城市路燈系統(tǒng)是城市建設(shè)的重要組成部分，其智能化程度也反映了城市的現(xiàn)代化水平。研究表明，良好的道路照明可減少約30%的夜間交通事故。此外，城市亮化工程也是城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容，為營造優(yōu)美舒適的投資環(huán)境，提升城市形象，我國城市照明工程發(fā)展迅猛，從而大大增加了城市的用電量，加劇了我國日趨緊張的能源供需矛盾。隨著國家“節(jié)能法”的頒布實(shí)施和我國“十一五”規(guī)劃的要求，節(jié)約能源已納入社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，利在當(dāng)代，功在千秋。因此，提高路燈系統(tǒng)的管理水平，在滿足城市道路照明要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)智能化的節(jié)能照明，在客觀上有迫切要求，也是解決城市美化與能源緊張最佳選擇。
一、室外路燈照明存在的問題
目前我國路燈照明方面存在的問題頗多，主要有以下幾個(gè)方面：(1)照明用電的損耗：隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源問題日益突出，目前普遍存在著能源使用效率很低，能源消耗居高不下的問題。電力資源十分緊缺，已經(jīng)成為制約國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要瓶頸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國照明用電量已占總用電量的 10%以上，已在實(shí)施的“中國綠色照明工程”明確指出，照明節(jié)電已經(jīng)成為節(jié)約電能的一個(gè)重要方面。(2)現(xiàn)有常用的照明燈具功率因數(shù)低：現(xiàn)有常用照明燈具絕大部分是氣體放電燈，主要有：日光燈、高壓水銀燈、金屬鹵化燈、高低壓鈉燈等等。氣體放電燈因其發(fā)光效率高而被廣泛采用，但這些燈具在電能的利用上有著明顯的缺陷，即功率因數(shù)很低，一般功率因數(shù)僅為 0.4～0.6。(3)燈具壽命短，電能浪費(fèi)大：氣體放電燈的設(shè)計(jì)使用壽命一般只有幾千小時(shí)，在電網(wǎng)電壓頻繁變化或過高的電壓下，壽命就更短。當(dāng)深夜用電低谷時(shí)，電網(wǎng)電壓會(huì)顯著上升，一般可達(dá)240V以上，過高的電壓會(huì)產(chǎn)生不必要的電費(fèi)開支。(4)照明方式弊?。汗舱彰鞒２捎玫母舯K關(guān)燈的省電方法，給治安及交通安全埋下了隱患。
二、國內(nèi)外節(jié)能措施
在國外照明節(jié)能問題也很早就引起了國外很多國家特別是西方發(fā)達(dá)國家的重視，也曾嘗試過多種方案。歐盟非常重視照明節(jié)能，并在此方面做了一系列工作：第一，大力推行用緊湊型熒光燈(CFL)替代白熾燈。1998年歐洲有70%的室內(nèi)照明燈仍然使用球形白熾燈，若直接替用可節(jié)電約60%以上。為此歐盟在1998年采用讓家用燈泡貼標(biāo)簽的方法，該標(biāo)簽上寫明以下內(nèi)容：以A到G字母分級(jí)的效率分檔標(biāo)記，A級(jí)最好，G級(jí)節(jié)能最差。第二，在非居室內(nèi)推行節(jié)能措施，比如對(duì)鎮(zhèn)流器和燈具提出能效要求，不符合要求者將被強(qiáng)制退出市場等。近 20 年來，美國和日本照明節(jié)能技術(shù)集中在使用緊湊型熒光燈和熒光燈采用鎮(zhèn)流器兩個(gè)方面，兩個(gè)國家中用新技術(shù)替換老產(chǎn)品的過程有點(diǎn)不同。2001 年美國銷售的鎮(zhèn)流器中電子的占 53%，而日本只有 36%，而兩個(gè)國家在銷售緊湊型熒光燈占白熾燈的比例中，美國只占 3%，日本占了 15%。兩個(gè)國家的省和地方都在立法，鼓勵(lì)和普及活動(dòng)這三方面做文章，旨在推動(dòng)節(jié)能產(chǎn)品的廣泛使用。一個(gè)國家的民眾、經(jīng)濟(jì)和能源情況均有所區(qū)別，所以在節(jié)能措施上也有所差異。電費(fèi)的高低是決定能效因素的首要考慮內(nèi)容，日本電費(fèi)在發(fā)達(dá)國家中最貴，約為美國的2.5倍。總體上國外照明節(jié)能技術(shù)的發(fā)展具有以下特點(diǎn)：(l)大力推動(dòng)綠色照明，在光源的材料、使用規(guī)范上加以有效管理，出臺(tái)里一系列的標(biāo)準(zhǔn)和管理要求，將照明節(jié)能推廣到全民范圍;(2)不斷提高功率器件性能要求，主要體現(xiàn)在鎮(zhèn)流裝置上技術(shù)提高。通過對(duì)鎮(zhèn)流器技術(shù)改進(jìn)來提高照明設(shè)備的功率因數(shù);(3)積極推廣節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)政策，鼓勵(lì)民眾節(jié)能、節(jié)電，建立了完善有效地獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。
三、傳統(tǒng)路燈節(jié)能辦法
傳統(tǒng)路燈節(jié)能方法對(duì)現(xiàn)有照明方式和系統(tǒng)的節(jié)能改造，一般采用加裝節(jié)能設(shè)備，較為經(jīng)濟(jì)和實(shí)用，傳統(tǒng)的路燈節(jié)能方法可以分為以下幾種：
1.晶閘管斬波型照明節(jié)能裝置。原理：采用可控硅斬波原理，通過控制晶閘管(可控硅)的導(dǎo)通角，將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分，從而降低了輸出電壓的平均值，達(dá)到控壓節(jié)電的目的。這類節(jié)能調(diào)控設(shè)備對(duì)照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快，精度高，可分時(shí)段實(shí)時(shí)調(diào)整，有穩(wěn)壓作用，因?yàn)橹饕请娮釉?，相?duì)來說體積小、設(shè)備輕、成本低。
2.優(yōu)化配電線路。路燈系統(tǒng)的特點(diǎn)是線路較長，線路上的電流不一定很大。因此我們選擇電纜截面時(shí)適當(dāng)加粗，這樣不僅滿足減少壓降的要求，為增加路燈燈數(shù)留有余量，同時(shí)由于壓降小，線路損耗就小，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，既延長了整個(gè)系統(tǒng)的壽命，同時(shí)還節(jié)約了電能。
3.改進(jìn)燈具安裝角度，增強(qiáng)燈罩反射強(qiáng)度。目前，快速路上的照明路燈，每盞燈間距約為50m，路燈高約15m，其光線照射范圍約50-60m，照射角度約120°。建議將燈罩向車輛前進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)20°，并增強(qiáng)燈罩反射強(qiáng)度，改進(jìn)后，光線照射長度可達(dá)115m，每盞燈的間距就可增大到100m左右。
4.智能照明調(diào)控。為了滿足不同用戶對(duì)照明燈具控制的需要，智能調(diào)控裝置有三種運(yùn)行模式可供選用：端子控制節(jié)能運(yùn)行模式，時(shí)間控制節(jié)能運(yùn)行模式，通訊控制節(jié)能運(yùn)行模式?？砂船F(xiàn)場實(shí)際情況，通過天文鐘、智能探頭或內(nèi)部編程、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)遙控，實(shí)現(xiàn)時(shí)控、光控、程控等多種智能化控制。并可根據(jù)不同時(shí)段、不同燈具、不同亮度要求，每相獨(dú)立調(diào)節(jié)，允許100%不平衡。
5.后半夜關(guān)閉部分路燈的方法。后半夜(約午夜1點(diǎn)至清晨6點(diǎn))路燈采用隔盞關(guān)燈的方法，只需多一套路燈的控制電路，即可實(shí)現(xiàn)。這種方法可節(jié)電約30%-50%。在電力緊張的情況下，這種方式確實(shí)可以節(jié)約大量電能，但是也只能作為權(quán)宜之計(jì)，因?yàn)椴徽撌?ldquo;隔一亮一”還是“隔二亮一”不僅減小照度，同時(shí)區(qū)別于不同的燈桿布置方式，照度均勻度將不同程度甚至是嚴(yán)重的下降，對(duì)交通、行人安全和社會(huì)治安產(chǎn)生不利影響。上世紀(jì)70年代的世界性能源危機(jī)中，日本曾在道路上進(jìn)行隔盞點(diǎn)燈的試驗(yàn)，結(jié)果導(dǎo)致社會(huì)治安、交通事故的大幅上升。另外，這種方式由于需要在同一路徑上敷設(shè)兩個(gè)路燈供電電纜，也增加了建設(shè)投資。
四、路燈節(jié)能方法研究的意義
路燈節(jié)能方法研究意義可以歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：
l.為城市公共照明提供一種科學(xué)有效的節(jié)電方案。
2.提高城市路燈管理水平，在改善城市道路照明質(zhì)量的同時(shí)，又可以節(jié)省人力物力。
3.從國家的城市公共事業(yè)建設(shè)策略上來說，網(wǎng)絡(luò)化的公共照明系統(tǒng)也是數(shù)字化城市的一個(gè)重要組成部分，可以為城市的數(shù)字化建設(shè)做一個(gè)良好的基礎(chǔ)和參考。
4.提高了城市基礎(chǔ)設(shè)施管理水平，有利于提高城市形象。
路燈是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家建設(shè)中必需的用電設(shè)備，它在我國的整體用電量中所占比例巨大，如果通過節(jié)能裝置對(duì)其進(jìn)行有效控制，就能夠降低電力損耗，達(dá)到節(jié)約能源，降低生產(chǎn)安裝成本，有助于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。隨著城市化進(jìn)程不斷加快，市政照明耗能不斷加大，改進(jìn)和研究現(xiàn)有路燈照明方法和系統(tǒng)已成為目前國內(nèi)外的熱點(diǎn)課題之一。路燈照明節(jié)能方法和系統(tǒng)的研制將是節(jié)能降耗的重要途徑和有效方法。
