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風光互補LEDs功率管智能化 城市路燈原理及應(yīng)用 |
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二極管組作為光源，具有光色好（白光、色溫8000---10000）、長壽(5萬小時，是高壓鈉燈的5倍)、綠色（阻性負載，對電網(wǎng)不產(chǎn)生任何污染），節(jié)能（功耗是高壓鈉燈的一半）和成本低的優(yōu)點。另外，LEDs功率管是直流負載，可由蓄電池直接供電，省掉高壓鈉燈直流轉(zhuǎn)高頻高壓驅(qū)動環(huán)節(jié)，能簡化控制器結(jié)構(gòu)，減少電器損耗，提高控制器的可靠性。(3)采用智能控制技術(shù)，最大限度地滿足客戶的需求。風光互補LEDs功率管智能化城市路燈一問世，立即受到國家有關(guān)部門的重視，被列入2005年國家科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金創(chuàng)業(yè)項目。
與常規(guī)路燈相比⑴常規(guī)路燈的設(shè)計包括燈桿的設(shè)計、燈具的選擇、輸配電方案設(shè)計，考慮到路燈是220v電壓供電，所以路燈的輸電半徑不能長。在城市內(nèi)，道路相互交叉，每個路燈配電站可以為幾條道路的路燈供電，所以，分配到每支路燈上的配電成本并不高。但在城郊的公路或西部地區(qū)，由于公路交叉少，每隔兩公里需設(shè)一個路燈配電站，特別是高速公路需要架高速專用輸電線路，分配到每支路燈上的配電成本就會很高。⑵風光互補路燈系統(tǒng)不需要輸配電，每支路燈由太陽能和風能獨立供電，并配有足夠的儲能(儲能系統(tǒng)按3天（可擴展到7天）的用電量配置)，能保證路燈的用電，在城郊公路和高速公路。風光互補路燈的建設(shè)成本低于常規(guī)路燈，運行和維護成本更遠低于常規(guī)路燈。
下表是常規(guī)路燈和風光互補路燈的經(jīng)濟、技術(shù)指標對比：
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序號 |
項目內(nèi)容 |
常規(guī)路燈 |
風光互補路燈 |
備 注 |
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1 |
路燈燈桿 |
6-12m |
6-12m |
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2 |
路燈光源 |
高壓鈉燈 |
LEDs 功率管 |
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3 |
光源壽命 |
8000-10000 小時 |
50000 小時 |
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4 |
供電方式 |
變電站供電 |
風能和太陽能互補供電 |
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5 |
每支路燈 ( 按 250W) 平均電能消耗 |
1200 度 / 年左右 |
不耗電 |
按平均每天亮 11 小時計、含電器損耗。 |
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6 |
每年的維護成本 ( 元 ) |
330 |
100 |
換燈、線路維護和清潔工作等 |
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7 |
亮燈控制 |
光控或時間控制 |
智能化控制 |
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8 |
線路設(shè)備及施工 |
光控電纜溝埋線、長距離時要安裝配電和供電增容設(shè)備 |
不需輸電線路和設(shè)備，無需線路施工 |
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9 |
抗大風能力 |
抗 12 級臺風 |
抗 12 級臺風 |
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10 |
太陽能板和風力發(fā)電機 |
無 |
通用型太陽能板
免維護風力發(fā)電機 |
使用壽命 10 年以上 |
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11 |
蓄電池 |
無 |
免維護蓄電池 |
使用壽命 5 年左右 |
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12 |
外形 |
造型可多樣化 |
風機旋轉(zhuǎn)有動態(tài)美，風葉可五顏六色。 |
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13 |
成本 ( 路燈和輸電成本 ) |
1.0-1.5 萬元 / 支左右 |
1.2-1.8 萬元 / 支左右 |
含燈桿 / 燈具、控制 / 輸電設(shè)備和施工等 |
為了充分體現(xiàn)“綠色奧運”精神、展示綠能技術(shù)在城市照明行業(yè)中的應(yīng)用前景、進一步推進城市照明節(jié)電工作的深入發(fā)展，北京路燈管理中心于2005年3月在院內(nèi)安裝了一臺6米高的風光互補路燈（光源是70W高壓鈉燈，同年8月。又將光源改為35WLEDs功率管）。近半年的使用情況是: ⑴當風速較大時(4級以上)，風力發(fā)電機發(fā)電量大(達70%以上)、充電速度快(4--10小時就能充滿蓄電池、供3天使用)、日發(fā)電量遠優(yōu)于太陽能電池板。⑵風光互補發(fā)電設(shè)備的造價是純太陽能發(fā)電設(shè)備的1/2。⑶經(jīng)現(xiàn)場實測,35WLEDs功率管的照度指標和70W高壓鈉燈一樣。但前者呈白光、視覺效果遠好于后者的黃光。⑷由于北京路燈管理中心位于北京南二環(huán)旁，風資源不太好，3-4月份因風較大，路燈能整夜亮燈，5-9月份因風較小，主要靠太陽能電池板供電，故路燈不能整夜亮燈。總結(jié)近半年的使用情況，結(jié)論如下：⑴由于目前國內(nèi)小功率風力發(fā)電機尚不能微風(1-2級風)發(fā)電，風光互補路燈目前只能適用于風資源好的地區(qū)道路（如內(nèi)蒙、新疆。甘肅、東北等地區(qū)或沿海/沿湖/沿江/沿河地區(qū)或城市郊外地區(qū)或高速公路）。在上述地區(qū) ，風光互補LEDs功率管智能化城市路燈是一套獨立供電系統(tǒng)，不受電源點的影響，不需開挖路面做埋管工程，不要考慮安裝配電和供電增容設(shè)備，現(xiàn)場施工和安裝都很方便，綜合經(jīng)濟效益好，特別是對已建成的道路增設(shè)路燈非常方便，安裝風光互補路燈比安裝常規(guī)路燈有明顯的優(yōu)勢。風光互補路燈本身是個景觀，又是新能源知識最好的普及教材。推廣風光互補路燈有很好的社會效益和經(jīng)濟效益。⑵在城市道路，建議推廣LEDs功率管路燈（將它逐步置換現(xiàn)有的高壓鈉燈路燈）。因為從上分析已知，LEDs功率管光源在各方面遠優(yōu)于現(xiàn)有的高壓鈉燈光源（節(jié)能、長壽、光色好、無電網(wǎng)污染等），唯一不足的是前者目前的價格較高，但隨著LEDs功率管的技術(shù)進步和普遍使用，前者的價格會大幅下降。
人們對應(yīng)用風光互補路燈所擔心的問題: ⑴安全性問題。擔心風光互補路燈的風車和太陽能電池板會被風吹落到公路上傷及車輛和行人。實際上，風光互補路燈的風葉和太陽能電池板的受風面積遠小于公路指示牌和燈桿廣告牌，而且，風光互補路燈的強度設(shè)計也是按抗12級臺風的標準設(shè)計的，不會出現(xiàn)安全上的問題。⑵亮燈的時間不保證。擔心風光互補路燈受天氣影響，亮燈時間不保證。風能和太陽能是最常有的自然能源，睛天陽光充足，而陰雨天則風大，夏天陽光照射強度高，而冬天風大，并且，風光互補路燈系統(tǒng)配有足夠的儲能系統(tǒng)，能保證路燈有充足的電源。⑶造價高。在城郊公路和高速公路，風光互補燈的建設(shè)成本低于常規(guī)路燈，運行和維護成本更遠低于常規(guī)路燈。在城市道路，目前風光互補路燈的造價較常規(guī)路燈高，但隨著科技進步，節(jié)能和綠能型照明產(chǎn)品的普及，風機和太陽能產(chǎn)品的技術(shù)水平提高且價格降低，風光互補路燈的造價會接近城市內(nèi)常規(guī)路燈的綜合造價; 但由于風光互補路燈不消耗電能，所以，其運行成本遠低于常規(guī)路燈。
我們相信，風光互補LEDs功率管智能化城市路燈有三大核心技術(shù)(風光能互補供電/LEDs功率管/智能控制技術(shù))支撐，其必將成為誘人的照明設(shè)備，廣泛應(yīng)用于廣告設(shè)備、景觀照明、公園、小區(qū)、樓宇照明系統(tǒng)。 |
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