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三、城市路灯节电的可行性分析
1、在电力供电的系统中,为了避免送电过程中的线路损耗及用电高峰时造成的未端电压过低,往往都是以较高的电压传输。
因此,路灯所消耗的功率都较高,特别是午夜后用电低峰时,电网电压更高,多余的电压只会带来大的发热量、灯具损坏及更高的电费支出。
2、电网电压偏高或不稳定或电网有洁净(瞬变、谐波等因素),不仅带来高额的电费支出,更会导致灯胆发热而大幅度降低灯具的使用寿命,造成维修量及维修费用大幅增加。
3、根据时间与人流量的数理统计规律,当午夜后,人流、车辆减少时,对照度的要求有所下降,目前虽已采用半夜灯方式进行管理,但随负载的减轻,线路电压更高,对点亮的灯具的损伤也更大,同时使路灯产生眩光会增加对人眼睛的伤害,使路面光线分布不均匀,不利于车辆的安全行驶。
4、路灯大多采用气体放电灯具,其中以穿透力最强的钠灯为主。
而气体放电灯特殊的物理特性决定了只在起动时,需要较高的工作电压,而点燃后适当降低并稳定供电电压,即可保持其正常照度,这一专利技术为路灯节电提供了有力的理论依据。
5、所有气体放电灯在使用过程中都采用一个1.6—0.8的维护系数,使灯具亮度比设计值(寿命终止亮度)高出40—20%,当灯达到寿命终点时,其亮度正好达到目标设计值。
根据这一特点,采用路灯节电器补偿灯的这一老化过程,在保证灯的正常亮度的条件下,实现节电25%--40%,是路灯节电系统的又一理论依据。
6、因人的眼睛对照度的敏锐度不是线性关系,而是对数关系,达到敏锐界限后,就进入“视觉钝区”,此时(因地区不同,可设置不同时间)较多降低灯的亮度,而不会影响人的视觉照度,依此可实现节能。
四LED路灯具有的优势
LED路灯具有的优势在于:
第一寿命长:
led路灯采用先进的系统集成技术、巧妙的散热结构、以及高分子材料的应用,寿命长达50000小时以上。
第二维护量低:
led路灯采用铝合金压铸灯壳,防水、抗冲击、抗氧化、防震能力强,没有钨丝、玻壳等易损坏的部件;
内装特殊设计的散热翅片,适合不同季节、不同天气温度长时间使用。
各种材料的特殊结合设计使led路灯坚固耐用,运行状态基本不受外界环境影响,减少维修所带来的不必要麻烦和费用。
第三电压范围宽:
传统的路灯需要一个大功率的供电系统。
大功率变压器及大面积的输电线路造价昂贵,而且传统路灯电压不能有太大的波动,否则,会严重影响灯的寿命。
而led路灯用专用驱动模块,电压有波动时,led路灯的亮度不变。
在电压从180V到280V变化时,整个驱动器能实现恒流驱动,保证了大功率led路灯亮度。
另外,驱动器有许多保护功能,在异常情况下,保障整个电网的可靠性。
第四绿色环保:
废弃物可回收,没有污染;
不含有汞成分。
第五安全:
LED照明是一种固态照明,可以有效防震、防爆,对于类似震动比较大的高速公路、桥梁和对安全性要求更高的隧道和矿井等尤其适用。
LED路灯不仅有以上优点,而且LED路灯的光谱几乎全部集中于可见光频段,所以显色指数高,并且不含有毒重金属,再加上无频闪、无眩光、视觉效果好,是未来传统光源的理想替代品。
低温启动正常,响应速度快,对使用环境要求较低。
更适合城市道路、居住区、工业区、人行道、广场、公园、学校、别墅、庭院等场所的照明。
根据中国社会经济调查研究中心的调查结果及我公司对样品测试的数据,下图为高压钠灯和LED光源灯光衰对比:
由上图可以明显看出高压钠灯光衰速度很快,LED路灯在前1500小时内的亮度没有高压钠灯亮度高,但是在这1500小时内LED灯的光衰小于8%,高压钠灯的光衰大于40%,在1500小时以后,LED路灯亮度高于高压钠灯,亮度也基本处于稳定阶段光衰很小,但高压钠灯的光衰速度还远远大于LED路灯,从上图也可以看出LED灯寿命长的特点。
从试验数据上看本公司的120W~150W的LED灯可以代替400W的高压钠灯,90W~120WLED灯可以代替250W高压钠灯,60W~90WLED灯可以代替150W高压钠灯。
五、设计依据
1、沿用标准
(本方案制订沿用下列标准)
CJJ45-91
《城市道路照明设计标准》
GB7000.1-2002
《灯具一般安全要求与试验》
GB7248-1987
《电光源的安全要求》
GB/T11470-1989
《电光源产品质量分等分级指标》
GB15039-1994
《发光强度、总光通量标准灯泡》
GB/T11373-1989
《热喷涂金属件表面预处理通则》
QB/T1551-1992
《灯具油漆涂层》
GB/T699-1999
《优质碳素结构钢》
GB/T700-1988
《碳素结构钢》
GB/T1591-1994
《低合金高强度结构钢》
GB7000.5-2005
《道路与街路照明灯具的安全要求》
2、设计规范
JTJ026.1-1999
《公路隧道通风照明设计规范》
CJJ89-2001
《城市道路照明工程施工及验收规程》
3、设计原则
1)遵守国家提倡节能的有关标准、规范和政策,如《建设部关于进一步加强城市照明节电工作的通知》等;
2)满足照度要求和照明时间要求;
3)大功率LED路灯最大程度节省电费和光源维护费;
4)灯型设计优雅美观,与周围景色和谐统一。
根据中国社会经济调查研究中心的调查结果,下面是LED道路照明与传统光源投资及经济预算举例:
六、节能效益分析对比
1)拟使用80WLED路灯替代250W高压钠灯5年效益分析对比
光源
项目
高压钠灯
ZB-LED路灯
备注
电
损
光源功率(W)
250
80
镇流器自身功耗(W)
75(光源的30%)
驱动电源功耗(W)
8(光源的8%-10%)
变压器损耗(3%)(W)
7.5
\
综合线损(6%)(W)
15
4.8
无功补偿
功率因数0.85
功率因数0.95
灯具损耗/只
347.5
92.8
灯具数量
3000
每晚总耗电量(KWH)
12510
3340
以12H/天计
5年耗电量(度)
22830750
6095500
以365天/年计
5年电费支出(元)
27396900
7314600
以1.2元/度计
5年电费节约支出(元)
20082300
维护费用
光
源
寿命
8000小时
50000小时
更换次数
5
单价(元)
160
数量(套)
小计(元)
2400000
配
器
和
其
他
费
用
镇流器寿命
4000小时
单价
140
2100000
启动器寿命
数量
225000
无功补偿器寿命
45
675000
驱动电源寿命
20000小时
1
150
450000
其他零部件不可预知费用(元)
500000
100000
市场工价(人/天)
以更换30天为计
5×
30
1检修)×
22500
4500
租赁升降车费用
1200元/天
租赁次数
1×
小计
180000
36000
高空作业费用
100元/天
次数
15000
5维护费(合计)
6117500
593500
5维护节约支出(合计)
5524000
采用80WLED路灯
5年总节约支出(元)
25526300
由上述数据可知:
若采用80WLED路灯照明
每年节电量为365×
(12510-3340)=3347050度
每年节电费用为3347050×
1.2=4016460元
根据国家规定每盏路灯补助300元至500元维护费,年拨维护费:
3000盏×
350元=105万元;
国务院节能办规定每节电标准煤1吨补500元,每一度电节煤0.4公斤
0.4×
3347050度电=1339吨×
500元=67万元(节煤)
年拨维护费105万元+吨煤补助费67万=172万元
5年(拨维护费+吨煤补助费)=172×
5=860万元
有上述数据可知:
采用大功率LED路灯5年总收益为25526300元+860万(政府补贴)=3412.6万元
2)一次性投资总额计算依据
费用
80WLED路灯
灯具投资总额
4186元/套×
3000=1255万元
运输费用
500000元
安装费用(人/30天)
150元×
30天=4500元
100元×
3000=300000元
1200元/天×
30天=36000
其他费用
约100000
总投资
约1350万
投资回报分析:
(1)LED路灯改造工程总价投资:
1350万元
(2)年回收效益:
25526300元÷
5年=510万元
(3)投资回收期:
投资回报=工程总投资÷
年回收效益=1350万元÷
510万元=3年
3).通过改造完工后,对节能减排的贡献量是巨大的。
根据计量标准:
一度电节约标准煤0.4kg,减少碳排放0.997kg,减少碳粒子排放0.2727kg
5年节约电为:
22830750-6095500=16735250度:
所以
5年节约煤为6694吨
5年减少碳排放为16685吨
5年减少碳粒子排放为4563.7吨
无法量化测算,本方案暂不考虑在内。
同时节能还能享受政府的节能补贴。
七、LED路灯产品与技术优势
中国重点城镇(文化)建设投资指导工作委员会新能源节能减排中心在全国组织专家论证,优选了多家国内外一流的、技术最具前沿、实践应用最可靠的LED厂商,作为中心的长期的战略合作伙伴,提供技术和产品服务保证。
优选的标准是:
电子器件和芯片均由国外一流厂商提供,照明效果达到国家规定的道路等级照明标准,厂商质保期为5年以上,防护等级IP67以上。
1、LED路灯产品
路灯不但扮演着维持交通顺畅不可或缺的重要角色、同时对一个城市来讲更是重要的指标之一。
目前在高度成长的各大城市中流行着一句简单的口语“白天看车、晚上看灯”,这说明了路灯是多么的重要!
最新一代LED路灯外观简洁大方,新颖独特,充分满足道路照明的特殊要求。
采用先进的热学、结构与电路设计,以节能、低维护成本长寿命、显色性佳的优势,具有极高的性价比。
一般大功率LED路灯由下面几部分组成:
灯体(含散体器、接线盒、安装支架和固定螺栓)、透镜、大功率集成封装LED芯片、驱动电源及其它备件。
2、LED路灯的技术优势
(1)、LED芯片:
采用美国进口芯片,采用当前国际一流的功率型LED芯片集成封装技术,选用低热阻、散热良好、低应力的封装结构及高折射率、抗劣化封装材料,提高出光效率和降低热阻,保证了功率型LED工作的稳定性、可靠性及高效性。
LED的发光效率:
≥110lm/W;
使用寿命:
50000h时,光衰小于初始值的15%;
显色指数Ra:
≥80;
色温Tc:
2500~6500可选。
(2)、LED灯具光学性能:
整体光衰:
10000h光衰不超过10%(光输出维持率达90%以上),50000h光衰不超过15%(光输出维持率达85%以上),使用寿命:
≥50000小时(不含驱动电源)。
灯具效率:
≥80%(灯具输出光通量不小于封装器件输出光通量的80%)。
充分发挥芯片集成封装的特点,通过光学设计,根据不同需要,配备不同凸面曲线,依靠透镜来将光线分配到不同方向,保证出光角度大的可以达到120°
~160°
,小的可以将光线聚集在30°
以内,满足不同场合的照明要求。
(3)、LED灯具外壳性能:
灯具材质和外形:
灯具壳体采用高导热国标铝整体压铸而成,在保证散热面积前提下,减少接触面(接触面越多,热阻越大,导热越困难,我公司灯具的芯片与散热片之间仅一个接触面),降低热阻,增强导热性能,使芯片发出的热量能迅速传递到各散热面上;
另外结合空气对流原理,设计合理的辐射状散热结构,通过热空气上升,灯具下方冷空气补充,形成对流,使导出的热量能迅速逐级散发,提高散热效率。
灯具表面能承受机械压力和盐雾、腐蚀性气体及清洗剂的腐蚀,灯具的后部配有安装支架,安装时可根据需要调整角度。
灯具外壳耐腐蚀性能:
Ⅱ类。
隧道照明设备所用的相同类型的灯具能互换,灯具的使用寿命达10年以上。
灯具安装简便,易于操作。
灯具通过安装支架保持接地的连续性,配有安全接地线,并具有抗震功能。
灯具正面采用高透光率玻璃透镜,能承受0.5Nm外力冲击。
透镜上、下部衬以耐高温及耐老化材料制作的密封垫片和硅胶密封圈,防止灰尘和水进入。
灯具结构坚固,能经受清洗,搬动不变形。
灯具进线孔设有导线出(入)密封装置,密封等级达到IP67。
灯具外部紧固件均用不锈钢材料制作。
利于环保:
光谱中没有紫外线和红外线;
无热量、无辐射、眩光小,废弃物可回收;
无污染不含汞元素,属于典型的绿色环保照明光源;
对环境无电磁干扰:
运行时无高次谐波分量泄漏;
高安全性:
冷光源,低压工作,无触电危险;
产品规格可覆盖主、次、支干道及隧道等所有户外路面照明;
所有产品性能(照度)要求及安全要求均达到或超过国家标准;
(4)、LED路灯产品技术参数
项目
技术参数
备注
环境温度
-40℃~45℃
24小时平均温度
≤35℃
芯片光效(lm/W)
≥110
色温(K)
5500可选
显色指数(Ra)
≥80
光源寿命(h)
≥50000
光衰小于初始值的20%
额定输入电压(VAC)
220V,
驱动电源输入端电压。
适用范围:
85~265
额定频率(Hz)
50
47~63
额定功率(W)
外壳最高温度(℃)
≤60
透镜透光率
≥95%
重量(kg)
≤3.5
外型尺寸(长×
宽×
高)
470×
290×
200(mm³
)
防护等级
IP66
安装管直径
Φ66
材质
铝合金
对路灯的选择标准,目前对LED路灯的使用要求是:
首先要达到国家对道路的照明标准,其次是要保证LED发光半导体光源在使用过程中的散热要求。
见图样附件()
型号:
TYF-LLD-80DO
TYF-LLD-100DO
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