【導讀】庫爾勒市綠色照明工程可行性研究報告

　　

【正文】 于不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發(fā)出不同顏色的光。 LED發(fā)光效率高，白熾燈、鹵鎢燈光效為 1224流明／瓦，熒光燈50～ 70 流明／瓦，鈉燈 90～ 140流明／瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經 改良后將達到達 50～ 200 流明／瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。 LED 的能耗低，單管功率只有 ～ ，且驅動電壓低 (～)，電流小 (15～ 20mA)，在形成同等照明效果的情況下，它的耗電量只有白熾燈的十分之一、熒光燈的三分之一，節(jié)能效果非常明顯。 LED 屬于低壓供電，絕緣要求不高，不需要變壓器、鎮(zhèn)流器、啟動器等附件，明顯節(jié)省投資。 LED 結構簡單，屬于固體光源，不需要充氣，不需要玻璃外殼，也不存在氣體密封等問題，而且耐沖擊，耐震動，不易破碎。 LED是 冷光源 ,可控性好，響應時間快，可反復頻繁亮滅，不會疲倦。 LED 光源的色彩純正、豐富，勝過彩色金鹵燈，還可演變任意色彩，其裝飾性無與倫比。 LED 光源輕質結構（環(huán)氧樹脂封裝） ,體積小巧 ,能適應 各 種幾何尺寸和不同的空間大小 ,對 燈具 強度和剛度的要求比其他電光源低。 LED光源的使用壽命長，其壽命是白熾燈的 100 倍、熒光燈的 20～30 倍，免去了頻繁維修之苦。 3） LED 路燈燈泡的結構與特性 LED路燈燈泡系采用 LED作為光源 ， 具有使用壽命長，霧穿透力強，庫爾勒 市 綠色照明工程 可行性研究報 告 26 節(jié)省 85%以上電費，五到十年免維護費用 等優(yōu)點 。在安裝過程中，由于電耗低，所以降低變壓器功率、減少配電柜和電纜等投資，環(huán)保、安裝方便、在節(jié)約能源的城市，其高效節(jié)能的優(yōu)點倍受青瞇。 4） LED路燈 技術參數 5).LED路燈光源與其他光源的技術性能對比 描述 LED 光源路燈 金鹵光源路燈 鈉燈光源路燈 供電 電壓 AC100～ 240V 電壓 AC220V 電壓 AC220V 發(fā)光源 LED 燈（半導體照明） 型號 ： ASL1W96W 金屬鹵素燈（屬節(jié)能燈） 高壓鈉燈 功率 96W（節(jié)能 80%） 500W（節(jié)能 30%） 500W 發(fā)熱 冷光源 中等 發(fā)熱嚴重 光色（色溫） 3000～ 10000 (太陽色至亮白光 ) 4000～ 8000（白色） 2700～ 5000（黃色） 光源照度衰減 小于 10% 大于 30% 大于 40% 發(fā)光源壽命 40， 000 小時 （ 10 年） 5， 000 小時 （一年多） 3， 000小時 （一年） 無功損耗 極小 有 有 垂直地面路燈中心照度（ 10米高度） 22 lux 以上 22lux 以上 22lux 以上 1 適應環(huán)境溫度 40℃至 50℃ 2 LED 燈泡耗電量 90100W/盞 3 LED 燈泡壽命 額定環(huán)境溫度下 ,每天工作低于 12小時，壽命可達 40， 000 小時以上 。 4 LED 路燈平均照度 22 lux 以上（在 10米高度） 5 LED 路燈照度均勻度 （即中心區(qū)照射范圍 10米以上） 6 眩光限制 截光型，最大光強方向 0176。～ 65176。 7 誘導性 很好，可以給駕駛員提供有關道路前方走向、線型、坡度等視覺信息 8 LED 照度衰減度 工作 10000 小時后衰減不超 8% 9 防火等級 94V0 庫爾勒 市 綠色照明工程 可行性研究報 告 27 照度均勻度 ，優(yōu) ，良 ，優(yōu) 照射范圍（均勻度） 半徑 12米以上 半徑 12米以上 半徑 12米以上 眩光限制 截光型，最大光強方向小于60176。 ,極好 截光型，最大光強方向大于 60176。，不好 截光型，最大光強方向大于 60176。，不好 穿透性 穿霧性極 ,好 穿霧性 ,差 穿霧性 ,差 高壓鎮(zhèn)流器等配件 無，不怕破壞 有，燈桿底，怕破壞 有，燈桿底，怕破壞 環(huán)境保護 無閃爍、冷光源 發(fā)熱，外殼容易發(fā)黃 發(fā)熱，外殼容易發(fā)黃 防火等級 94V0 94V0 94V0 燈殼反光罩 不需（節(jié)約成本） 需 需 安裝 方便 道 路 照明 燈 具更換 為 風 光互補發(fā)電 路燈 （ 1） 太陽能路燈 太陽能路燈的設計與一般的太陽能照明相比，基本原理相同 。 太陽能路燈系統是指采用太陽能作為能源、半導體 LED 作為光源，路燈開啟和關閉實行智能化管理的全新環(huán)保、綠色照明。系統由太陽能電池板、固定式燈桿、半導體 LED 燈，光電智能控制器和蓄電池五大部分組成一個基本照明系統和擴充系統。 系統工作原理簡單，利用光生伏特效應原理制成的太陽能電池白天太陽能電池板接收太陽輻射能并轉化為電能輸出，經過充放電 控制器儲存在蓄電池中，夜晚當照度逐漸降低至 10lux 左右、太陽能電池板開路電壓 左右，充放電控制器偵測到這一電壓值后動作，蓄電池對燈頭放電。蓄電池放電 ，充放電控制器動作，蓄電池放電結束。充放電控制器的主要作用是保護蓄電池。 庫爾勒 市 綠色照明工程 可行性研究報 告 28 系統由太陽能電池組件部分（包括支架）、 LED 燈頭、控制箱（內有控制器、蓄電池）和燈桿幾部分構成；太陽能電池板光效達到 127Wp/m2，效率較高，對系統的抗風設計非常有利；燈頭部分以 1W 白光 LED 和 1W黃光 LED集成于印刷電路板上排列為一定間距的點陣作為平面發(fā)光源。 太陽 能電池板：由單晶 /多晶硅片通過焊接裝配組合成不同功率太陽能電池板。它是實現光生伏特效應（光能轉換成電能）的部件。 固定式燈桿：包括燈桿，燈座燈罩。它與目前普通路燈燈桿相似，只是上面多安裝了一塊太陽能電池板。 半導體 LED 燈：采用高亮度半導體發(fā)光二極管，先設計成單元燈；然后根據路面光照度的要求，將若干個單元燈，通過再設計成一只只造型美觀、功率不同的燈。稱之為半導體 LED 燈。 智能路燈控制器：它由單片機及其輔助電路來完成。主要功能有過充、過放自動保護、多模式發(fā)光功率控制、光控時控開關、安全報警系統等。 儲能設備 －蓄電池是儲存電能的設備。白天，將太陽照射在太陽板上產生的電能儲存在里面；晚上，將其儲存的能量釋放，供給 LED 燈發(fā)光，以實現照明。 庫爾勒 市 綠色照明工程 可行性研究報 告 29 太陽能路燈 參考示意圖 2）節(jié)能原理 太陽能光電產品是通過太陽 在光的作用下，轉化為電能的過程，是一種利用高新技術研制的新能源 。它利用自然光源，無需消耗電能，而且取之不盡用之不完 ； 環(huán)保，符合綠色環(huán)保要求，無污染、無輻射，保護生態(tài)；安全，由于產品不使用交流電，而且采用蓄電池吸收太陽能，通過低壓直流電轉化為光能，是最安全的電源；科技含量高，產品的核心裝置是智能控制器，設置的自控、時 控開關裝置可根據一天 24 小時內的天空亮度和人們在各種環(huán)境中需要的亮度自動調節(jié) 。 3） 太陽能發(fā)電原理 太陽能發(fā)電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流 220V或 110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為： 庫爾勒 市 綠色照明工程 可行性研究報 告 30 （ 1）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本 。 （ 2）太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控 制整個系統的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項 。 （ 3）蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來 。 （ 4）逆變器：在需要提供 220VAC、 110VAC 的交流電源 的 場合。由于太陽能的直接輸出一般都是 12VDC、 24VDC、 48VDC。為能向 220VAC 的電器提供電能，需要將太 陽能發(fā)電系統所發(fā)出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用 DCAC 逆變器。在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到 DCDC 逆變器，如將 24VDC 的電能轉換成 5VDC 的電能 。 （ 2） 風力發(fā)電路燈 風力發(fā)電路燈是一種利用風能作為能源的路燈，因其具有不受供電影響，不用開溝埋線，不消耗常規(guī)電能，只要風力充足就可以就地安裝等特點，因此受到人們的廣泛關注，又因其不污染環(huán)境，而被稱為綠色環(huán)保產品。風力發(fā)電路燈適用于人口分布密度較小，交通不便經濟不發(fā)達、缺乏常規(guī)燃料，難以用常規(guī)能源發(fā)電，但風力資源豐富的地區(qū) 的 道庫爾勒 市 綠色照明工程 可行性研究報 告 31 路照 明 。 風力發(fā)電路燈 技術采用 MUCE垂直軸風力發(fā)電機作為發(fā)電主體， 因此 故障率低（轉速慢、無轉向機構） 、 無噪音 、 發(fā)電曲線飽滿（啟動風速低、在中低風速運行時發(fā)電量較大） 、 不受風向及近地面團風的影響 、抗臺風能力較強（抗風能力達到 45m/s）。 采用 智能 路 控制 系統 城市路燈通常是徹夜照明 ,道路照明全年每天的平均時間為 時 , 因此燈具始終長期處于高電壓下工作 ,因為路燈照明的燈具現在都是采用氣體放電燈具 ,燈具的啟動電壓雖然是 220V,但維持照度的電壓190V～ 200V 就可以了 ,因此燈具即使是在 220V 的電壓下工作 , 也使燈具的功耗增加 , 極易老化 , 燈具的消耗較快。這不僅增加了電費的開支 , 又增加了設備的損耗和人力、 物力以及維護費用。 路燈的工作狀態(tài)和用電量與其使用效率不成比例。傍晚時分行人車輛較多 ,路燈使用效率高 ,但由于此時電網電壓偏低而照度卻偏低 ,用電量少隨著時間的推移 ,夜晚時分行人車輛逐漸減少 ,路燈的使用效率降低 ,但由于電網電壓升高而照度反而偏大過亮 ,用電量大 ,使大量的電能浪費、燈具設備加快老化和損耗。 道路照明中大量的采用氣體放電燈照明，其功率因數一般在 以下，必須要求氣體放電燈應 加電容補償，采用單燈分散補償，可以減少路燈電源至路燈燈具這一段線路上產生的損耗，也起到較好的節(jié)電效果，在路燈供電處集中再補償電容，以滿足照明功率因數在 以上的技術規(guī)定。 智慧型補償路燈節(jié)能控 制系統是專為路燈系統設計的節(jié)電庫爾勒 市 綠色照明工程 可行性研究報 告 32 器，路燈節(jié)能控制系統主要由智慧型 功率調節(jié)器和可編程節(jié)能控制系統組成，它針對高壓鈉燈等隋性氣體燈具特點。利用當今先進的微電腦技術對燈具的電源進行優(yōu)化調控，使燈具執(zhí)行合理的點亮程序，對路燈的電能和照明進行動態(tài)智能化管理，極大地延長燈具壽命、減少電能浪費 。 道路照明光源以高強度氣體放電燈（ HID）為主，于與之配套的電器設備包括電感鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器和補償電容。這些配套設備在使用過程中 普遍存在著 功率因素低 、 自身功耗大 、 無法恒功率輸出 、 無智能調光功能 等缺陷。造成 電感鎮(zhèn)流器的輸出功率不穩(wěn)定，隨著輸入電壓的變化而變化，在輸入電壓不穩(wěn)定，特別是 在夜半時分人車稀少的時候，道路通常可以不需要很高的光源照度，但由于這時候電壓通常會很高，在電感鎮(zhèn)流器控制下的光源不但不能降低光照度，而且還會因為電壓的增高而提高燈光亮度，造成不必要的浪費。 智能照明調控裝置就是針對以上的問題，采用微電腦控制系統，實時采集輸出、輸入電壓信號 與最佳照明電壓比較，通過計算進行自動調節(jié)，從而保證輸出最佳的照明系統工作電壓。智能照明調控裝置優(yōu)點體現在以下方面： 1) 穩(wěn) 定工作電壓、節(jié)約照明用電 采用智能光源的穩(wěn)壓、降壓和調光技術 ,消除在夜晚高電壓下產生的多余而無謂的功耗 ,既可以節(jié)省電能電費 ,又間接起到保護燈具、延長燈具使用壽命的效果。 針對電網電壓偏高和波動等現象，調控裝置可根據用戶現場實際需求，實時在線調控輸出最佳照明工作電壓，并能將其穩(wěn)定在177。 2%以內， 有效提高電力質量，從而達到節(jié)電 25%35%的效果 ，庫爾勒 市 綠色照明工程 可行性研究報 告 33 同時 能夠延長電光源壽命，減少照明運