论照明节能分析与节能控制

摘　要：我国目前电能还不太富裕，尤其是能源紧缺时提起照明节能往往着眼于减小灯泡功率，减少点灯的数量或缩短量灯的时间等等。我国的照明节能随着科技的不断进步和城市发展的需要跃上了一个新的台阶。本文通过对住宅小区节能灯的选用、路灯、景观灯等方面的节能控制进行了分析和探讨以供参考。

关键词： 照明,节能,控制,分析
一、引言
　　随着电力电子技术的发展，特别是近年来，新材料的发展，大功率电力电子器件的重大进展，以电力调节和节能的技术突飞猛进，电力拖动，变频调速节能日趋成熟，可控硅(SCR)、可关断的晶闸管(GTO)、MOS控制的晶闸管(MCT)、绝缘门极双极性三极管(IGBT)等大功率高压开关器件的开断能力不断提高，这将引起传统电力技术的一次重大革命。
　　二、节能的可能性
　　近几十年以来，能源消费已成为一个主要的问题。通过使用好的灯具，光效光源类型和类似Philips调光控制器和Chronosense这样最新的调光控制器，我们已经实现了很多设备的合理化运作。其中有些因数会在夜间或季节中的不同时期发生变化。因此，在整个晚上保持相同的照明等级并不是最适宜的照明方案。由需求对照明和照明等级进行控制很容易由远程控制来达到，从而避免能源的浪费。比如说100 W SON-T型光源，则所选择的光源就应与其相一致。如果需要更高功率的光源，照明设计者还将会选择可利用的功率更高的光源，这当然会导致不可避免的“过量照明”。据估计，这样损失的平均能量约占15 % 。而利用远程控制，可以单独地将150 W光源的实际功率调节至为 127 W，以校正过量照明的影响。因此，新设备或现有设备在更换相同型号的光源后将会产生20 % 的过量光通。这是导致过量照明的另一种原因。利用远程控制，我们可以在数据库的基础上对光源燃点过程中的光通衰减情况进行校正。这就叫做CLOU功能(恒定光通输出) ，可以节省总能量中近10 % 电能，同样也不会对公共维护，安全或舒适程度造成任何负面影响。除了明显的节能优点外，上面所提到的措施还可以减少光污染，降低能源消耗和减弱温室效应的影响。
　　三、合理确定照明标准 科学控制开关时间
（一）在适当考虑光源显色性的基础上，使用高效光源，是照明节能的重要环节。通常以白炽灯作为第一代光源。荧光灯和高压汞灯作为第二代光源。本世纪六十年代中期，半透明氧化铝陶瓷及其与封接工艺突破之后，高压钠灯被誉为第三代光源：高压钠灯是高强度气体放电灯中光效最高的一种，可达到每瓦120流明，是高压汞灯的2.2倍，白炽灯的8—10倍。而且高压钠灯的特性稳定，光通维持性最好，点燃八千小时后光遁黾仍可为初始值的80％-90％，寿命长达壹万小时以上，加之其不锈蚀，透光性能强等优点，已成为用途广泛又节能的光源，日前，高压钠灯已得到普遍的使用。
（二）目前，小区道路公共照明时间的控制方法大致有：人工控制、时钟控制、光电控制、微机控制等。
　　除上述照明的控制方法外，还可采取半夜灯，当夜深人静时，道路上车辆行人稀少，则可自动熄灭一部分灯，如有数排路灯的，熄灭其中的几排或者隔盏熄灯，适当降低照明度，减少耗电量，这就要求设计人员设计时，就将半夜灯的控制、线路的敷设等各种因素考虑进去。
四 选用优质电器元件
高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯等都是气体放电灯，燃点时都是弧光放电、灯泡负的伏安特性，即电流增大时灯电压不是升高而是下降，必须串联一具有正的伏安特性的元件来平衡这种负特性，具有这种特性的元件称为限流器或镇流器。目前，普遍采用的是智能路灯节电器。
　　优质电感镇流器具备阻抗稳定性和伏安性好，功率因数高，功率损耗低等特点。这样才能稳定灯泡工作电流，延长灯泡使用寿命。
　　五、合理选择灯具 降低无功损耗
（一）灯具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向，以提高光的利用率和避免眩光。一般效率较高的灯具都采用高反射率的材料和先进的工艺制作，如电化抛光的高纯铝板；透光性能好的防护罩，如透光玻璃或有机玻璃；再就是密封性能要好，能防水防尘，尽可能地减少光的损失。任何材料制成的灯具对于光源幅射的光通量在经过反射和透射时，其效率总是小于1.假设同一功率的光源，一只配用效率较高的灯具，其光通量的70％-80％得到利用，另一只配用效率较低的灯具，光通量只有40％-50％得到利用。两者比较，效率低的灯具其光源所消耗的功率将近30％白白浪费了，未能发挥其作用，这—点往往被忽视。因此，选择灯具时应尽量选择配光曲线好、效率较高的灯具。
（二）目前，电网电压日趋稳定正常，而到下半夜小区道路当用电明显减少时，供电电压升高，则照明用电量的功耗也随之上升。这样不但缩短了灯泡的寿命，也增加了不必要的能量消耗。现在有关单位研制了一种节电器，安装在照明线路内，能按照用户设置的电压值自动投入运行，当电网电压低于设置电压时，负载电压直接由电网供电，节电器不工作，当电网电压高于设置电压时、节电器自动投入工作，电网电压经节电器降压供给负载，使照明设备始终在额定电压下运行。而且，节电器本身功率损耗极小，这也节省了照明设备自身的电能消耗。
六、小区园林要充分利用自然光
（一）小区园中的步径，宽度在１．２~２ｍ之间。在这种小路上，照明的重点并不是给人以清晰地视觉识别，而应该保留一定的黑暗，是人放松精神，减少视觉疲劳，感受真实夜色。因此该类型园路宜采用间接投光灯、小功率埋地灯，矮柱草坪灯的照明方式。如果该区域离小区主路较近，则可以不设照明，以主路上的漫散光作为照明，亮度就足够。
　 （二）园中的小广场，根据不同的主题可考虑在周边设置庭院灯或草坪灯、地埋灯等，并应注意灯具的眩光保护。
　 （三）对于小区园中树木的照明应根据不同树木的树型设置不同的照明方式，可在树木下方设置投光灯或埋地灯从而向上打光，照亮树木的垂直面。也可在草坪中随意放置仿石灯等，以表现自然情趣。灯具应尽量远离小业主的卧室，且投光的方向避让卧室，避免干扰居民的休息。
　 （四）小型的水面、水池可采用光纤或发光二极管灯（ＬＥＤ）带勾勒周边作景观照明，可采用在喷泉底部或水柱的升落处安装小型投光灯的方式，使水成为流动的载光体。
　　七、结束语
　　照明节能的潜力是很大的，是我们每个路灯管理单位的一项重要工作，只有经过不断的探索、实践，从大处着眼，小处着手，才能找到真正达到照明节能效果的方法，使有限的电能发挥更大的效益。
参考文献
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[3] 中国中的协主编.园林景观照明设计要点.《照明》北京：中照协主办
[4]甘子光主编.《中国照明工程年鉴（2008）》[M].北京：机械工业出版社，2008；10