜散光影響,以及道路綠化帶的樹木遮擋,實際場地的車流量龐大等原因,增加了測試的難度和實際結果往往并不理想。針對這些情況,現(xiàn)建造了一個實驗的場地,選擇一個空曠的地方,并按國家道路設計要求,按其寬度要求鋪設道路試驗場地(如圖1),另外由于實際路面燈桿的間距及分布都會應地方不同而分布不同,故需要配套一些可移動及調(diào)節(jié)高度的燈桿(如圖2),為了便利地移動燈桿,可選用叉車進行搬運,而為了安裝的方便,在燈桿里面增加了電動的升降裝置(如圖3),這些配套的設備可以保證測量環(huán)境不受其他雜散光及路面車輛的影響,并能有效地仿真實際現(xiàn)場路燈的安裝情況。
2.2 測試儀器的要求
這里選購的是柯尼卡美能達的CL-200的光照度計,計量結果也符合標準要求,另外選用這個探頭的原因是該探頭與主機之間可以分開使用(見圖4),并通過網(wǎng)線的連接可以實現(xiàn)多個探頭的同時測量并提供測試數(shù)據(jù)保存的小軟件,只要通過制作固定探頭的支架,按實際需要分布探頭的間距,保證測試間距及測試點的準確性。在測試的場地也應提供一個可調(diào)節(jié)的穩(wěn)定供電電源,根據(jù)LED路燈的額定電壓使其正常工作,也可以模擬LED路燈在不同電壓下的工作情況。
2.3 測試的方法
在測試場地,應根據(jù)實際路面情況分布兩燈桿的要求及測試區(qū)域:1.確定燈桿的間距;2.確定燈桿的布置方式,分別有單側(cè)布置;雙側(cè)交錯布置;雙側(cè)對稱布置;中心對稱布置;橫向懸索布置;3.確定安裝的仰角;4.當選擇的測量路段為單側(cè)布燈時,測試區(qū)域應為整條路寬;當選擇的測試路段為對稱布燈和雙側(cè)交錯布燈時,應取二分之一的路寬。
在測量道路照度的測試方法在標準GB/T 5700-2008《照明測量方法》中提及兩個方法:中心布點法及四角布點法。兩個方法的相同之處是都把測量的道路平面等分成若干個等大的矩形網(wǎng)絡,其不同的地方在于中心法是在每個矩形的中心點測試,四角法是在每個矩形的四個角點測試,另外還有他們之間的測試數(shù)值在計算方法上不一樣。
另外,針對劃分的矩形網(wǎng)絡,在兩燈桿的間距小于或等于50m時,應沿道路縱向?qū)㈤g距10等分;當兩燈桿間距大于50m時,應按每一網(wǎng)格邊長小于或等于5m的等間距劃分。而道路橫向應將每條車道三等分。當然劃分的網(wǎng)格數(shù)越少,測量的結果精度也就越高。
2.4 測試結果的計算及標準限值
上述提及的兩個測試方法中,不同點處講到計算方法上的不同,具體為:對于中心布點法,計算平均照度為所有點照度的總數(shù)平均值。對于四角布點法的計算方法較為復雜:
另外一個測試參數(shù)為照度均勻度,兩個測試方法的計算的公式都為最小照度與平均照度的比值。
在得到測試數(shù)據(jù)后,我們就可以分析該LED路燈安裝在這種情況下的路面狀況,在滿足我們城市道路照明設計標準CJJ 45-2006的要求:在瀝青路面,快速路、主干路的最小平均照度值要求為20lx,照度均勻度為0.4;次干路的最小平均照度值要求為10lx,照度均勻度為0.35;支路的最小平均照度值要求為8lx,照度均勻度為0.3。由于LED路燈具有二次配光的特性,通過合理的配光效果,可以使LED路燈的利用效率更加高,路面效果更加有效。
3.結語
LED路燈比傳統(tǒng)路燈的優(yōu)越性是有目共睹的,但在投入到使用之前,應做好實際路面模擬的路面測試,通過測試的結果,選擇合理的功率、符合要求的二次配光性能的LED路燈,定制最優(yōu)化的LED路燈方案。隨著我國節(jié)能減排政策的深入實施,綠色照明已經(jīng)做為國家重點工程進行開展,LED路燈在道路照明方面的不斷改進,相信在未來,LED路燈定必更廣泛的使用。
參考文獻
[關鍵詞]城市道路;智能路燈;節(jié)能控制
文章編號:2095-4085(2016)09-0055-02
路燈作為城市的標志物體之一,是城市發(fā)展的窗口和基礎性設施建設,能夠直觀的反映出城市經(jīng)濟水平與風貌,但因其屬于利用人工控制的方式,增加了人力勞務成本,路燈徹夜工作,也會增加電力資源的消耗。雖然發(fā)達國家使用的隔盞路燈照明的方式,有效改善了電力資源消耗問題,但在實際使用過程中,常出現(xiàn)照明效果不均勻與路燈壽命縮減的狀況。基于此,開發(fā)穩(wěn)定且節(jié)能效果較好的智能路燈控制系統(tǒng)是當前人們首要面臨的挑戰(zhàn)。
1原有路燈節(jié)能的控制措施
我國在對路燈進行節(jié)能控制時,主要采取的措施包括輔助節(jié)能設備和控制方法的完善兩種,通過兩種措施來實現(xiàn)節(jié)能目的。
第一,輔助節(jié)能設備。這種方法具體是對路燈裝置進行優(yōu)化,從而達到節(jié)能目標,其主要包括兩方面,一方面是節(jié)能光源的運用,在原有光源中以白熾燈以及LED燈等實現(xiàn)節(jié)能,其具有相同照明效果卻能將能耗降至最低的優(yōu)勢;另一方面是降壓式裝置,在路燈節(jié)能控制方面,我國選擇這一控制方法比較寬廣,其應用原理為結合實際輸入電壓,對電網(wǎng)電壓進行不同檔的降低,可以分為5V和10V等,進而實現(xiàn)節(jié)能。
第二,控制方法。在對路燈進行節(jié)能控制時選擇時控節(jié)能,其原理為將時間作為判斷標準,分析路燈何時完成開關閉合工作,無論影響因素有哪些,都需要在固定時間內(nèi)完成路燈的開關閉合工作,除此之外,由于四季不斷變化,還需要相關人員對開關時間進行優(yōu)化,使其在完成照明工作的同時,達到節(jié)能控制的目的。
2智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)設計方案
智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)設計方案的提出與原有路燈節(jié)能控制措施之間存在息息相關的聯(lián)系,以原有路燈節(jié)能控制為原理,利用智能化的運用,實現(xiàn)路燈節(jié)能的簡易化控制。其中智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)設計方案主要以計算機和人工智能為理論技術研究對象,結合模糊控制和專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡、自學控制以及自應控制等技術手段,降低路燈電力資源過度消耗的問題。
當前在市場中采用的節(jié)能型路燈主要以太陽能、LED路燈為主,其中太陽能路燈是指在白天條件下,路燈中具有的蓄電池,能夠利用太陽能完成自動充電工作,晚間可自行放電,完成路燈照明工作。在此過程中,雖然能夠降低交流電的使用,但也具有成本高和可靠性差的缺陷,因此,在實際使用過程中,應用范圍較窄;LED路燈具有節(jié)能高效、使用壽命長的優(yōu)勢,一般情況下,LED路燈亮度想要與高壓水銀燈的亮度相同,需將其消耗功率控制在40W左右,經(jīng)過實際結果的調(diào)查,LED路燈具有使用范圍大、前景良好的優(yōu)勢。由此可見,智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)具有人工調(diào)光和單燈控制、遠程監(jiān)控以及系統(tǒng)維護等特點,可以利用多種控制方式,實現(xiàn)電力資源節(jié)約的目的。
2.1智能路燈節(jié)能原理
在智能路燈的實際使用環(huán)節(jié)中,能夠根據(jù)自身需求,對輸出電壓進行自動調(diào)節(jié);在高電壓電網(wǎng)使用過程中,可自行開啟燈具保護功能,在保證燈具使用壽命的前提下,對電力資源實現(xiàn)節(jié)能目的;在光照需求度較大的照明現(xiàn)場中,利用環(huán)保型能源與綠色照明的運用,從雙重意義上實現(xiàn)節(jié)能減排的目標;根據(jù)路邊實際條件,對路燈的照明功能進行情境變化,即“以人為本”原則的運用,真正實現(xiàn)按需調(diào)亮、實時調(diào)亮的節(jié)能工作。
2.2關于智能路燈的節(jié)能設計
智能路燈內(nèi)部涵蓋可自動控制的節(jié)能裝置,在工作時,受到路面光信號與噪聲信號的影響,可自動傳輸至光感器內(nèi),通過光感器的判斷,最終實現(xiàn)智能路燈的啟動工作,其具體智能路燈線路如圖1所示。
2.3智能路燈無線通信的運用
在對路燈進行控制時,具體控制方法包括時控與光控兩種,這兩種方法只能控制路燈開關,想要對路燈進行全面控制則需借助人力完成,帶來不同程度的浪費現(xiàn)象,基于此,智能控制系統(tǒng)隨之誕生,它是由計算機技術以及通訊技術結合而成,具有遙測和遙信、遙控的作用。對于傳統(tǒng)路燈資源而言,不僅需要敷設電纜,且工程較復雜,因此該設計通過無線路燈的控制系統(tǒng),降低人力、物力的投入,從而達到節(jié)能目的。
2.4智能化終端路燈節(jié)能系統(tǒng)控制
在智能路燈節(jié)能系統(tǒng)設計中,其終端主要由智能控制器和光照傳感器、驅(qū)動電路三部分功能組合而成。具體工作流程為利用光照傳感器完成光信號的采集工作,之后通過智能控制器的運行,判斷是否需要對路燈進行開啟,同時,智能控制器結合計時系
統(tǒng)的運用,當時間超出控制的范圍,路燈亮度會自動降低,當檢測路燈周圍200m范圍內(nèi)存在行使車輛時,智能控制器會利用信號傳輸,將路燈亮度降低,智能路燈節(jié)能系統(tǒng)的運用,能夠真正實現(xiàn)車輛照明與節(jié)能減排。
3結語
綜上所述,在路燈節(jié)能系統(tǒng)設計過程中,需按照規(guī)定要求,對其節(jié)能系統(tǒng)進行整體化結構的控制,從智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的核心部分出發(fā),利用對相關電力資源數(shù)據(jù)的處理,實現(xiàn)可變電抗器的信號控制與路燈調(diào)壓工作。因此,智能路燈節(jié)能系統(tǒng)設計方案的提出,不僅是國家經(jīng)濟水平提升的體現(xiàn),也是科技進步的重要轉(zhuǎn)折。
參考文獻:
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