照明節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)化方案

1、照明節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)化方案市場前景隨著我國城市化建設(shè)的不斷深入，經(jīng)濟(jì)告訴持續(xù)的發(fā)展，能源需求大幅增加， 能源供需矛盾突出。尤其是近兩年，全國用電量及電負(fù)荷增長較快，近些年來已 有三分之二的省(區(qū)，市)出現(xiàn)了不同程度的缺電甚至拉閘限電現(xiàn)象，嚴(yán)重影響 經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生活水平的提高。 據(jù)統(tǒng)計，我國照明用電量已占總用電量的 10%-12%,因此提高電能利用效率，無疑將較大幅度降低能源消耗，有效緩解目 前我國電力供應(yīng)緊張的局面。按照我國提出的“中國綠色照明工程”，照明節(jié)電 已成為節(jié)能的重要方向。目前的照明節(jié)能潛力很大，一般節(jié)能方案均能達(dá)到節(jié)約 15%-35%,按保守的數(shù)量采取20%的計算，全國節(jié)約的電能價

2、值可觀，可想而知 在國民經(jīng)濟(jì)中該有多大的作用。在繁華的都市，城市道路、夜景照明已成為城市 文明的標(biāo)志和城市文化的代表。在推進(jìn)城市亮化工程的進(jìn)程中，照明光源及調(diào)控 設(shè)備得到了空前的發(fā)展，當(dāng)然，城市照明的電能消耗和燈具損耗也越來越大，由于電力緊急和電費的上漲，照明節(jié)能降耗將越來越受到廣泛重視。目前國內(nèi)照明節(jié)能主要的途徑有兩種：1、采用高效的節(jié)能型光源，也就是使用發(fā)光效率高的燈泡或燈管2、在現(xiàn)有照明系統(tǒng)上加裝節(jié)能控制設(shè)備一、合理選型，提高照明效率1、推廣使用高光效照明光源科學(xué)的選用電光源是照明節(jié)電的首要工作。節(jié)能的電光源發(fā)光效率要高。即使得每瓦電(W)發(fā)出更多光通量(Lm)。白熾燈泡發(fā)光效率一般為7

3、-20Lm /W。 其壽命一般為1000h，特殊的為2000h。單端的緊湊型熒光燈(俗稱節(jié)能燈)其光 通量一般為50Lm / W。采用一只9W壽命30005000h的節(jié)能燈完全可以替代 40W的白熾燈泡；雙端直管熒光燈T12型的為55Lm /W，壽命為30005000h， 而現(xiàn)在的T5型則達(dá)到90-110Dn /W，壽命可達(dá)800010000h 。所以T12，T10 其至T8型的熒光燈都應(yīng)該淘汰，不但可以節(jié)約大約50 %的電能，還會改善燈光 的顯色性。除以上光源外，還有高強(qiáng)氣體放電燈，如高壓納燈，金屬鹵化物燈， 微波硫燈，無極燈、發(fā)光二極管和半導(dǎo)體照明燈等，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電光源也 層出不窮。

4、現(xiàn)代的燈可以達(dá)到薄如紙，細(xì)如絲，總是叫人驚喜，現(xiàn)在還在應(yīng)用那 些落后的費電的燈的場所，應(yīng)該盡快實行照明工程節(jié)能改造。當(dāng)然，在選擇發(fā)光 較高的光源時，要考慮應(yīng)用場所，根據(jù)場所的特點和電光源的特性進(jìn)行合理的科 學(xué)的照明改造。現(xiàn)在受到媒體廣泛關(guān)注的LED產(chǎn)品，做為一種新型綠色半導(dǎo)體發(fā)光二極管， 在相同情況下，它的有效發(fā)光率比普通光源要高，且本身不含汞、鉛等有害物質(zhì)， 廢棄物可回收，光譜中沒有紫外線和紅外線，在生產(chǎn)和使用中不會對外界產(chǎn)生污 染，光源的優(yōu)勢十分明顯，被外界稱為第四代新型綠色光源。LED節(jié)能燈的優(yōu)點：高效節(jié)能超長壽命-半導(dǎo)體芯片發(fā)光，無燈絲，無玻璃泡，不怕震動，不易破碎, 使用壽命可達(dá)五萬

5、小時光線健康-光線中不含紫外線和紅外線，不產(chǎn)生輻射綠色環(huán)保-不含汞、鉛、氙等有害元素，利于回收和利用，而且不會產(chǎn) 生電磁干擾保護(hù)視力-直流驅(qū)動，無閃頻光效率高-發(fā)熱小，90%的電能轉(zhuǎn)化為可見光安全系數(shù)高-所需電壓、電流較小，發(fā)熱較小，不產(chǎn)生安全隱患，可用 于礦場等危險場所市場潛力大-低壓、直流供電，電池，太陽能供電即可，可用于邊遠(yuǎn)山 區(qū)及野外照明等缺電、少電場所推廣使用節(jié)能燈，對于節(jié)能降耗意義重大。2、推廣高效率節(jié)能燈具燈具是燈泡（管）的時裝”既要漂亮，又要有科學(xué)分配光的功能。燈具的關(guān) 鍵指標(biāo)是燈具效率。燈具效率是燈泡的光通量作為100時，安裝在燈具里后輸出 光通量的百分比。它可以根據(jù)場所的需

6、要，將光線送到不同的地方，即科學(xué)用光 又能使人們的視覺舒適。例如學(xué)校教室最早采用的雙端直管型熒光燈梯形控罩式 燈具，是鐵皮涂白色油漆制成，其配光不合理，燈下桌面照度高，二燈中間桌面 上照度低，燈具效率約為70%左右。當(dāng)改進(jìn)后，選用拋光氧化鋁制作的雙曲面 燈具，其曲面形狀科學(xué)，使光分配成為蝙蝠翼形狀的配光， 該材料反射系數(shù)提高 了，燈具效率提高后可達(dá)到82%。由該例可知，同樣數(shù)量的相同燈管，前者達(dá) 不到要求，而后者桌面均能達(dá)到要求。所以采用良好的燈具也是一種節(jié)能的辦法。3、推廣節(jié)能型鎮(zhèn)流器傳統(tǒng)型電感鎮(zhèn)流器的缺點是體積大、 重量重，自身功率損耗大，約為燈功率 的20%-25%,有噪聲、功率因數(shù)低、

7、燈頻閃等，是一種不節(jié)能的鎮(zhèn)流器。電子 鎮(zhèn)流器的優(yōu)點是節(jié)能，其自身功耗低，功率因數(shù)高達(dá)0.9以上，燈光效率高、重量輕、體積小、啟動可靠、無頻閃、無噪聲、可調(diào)光、允許電壓偏差大等。例如 36W熒光燈用電子鎮(zhèn)流器，功耗僅為1-3W。節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器是采用低耗材料， 其能耗介于傳統(tǒng)型和電子型之間。因此，照明設(shè)計中應(yīng)提倡選用優(yōu)質(zhì)節(jié)能電子鎮(zhèn) 流器和節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。對于直管熒光燈 T8、T5直管熒光燈，應(yīng)選用電子鎮(zhèn) 流器；大功率高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應(yīng)采用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器； 小功率金屬鹵 化物燈應(yīng)選用電子鎮(zhèn)流器。表1以T8,36W直管熒光燈為例，將幾類鎮(zhèn)流器的性能列出比較。表1:類型功耗（w）功率因數(shù)頻閃

8、噪聲調(diào)光壽命（年）傳統(tǒng)電感型90.5有有不可15-20節(jié)能電感型4.5-5.50.5有小不可15-20電子式（H級）3.5-4> 0.9無無可4-5電子式（L級）3.5-4> 0.95無無可8-10注：傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器（符號“ LB ”）和節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器（符號“SELB ”）、電子鎮(zhèn)流器（符號“ EB ”）EB又分為H級和L級二、對現(xiàn)有照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造對現(xiàn)有照明系統(tǒng)的節(jié)能改造，一般采用加裝節(jié)能設(shè)備（回收期一般2-5年）， 較為經(jīng)濟(jì)和實用，目前國內(nèi)銷售的照明節(jié)能設(shè)備很多，其中照明控制調(diào)控裝置所 占比例最大。從工作原理上大致分為三大類。1、可控硅斬波型照明節(jié)能裝置原理：采用可控硅斬

9、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)備對照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快， 精度高，可分時段實時調(diào) 整，有穩(wěn)壓作用，因為主要是電子元件，相對來說體積小、設(shè)備輕、成本低。但 該調(diào)壓方式存在一 致命缺陷 ，由于斬波，使電壓無法實現(xiàn)正弦波輸出， 還會出現(xiàn) 大量諧波，形成對電網(wǎng)系統(tǒng)諧波污染， 危害極大， 尤其不能用在有電容補(bǔ)償電路 中。然而氣體放電燈的功率因數(shù)在一般在 0.5 以下，所以都設(shè)計用電容補(bǔ)償功率 因數(shù)，才能滿足現(xiàn)代照明功率因數(shù) 0.9 以上的技術(shù)規(guī)定。大功率可控硅斬波型節(jié)電設(shè)備， 因其自身

10、存在諧波污染的缺陷， 如果加裝濾 波設(shè)備，成本太高，是不經(jīng)濟(jì)的，所以此類設(shè)備是不宜用于照明電路中。諧波的危害a縮短電力電容器的使用壽命，嚴(yán)重情況下，會使電容器鼓肚、擊穿或爆 炸。b、變壓器的銅耗、鐵耗增大，減少變壓器的實際使用容量，浪費電能。c、增加電氣設(shè)備附加損耗，減少出力，浪費電能，嚴(yán)重時使電氣設(shè)備過熱， 燒損。d、造成開關(guān)、接觸器等電氣設(shè)備的誤動作，自動化儀表不能正常工作。e產(chǎn)生嚴(yán)重的、看不見的電磁波干擾，使有線和無線信號無法接收和傳輸， 影響手機(jī)、電視、廣播、電腦等設(shè)備的正常使用，損害人體正常生理機(jī)能。 2、自耦降壓式調(diào)控裝置現(xiàn)在市場上最多照明節(jié)電產(chǎn)品就是此類產(chǎn)品。 它的原理是， 通過

11、一個自耦變 壓器機(jī)芯， 根據(jù)輸入電壓高低情況， 接連不同的固定變壓器抽頭， 將電網(wǎng)電壓降 低 5、 10、 15、 20V 等幾個檔，從而達(dá)到降壓節(jié)電的目的。這類產(chǎn)品最大的優(yōu)點是克服了可控硅斬波型產(chǎn)品產(chǎn)生諧波的缺陷， 實現(xiàn)了電 壓的正弦波輸出，結(jié)構(gòu)和功能都較簡單，當(dāng)然可靠性也比較高。存在的技術(shù)缺陷：1）固定多檔降壓器由于其核心部件是一個多抽頭的變壓器， 變壓比是固定的， 一般副邊有三到 五個降壓抽頭，分別降5V、10V、15V、20V，一旦接線端固定，降低電壓就是 固定值，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動時， 調(diào)控裝置的輸出電壓也會上下波動， 這樣照明的工 作電壓處在不穩(wěn)定波動狀態(tài)，無法起到對電光源的保護(hù)作用。

12、當(dāng)電網(wǎng)電壓高時， 節(jié)電率不是最佳狀態(tài)； 而電網(wǎng)電壓低時， 可能出現(xiàn)欠壓現(xiàn)象， 造成燈具無法正常 點亮，反而降低燈具壽命， 這是這類調(diào)控裝置存在的最大安全缺陷。 當(dāng)用電高峰 時，電壓過低，電氣設(shè)備也無法正常運行。2）接觸器型降壓器這類調(diào)控裝置為了能做到額定電壓正常啟動， 并在過電壓和欠電壓時跳到旁 路（設(shè)備的安全保護(hù)），一般都用的都是交流接觸器來進(jìn)行切換，這是最簡單和 常用的辦法。但是，如果用接觸器作為節(jié)電產(chǎn)品的電壓調(diào)整裝置的話， 其安全性、 可靠性和無故障工作壽命都不能保障，存在安全隱患，原因如下： 交流接觸器的工作原理是用電磁線圈吸合、斷開，來控制觸頭常開或是 常閉，屬機(jī)械移動部件，只適用于

13、不經(jīng)常動作的開關(guān)場合，如燈具、電器的開起 和關(guān)斷，切換次數(shù)是有限的，不適用于頻繁切換的場合。交流接觸器在切換動作時，是機(jī)械的吸合和斷開，所以會有短暫的 1020ms的斷電，我們稱之為 閃斷”這樣的斷電會導(dǎo)致HID燈（High Intensity Discharged Lamp高壓氣體放電燈，如高壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈等 ）熄滅。 這種燈的特性決定， 在熄滅以后， 必須等到燈管冷卻， 蒸氣壓下降后才能再點亮， 一般需要510min左右，在使用中，這將是個嚴(yán)重故障。根據(jù)以上原因，交流接觸器是不能用來控制照明調(diào)控裝置進(jìn)行頻繁切換的。 所以，生產(chǎn)和銷售此類節(jié)電產(chǎn)品的廠家， 一般做不到實時穩(wěn)定電壓、

14、多時段調(diào)控 等功能，這也就是這類節(jié)電產(chǎn)品的缺點所在。3、智能照明節(jié)電器從前兩類節(jié)電產(chǎn)品來看， 它們各有優(yōu)缺點， 之所以不能得到大量使用， 是因 為其本身都存在技術(shù)缺陷， 可控硅（相控）型優(yōu)點是， 可實時精確控制輸出電壓， 滿足照明用電的最佳值， 缺陷是電壓無法實現(xiàn)正弦波輸出， 有諧波污染。 而自耦 降壓型的優(yōu)點正好是能做到電壓正弦波輸出，卻不能實現(xiàn)電壓的自動精確控制， 只能固定降電壓，不能升壓和穩(wěn)壓，如果能將兩者優(yōu)勢結(jié)合互補(bǔ)，去除缺陷，就 是相對比較理想的照明節(jié)能產(chǎn)品了。智能照明調(diào)控裝置工作原理， 采用微電腦控制系統(tǒng)， 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(jìn)行自動調(diào)節(jié)，

15、 從而保證輸出最佳的照明 系統(tǒng)工作電壓。智能照明調(diào)控裝置在結(jié)合前兩類節(jié)能產(chǎn)品的優(yōu)點的基礎(chǔ)上， 克服了其中存在 的缺陷，具體優(yōu)點體現(xiàn)在以下四個方面：1）優(yōu)化電力質(zhì)量，節(jié)約照明用電穩(wěn)定最佳工作電壓針對電網(wǎng)電壓偏高和波動等現(xiàn)象， 調(diào)控裝置可根據(jù)用戶現(xiàn)場實際需求， 實時 在線調(diào)控輸出最佳照明工作電壓， 并能將其穩(wěn)定在 ±2%以內(nèi)，有效提高電力質(zhì)量， 從而達(dá)到節(jié)電 10%40%的效果。多時段節(jié)能運行 根據(jù)用戶實際的照明需求，調(diào)控裝置還可通過程序進(jìn)行多時段節(jié)能電壓設(shè) 置，從而滿足用戶不同光源、 不同時間的需求， 實現(xiàn)最佳照明狀態(tài)和最大節(jié)電率。 2）有效保護(hù)電光源，延長其使用壽命軟啟動、慢斜坡 影

16、響電光源壽命的一個重要因素是，啟動和運行時電流和電壓對光源的沖 擊。為了有效的降低電流沖擊和提高燈的壽命， 在國外高檔燈具產(chǎn)品中， 要求燈 具有軟啟動功能。智能調(diào)控裝置能夠?qū)崿F(xiàn)燈具的軟啟動和慢斜坡控制過程。 燈具在啟動時， 采 用低壓軟啟動， 充分預(yù)熱。 該過程可減少 40%的啟動電流沖擊， 有效提高光源壽 命。在調(diào)壓、穩(wěn)壓的過程中，智能調(diào)控裝置采用慢斜坡方式，讓電壓在設(shè)定時間 內(nèi)緩慢過渡，保證光源不受電壓、電流波動的沖擊，從而降低電光源損壞，延長 使用壽命。實時穩(wěn)壓、控壓在電壓波動很大的地方， 如電氣設(shè)備比較多的廠區(qū)， 一分鐘內(nèi)的電壓波動達(dá) 到±5%;路燈后半夜的供電電壓也會達(dá)到 250V。智能調(diào)控裝置高穩(wěn)定的最佳照 明電壓，能夠延長電光源壽命 24倍，減少照明運行、維護(hù)成本 30%50%。3）智能照明調(diào)控為了滿足不同用戶對照明燈具控制的需要， 智能調(diào)控裝置有三種運行模式可 供選用：端子控制節(jié)能運行模式時間控制節(jié)能運行模式通訊控制節(jié)能運行模式可按現(xiàn)場實際情況，通過天文鐘、智能探頭或內(nèi)部編程、遠(yuǎn)程計算機(jī)遙控， 實現(xiàn)時控、光控、程控等多種智能化控制。并可根據(jù)不同時段、不同燈具、不同 亮度要求，每相獨立調(diào)節(jié)，允許 100%不平衡。4）適用性、可靠性調(diào)控裝置每相可獨立調(diào)節(jié)，可操作性強(qiáng)，可以承受三相 100%的不平衡負(fù)載， 且保證單相的故障絕不影