路灯节能改造方式的探索陈伟杰

路灯节能改造方式的探索陈伟杰

陈伟杰

(温州市市政管理处浙江温州325000)

摘要：路灯节能改造是指对原有能耗高的路灯设施进行改造，在满足道路照明需求不变的前提下实现减少能源消耗量的效果。对路灯进行节能改造，能大幅降低能源消耗，节约财政经费支出，减少二氧化碳排放，降低大气污染，具有积极的环保意义和经济效益。仅以我处管理的温州市主城区路灯设施为例，总数约5万余盏路灯，每年电费总计约为4800万元。如通过节能改造降低能耗30%，每年将实现电费节约1440万元，节电1516万度，约合标准煤1862吨，实现减排二氧化碳4643吨、粉尘1266吨、二氧化硫139吨。因此对路灯实施节能改造具有十分可观的经济效益与环保效益。本文将根据温州本地的路灯节能改造情况，对目前常用的几种路灯节能改造方式进行简要分析。

关键词：节能方式;能耗;经济性;LED路灯

一、半夜灯节能改造方式

对原有路灯供电回路进行改造，实现半夜部分灭灯，以达到节约能源的目的，即所谓的半夜灯节能改造。路灯半夜灯模式一般在车流量较低的后半夜开启。以每天半夜灯模式运行6小时为例，理论上这种节能方式能节约1/4左右的电费。但是这种改造方式需增加供电回路数，对没有备用管道的路段需开挖敷设新管道，成本较高，施工难度大。这种节能方式更适用于新建路灯工程于路灯设施施工时配套建设，但同时会大幅增加电缆及管道成本，经济性不佳。此外半夜关闭部分光源会使路面形成明暗交替区域，不利于车辆驾驶员辨别路面情况，影响车辆及行人通行安全。

二、加装节能设备改造方式

所谓节能控制设备其实是一种自动化节能管理方式，其原理是通过相对地平衡供电电压，降低线路损耗，提高负载的有效功率，减少过剩有功功率的多余损耗，从而达到节电目的。但是节能设备实现节能的同时会造成电网系统的谐波污染，同时因其难以达到实时稳压的要求，会造成照明设备的寿命缩短等一系列问题。因此在路灯线路加装节能设备进行节能改造的方式就目前的技术条件来看还尚未成熟。我处在我市百里路、锦绣路等路段的路灯设施上曾经使用过路灯节电器，但由于节电器存在上述诸多问题，且实际节能效果不佳，最终被淘汰。

三、节能镇流器改造方式

采用节能电子镇流器和节能电感镇流器替代传统镇流器，以实现路灯定时自动降低功率，从而达到节省电费的效果。节能电子镇流器和节能电感镇流器的节电方式基本相同。以节能型电感镇流器为例，目前国内普遍使用的节能型电感镇流器为变功率镇流器，该镇流器配合定时控制器使用，可实现路灯非高峰时段路灯降低功率运行，从而达到节省电费的目的，其特点及优势为：

①功率调节范围广：150W路灯可降低为100W运行，250W路灯可降低为150W运行，400W路灯可降低为250W运行。②定时调光时间范围大，可达4小时到8小时，可根据不同区域，不同车流情况，不同时间灵活选用适宜的降功率运行时段；③镇流器具备一定的过热保护功能，能够防止镇流器过热烧毁。

以安装3.5万套节能镇流器的400W高压钠灯，全功率运行5小时后降为250W再运行5小时为例，预计每月节省电费约63万元，节电率约为18.75%。但是不论是节能电子镇流器还是节能电感镇流器，都存在产品价格相对传统整流器较高、性能不稳定、维修率高等问题，不仅其维修的配件成本较高，同时由于其维修率较高，间接导致维修的人工及车辆成本上升。此外因其性能不稳定，也难以实现理论上的节电效果，综合性价比不高。

四、LED节能改造方式

LED节能改造方式是指把路灯中使用的传统照明光源替换成LED光源照明,以达到节省耗电量的效果。理论上大功率LED光源与传统路灯中使用最广泛的钠灯光源相比，具有使用寿命长、控制方便、显色性好、光效率高、发热量低、安全环保等优点。我市于2015年开始根据浙江省经信委、温州市人民政府的相关文件逐步推进LED光源替代传统照明光源的改造工作。2016年我市启动LED路灯照明节能改造工程，准备通过合同能源管理方式推进LED路灯节能改造工作。除了合同能源管理模式推进路灯LED节能改造外，我处也在我市府东路、府西路、背街小巷等道路中采用直接更换LED光源的方式进行节能改造。同时我处也与广州、深圳、嘉兴等地的路灯管理单位就LED节能改造开展深入的学习与交流。总体而言近几年LED路灯在国内发展势头迅猛，LED路灯将会是未来路灯发展的主趋势，但就目前国内LED路灯产品应用情况来看,LED路灯要想完全替代传统高压钠灯，仍有一些问题需要解。

1、LED路灯产品的节能效果并未如部分厂家宣称的那么明显。目前很多LED灯具厂商宣称自己的LED产品光源利用系数超过0.5，甚至达到0.8，而传统的钠灯利用系数普遍为0.3，因此从产品数据上能实现功率减半的节能效果。很多地方在节能改造的时候也是直接用传统光源一半功率的LED路灯代替原有路灯光源。我市府东路路灯的LED改造，就是使用182WLED光源代替原有400W高压钠。改造后LED光源实测道路初始照度约为29.5LX。由于改造前府东路高压钠灯已运行多年，实测数据并无参考价值。通过计算，改造前400W钠灯计算初始照度约为42LX。通过换算，府东路LED灯具实际等效节电率约为35%。原有高压钠灯的光效约为0.3，换算可得LED灯具光效约为0.46。实际上部分宣称高利用系数的LED路灯产品是通过修改灯具配光曲线，使光源产生的光通量集中投射在路面某个区域，造成灯具利用系数高于传统灯具的假象。这种做法虽然会使部分路面照度上升，但会造成路面整体均匀度偏低，影响路面照明的整体效果及行车安全。

2、LED路灯对比传统钠灯在发光效率上优势并不大。目前国内LED灯具的整灯光效一般为110lm/W-130lm/W,而传统钠灯的整灯光效一般在100lm/W—110lm/W。实际上LED路灯产生的光通量与传统钠灯相比优势并不明显。部分LED产品之所以能实现节能的另一个原因，主要是由于目前国内部分道路建设时的实际照度高于国家标准上限。以主干道为例，照度标准值为20—30LX，很多地方建设时实际照度值要高于30LX，而在LED节能改造时又采用下限20LX做为标准，中间存在较大的利用空间，实现数据上的节能。

3、LED路灯的产品稳定性并不理想。相比传统的钠灯，目前国内的一些LED灯具存在光衰过快的情况，很多道路改造不久就让人感觉照度不足整体偏暗。另外部分LED产品还存在色温漂移的现象。在使用一段时候后原本灯具发出的暖白光会变成偏红或偏蓝色的光，更有甚者变成红色或蓝色的单色光，导致LED灯具提前报废。此外LED路灯的驱动电源故障率也非常高，大多数LED路灯无法正常工作的主要原因就是电源故障，而国内电源的普遍寿命只有2.5-4年，大大影响了LED灯具的整灯寿命。

4、LED路灯的建设和维护成本要比传统钠灯高。目前国内质量较好的LED灯具价格普遍在10-15元/W，比传统钠灯要高数倍。同时由于LED灯具集成化程度较高，维修较困难，无法实现当场维修，一般需要进行整体更换，因此LED路灯的建设及后期维修成本较传统钠灯要高，很多地方只考虑到LED路灯在电费上的节约，而在建设和后期维护成本的大幅提高在很多地方的节能改造中并未充分考虑。

五、结语

上述几种节能改造方式均有其一定的优点和缺陷，相比其他几种节能改造方式，LED路灯节能改造将是国内未来几年路灯节能改造的主攻方向。但无采用何种节能改造方式，均不能以节电量这一单指标进行衡量。还应通过设备的建设成本，维护成本，维护便利性，产品的稳定性，配件的通用性等综合因素进行考量。在满足路面照度、均匀度等硬性指标的前提下选择成本更低，维护更便捷，性能更稳定的产品进行节能改造，从而实现经济效益与环保效益的最大化。

参考文献：

[1]CJJ45-2015，城市道路照明设计标准[S].

[2]钱伟.常用的道路照明节能手段[J].城市照明,2008(2)：45-48