本站原创【摘 要】城市化进程的发展带动了市政建设,作为市政建设重要组成部分的路灯照明很多都是处于无控制状态,路灯都处于高亮度和高能耗的状态,造成了不必要的能量浪费,这与节约型社会的理念相违背.因此,利用智能控制的节能路灯系统成了市政节能的主要突破点,为此,本文对现有路灯的节能方案进行了分析,找到其不足点,并针对其不足之处设计了一种新的智能节能路灯控制系统,对路灯的节能具有重要意义.
【关 键 词】路灯；智能控制；节能；研究
1.引言
伴随着国内城市化的发展,市政的照明消耗的能量越来越大,尤其对一些城市为了追求夜景,使用大量的能耗大的路灯,造成了很大的浪费,也造成了城市供电的紧张,这与建设节约型社会的理念背道而驰,如何造保证城市照明的前提下尽量的节约能源成了每个城市市政部门亟需解决的难题.为此,本文对智能节能路灯进行了详细的分析和研究,提出了目前城市节能照明的一些不足之处,并设计了一种新的智能节能系统,以便更好的怎么写作于城市的节能.
2.智能节能路灯的特点
科技的发展促进了智能节能路灯的发展和应用,智能节能自动调节亮度和开放时间,可以有效的减少不必要的能量消耗,而且还可以增加路灯的使用寿命,降低维护成本,其特点主要体现在以下几个方面：
2.1节约能源
在整个电网系统中,一般都是上半夜电压比下半夜的低,而路灯缺乏有效的控制,上下半夜都是相同的亮度,而在下半夜对灯光的要求不高,这就造成了能量的浪费.在路灯中使用智能控制可以在保证正常照明需要的前提下,根据现场的需要自动调整灯光的亮度.从而达到节约能源的目的.
2.2保护灯具
智能节能照明可以有效的控制后半夜的电压升高带给路灯的损耗,保证路灯的正常工作状态.智能节能采用的开闭方式可以有效的降低过压或过流带给路灯的冲击.智能控制可以保证路灯又充分的预热时间,延长了灯具的使用寿命.
2.3智能控制
智能控制分为光控、声控、时控等控制方式,而且还可以调节路灯的电压和工作时间.另外还可以做到自动启动,自检的功能保证了遇到故障后的重启.还可以对路灯进行远程控制,提高了使用效率.
3、现有节能路灯存在的问题
在实际的节能路灯的应用过程中,大多数都是调低下半夜的灯的亮度,或者在保证正常照明条件下关闭部分路灯来节能.但是对等的亮度的控制做的不好,虽然节能,但是没有保证路灯的基本作用,整体效果并不理想.存在的问题如下：
（1）上半夜采取相同的亮度.由于真正的路灯照明高峰期在6-9点左右,如果上半夜都保持高亮度会造成不必要的能量损耗.所以在这方面还有很大的节能潜力.
（2）下班夜的一些强制节能,虽然节约了能量,但是不能有效的保证正常的照明,容易给市区正常的交通带来不便.
（3）下半夜关闭部分路灯的控制不合理,在繁华地段和相对偏僻的地段采用相同的控制.这样可以保证偏僻地区的能耗,但是对繁华地区来说会带来很多的不便,因此需要分开处理.
4.新的设计方案
目前大多数的路灯都是利用电网供电来工作,这就需要地下铺设供电线路,在安装和布线时造成大量的浪费.另外,火电厂的发电利用燃烧煤的技术,这就会造成对环境的污染.而风光互补节能路灯可以领用风力光照的因素来做到更好的节能效果,还可以减少发呆电过程对环境的影响.为此,本文设计了一种新的智能节能路灯,可以有效的利用风光资源节约大量的能量.而且在有些路段控制器里面有目的的设计上光控和时间控制模块.该模块的光度控制优先于时间控制,保证在一定亮度的条件下开闭路灯,或者在特定的时间点满足开关灯的要求.路灯设计成红外感测的路灯,在人流和车流比较密集的时刻和路段采用标准模式,对人员较少的地方采用节能模式.一般情况下城市的人车流量的高峰期集中在早上7点半左右和晚上6-9点,这个时间段内最适合使用标准路灯的状态.在不同的季节对路灯的要求也不同,冬季早上可能需要照明,但是其他季节一般不需要照明.这个时间段内要保证路灯的标准亮度.在晚上的其它时间段内可以将路灯转化为节能模式.在深夜的路灯控制中最好采用红外感测技术,这样只有人和车辆通过的时候路灯才会自动变亮,而没有人车时可以保持关闭状态.这比声控灯的效果要好些,可以有效避免噪声对控制的干扰.
最好使用LED照明,因为相对传统的高压钠灯和水银灯,LED路灯照明比效率更高,可以节约很多的能源.LED之所以节约能源是应为它是经过AD/DC稳压以后才供的电,稳压的存在可以允许路灯的电压有比较宽松的电压输入范围,而且经过稳压后可以保证照明效率不会因为电网上电压的波动而影响其亮度.这就提高了照明的效率.另外传统的路灯预热时间一般都比较长,不适合在智能控制中的频繁启停.如果采用传统的控制路灯的方法成本高而且步骤比较复杂.如果采用电力线载波通信技术可以有效的做好控制.而这对电路电力载波通信技术中硬件的设计有比较高的要求,因为硬件决定了控制的信号能否在普通电力线中安全稳定的传输,它还能决定对路灯的有效控制作用.电力线载波通信是建立在可靠稳定的硬件基础上的.主控端和从控端公共构成硬件系统.一般硬件的平台由控制模块、通信模块和功能模块三部分构成.其控制图如图1所示.在电力载波通信的基础上,可以将路灯都连接到单片机中,单片机和计算机之间保持相互通信.计算机可以根据具体情况按自动控制和人工控制来控制路灯的工作状态.该系统还可以根据太阳的规律和实际的道路情况进行控制,要保证广度控制优先于时间控制.当夜晚来临后或者阴天导致的光线过暗,虽然在时间上可能未满足要求,这时也应该让路灯处于标准状态.当高峰期过后可以切换到红外感应模式,实这样就实现了智能控制节能路灯系统.而人工控制就比较随意,可以随时设置路灯的开闭时间或者比例.利用智能节能控制还可以有自诊断功能,当出现故障时可以报告具体的位置,有利于及时的维修.中心控制器内置时钟芯片,时钟芯片有一定容量的EEPROM,它可以保存单片机具体的工作参数,如果通信发生为题,也能保证路灯按上一次的要求正常工作.
图1智能节能路灯控制原理图
5.节能效果验证
以一个路灯功率为1KW来说,当电网的电压为210V时,它在一小时内的耗电约为0.91度.但是当路灯电压降到190V时,它的能耗约为0.75度.由此可见,在保证正常的照明需要的前提下适当的降低电网电压可以降低大约五分之一的能耗.因此,如果在下半夜采用红外检测技术的话可以把电压降得更低.这样节能效果更明显.如果按照一个灯每天工作9小时来算,那么一个灯一年就可以节能大概660度电,如果每度电按照0.6元计算,那么一年一只等就可节约396元.一个城市有成千上万的灯那么整个就可以节省上百万的费用.智能控制可以延长灯的使用寿命一倍左右,而城市的钠等在400元左右,这样又能节省大概一半的费用.由此可见,智能节能路灯在节能上的优越性.
6.总结
虽然智能节能灯具的节能性比较好,但是它的成本还是比较高,因此,下一步的任务就是加大研发力度,进一步降低智能节能灯的.从而可以为城市节约更多的能量.