照明节能系统优化方案

照明节能系统优化方案

市场前景

随着我国城市化建设的不断深入，经济告诉持续的发展，能源需求大幅增加，能源供需矛盾突出。尤其是近两年，全国用电量及电负荷增长较快，近些年来已有三分之二的省（区，市）出现了不同程度的缺电甚至拉闸限电现象，严重影响经济社会发展和人民生活水平的提高。据统计，我国照明用电量已占总用电量的10%-12%，因此提高电能利用效率，无疑将较大幅度降低能源消耗，有效缓解目前我国电力供应紧张的局面。按照我国提出的“中国绿色照明工程”，照明节电已成为节能的重要方向。目前的照明节能潜力很大，一般节能方案均能达到节约15%-35%，按保守的数量采取20%的计算，全国节约的电能价值可观，可想而知在国民经济中该有多大的作用。在繁华的都市，城市道路、夜景照明已成为城市文明的标志和城市文化的代表。在推进城市亮化工程的进程中，照明光源及调控设备得到了空前的发展，当然，城市照明的电能消耗和灯具损耗也越来越大，由于电力紧急和电费的上涨，照明节能降耗将越来越受到广泛重视。

目前国内照明节能主要的途径有两种：

1、采用高效的节能型光源，也就是使用发光效率高的灯泡或灯管

2、在现有照明系统上加装节能控制设备

一、合理选型，提高照明效率

1、推广使用高光效照明光源

科学的选用电光源是照明节电的首要工作。节能的电光源发光效率要高。即使得每瓦电(W)发出更多光通量(Lm)。白炽灯泡发光效率一般为7-20Lm／W。其寿命一般为1000h，特殊的为2000h。单端的紧凑型荧光灯(俗称节能灯)其光通量一般为50Lm／W。采用一只9W寿命3000~5000h的节能灯完全可以替代40W的白炽灯泡；双端直管荧光灯T12型的为55Lm／W，寿命为3000~5000h，而现在的T5型则达到90-110Dn／W，寿命可达8000~10000h。所以T12，T10其至T8型的荧光灯都应该淘汰，不但可以节约大约50％的电能，还会改善灯光的显色性。除以上光源外，还有高强气体放电灯，如高压纳灯，金属卤化物灯，微波硫灯，无极灯、发光二极管和半导体照明灯等，科学技术的发展，电光源也

层出不穷。现代的灯可以达到薄如纸，细如丝，总是叫人惊喜，现在还在应用那些落后的费电的灯的场所，应该尽快实行照明工程节能改造。当然，在选择发光较高的光源时，要考虑应用场所，根据场所的特点和电光源的特性进行合理的科学的照明改造。

现在受到媒体广泛关注的LED产品，做为一种新型绿色半导体发光二极管，在相同情况下，它的有效发光率比普通光源要高，且本身不含汞、铅等有害物质，废弃物可回收，光谱中没有紫外线和红外线，在生产和使用中不会对外界产生污染，光源的优势十分明显，被外界称为第四代新型绿色光源。

LED节能灯的优点：

✶高效节能

✶超长寿命----半导体芯片发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，使用寿命可达五万小时

✶光线健康----光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射

✶绿色环保----不含汞、铅、氙等有害元素，利于回收和利用，而且不会产生电磁干扰

✶保护视力----直流驱动，无闪频

✶光效率高----发热小，90%的电能转化为可见光

✶安全系数高----所需电压、电流较小，发热较小，不产生安全隐患，可用于矿场等危险场所

✶市场潜力大----低压、直流供电，电池，太阳能供电即可，可用于边远山区及野外照明等缺电、少电场所

推广使用节能灯，对于节能降耗意义重大。

2、推广高效率节能灯具

灯具是灯泡(管)的“时装”。既要漂亮，又要有科学分配光的功能。灯具的关键指标是灯具效率。灯具效率是灯泡的光通量作为100时，安装在灯具里后输出光通量的百分比。它可以根据场所的需要，将光线送到不同的地方，即科学用光又能使人们的视觉舒适。例如学校教室最早采用的双端直管型荧光灯梯形控罩式灯具，是铁皮涂白色油漆制成，其配光不合理，灯下桌面照度高，二灯中间桌面上照度低，灯具效率约为70％左右。当改进后，选用抛光氧化铝制作的双曲面

灯具，其曲面形状科学，使光分配成为蝙蝠翼形状的配光，该材料反射系数提高了，灯具效率提高后可达到82％。由该例可知，同样数量的相同灯管，前者达不到要求，而后者桌面均能达到要求。所以采用良好的灯具也是一种节能的办法。

3、推广节能型镇流器

传统型电感镇流器的缺点是体积大、重量重，自身功率损耗大，约为灯功率的20%-25%，有噪声、功率因数低、灯频闪等，是一种不节能的镇流器。电子镇流器的优点是节能，其自身功耗低，功率因数高达0.9以上，灯光效率高、重量轻、体积小、启动可靠、无频闪、无噪声、可调光、允许电压偏差大等。例如36W荧光灯用电子镇流器，功耗仅为1-3W。节能型电感镇流器是采用低耗材料，其能耗介于传统型和电子型之间。因此，照明设计中应提倡选用优质节能电子镇流器和节能型电感镇流器。对于直管荧光灯T8、T5直管荧光灯，应选用电子镇流器；大功率高压钠灯、金属卤化物灯应采用节能型电感镇流器；小功率金属卤化物灯应选用电子镇流器。

表1以T8,36W直管荧光灯为例，将几类镇流器的性能列出比较。

表1：

注：传统电感镇流器（符号“LB”）和节能型电感镇流器（符号“SELB”）、电子镇流器（符号“EB”）EB又分为H级和L级

二、对现有照明系统进行节能改造

对现有照明系统的节能改造，一般采用加装节能设备（回收期一般2-5年），较为经济和实用，目前国内销售的照明节能设备很多，其中照明控制调控装置所占比例最大。从工作原理上大致分为三大类。

1、可控硅斩波型照明节能装置

原理：采用可控硅斩波原理，通过控制晶闸管（可控硅）的导通角，将电网输入的正弦波电压斩掉一部分，从而降低了输出电压的平均值，达到控压节电的目的。

这类节能调控设备对照明系统的电压调节速度快，精度高，可分时段实时调整，有稳压作用，因为主要是电子元件，相对来说体积小、设备轻、成本低。但该调压方式存在一致命缺陷，由于斩波，使电压无法实现正弦波输出，还会出现大量谐波，形成对电网系统谐波污染，危害极大，尤其不能用在有电容补偿电路中。然而气体放电灯的功率因数在一般在0.5以下，所以都设计用电容补偿功率因数，才能满足现代照明功率因数0.9以上的技术规定。

大功率可控硅斩波型节电设备，因其自身存在谐波污染的缺陷，如果加装滤波设备，成本太高，是不经济的，所以此类设备是不宜用于照明电路中。

谐波的危害

a、缩短电力电容器的使用寿命，严重情况下，会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。

b、变压器的铜耗、铁耗增大，减少变压器的实际使用容量，浪费电能。

c、增加电气设备附加损耗，减少出力，浪费电能，严重时使电气设备过热，烧损。

d、造成开关、接触器等电气设备的误动作，自动化仪表不能正常工作。

e、产生严重的、看不见的电磁波干扰，使有线和无线信号无法接收和传输，影响手机、电视、广播、电脑等设备的正常使用，损害人体正常生理机能。

2、自耦降压式调控装置

现在市场上最多照明节电产品就是此类产品。它的原理是，通过一个自耦变压器机芯，根据输入电压高低情况，接连不同的固定变压器抽头，将电网电压降低5、10、15、20V等几个档，从而达到降压节电的目的。

这类产品最大的优点是克服了可控硅斩波型产品产生谐波的缺陷，实现了电压的正弦波输出，结构和功能都较简单，当然可靠性也比较高。

存在的技术缺陷：

1）固定多档降压器