照明节能关乎社会影响
随着我国构建社会主义和谐社会的不断推进、经济快速增长,能源需求正在大幅增加,供需矛盾日益突出。尤其是近几年来,全国用电负荷及用电量增长较快,仅2010年以来,全国已有2/3的省(自治区、直辖市)出现了不同程度的缺电甚至拉闸限电的现象,严重地影响了经济社会发展和人民生活水平的提高。
据统计,目前我国照明用电量已占总用电量的10%~12%。根据我国提出的“中国绿色照明工程”要求,照明节电已成为节能的重要内容。照明节能潜力很大,一般方案均能达到20%~35%的节能效果。即便按20%的保守量来计算,全国节电能力也很可观,将对国民经济形成巨大作用。
提倡照明节能,不等于降低对视觉作业的要求和降低照明质量。这就要求我们在保证照度标准和照明质量的前提下,不降低工作场所的视觉要求,力求减少照明系统中的能量损失,最有效地利用电能;以单位照度及单位面积所需用电量作为照明节能指标,力求提高照度而降低用电量。
节能技术与方法需细化
一是选择优质的电光源。科学地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比普通白炽灯泡要高,使得每瓦电发出更多光通量。白炽灯泡发光效率一般为7~20流明/瓦,其寿命一般为1000小时,特殊的为2000小时;单端的紧凑型荧光灯(俗称节能灯)的光通量一般为50流明/瓦,采用一只9瓦、寿命3000~5000小时的节能灯,完全可以替代40瓦的白炽灯泡;双端直管荧光灯T12型的光通量为55流明/瓦,寿命为3000~5000小时,而现在的T5型则达到90~110流明/瓦,寿命可达8000~1万小时。所以,T12、T10甚至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,我们还应考虑高强气体放电灯如高压钠灯、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。随着科学技术的发展,电光源层出不穷,现代的灯可以做到薄如纸、细如丝,总是叫人惊喜。因此,那些还在应用落后的费电照明产品的场所,应该尽快实行照明工程节能改造。当然,在选择发光效率较高的光源时,我们要考虑应用场所,根据场所特点和电光源的特性进行合理和科学的照明改造。虽然选择高效率的电光源一次性投资较大,但从长远利益着想、从使用寿命和节能角度来考虑,其效益是可观的。
二是选择节电的照明电器配件。各种气体放电光源均需要有电器配件,如镇流器等。旧的T12荧光灯的电感镇流器要消耗20%的电能(如40瓦灯的镇流器耗电约8瓦),而节能的电感镇流器耗电小于10%,甚至只有2%~3%。这也很好的节电措施。
三是安装照明系统节电器。目前,国内外都大力推广照明节电器,在现有的照明系统上加装节电控制设备。国内市场上的照明节能设备很多,其中照明控制节电装置所占比例最大。从工作原理上大致可分为三类:可控硅斩波型照明节能装置、自耦降压式节电装置和智能照明调控器。第一种方案由于是斩波,所以存在大量谐波,对电网危害很大。第二种方案由于其核心部件是一个多抽头的变压器,因变压比固定,存在无法实时稳压输出的技术缺陷,无法起到对电光源的保护作用。第三种方案可实现智能照明调控,具备有效保护电光源、降低电能消耗的功能,经济性和可靠性远远好于前两种,是目前国际上比较成熟的照明控制方案。国内已有企业研制出此类产品,并开始推向市场。
加装照明节电器,既节约用电又能延长光源的寿命。同时,由于照明在最初设计时考虑有维护系数,往往多出约20%的照度余量,所以不会影响照度标准值的维护,更不会对视觉效果产生明显影响。加装照明节电器对于气体放电光源可以利用微机进行智能控制,通过内置的专用优化控制软件,可以随时采集、分析和计算,控制内部的综合滤波电路,控制电流波形,补偿功率因数,吸收内部失真电流并循环转化为有用的能量,提高整体电源效率;随负荷变化动态调整运行状态下所需的电流和电压,对功率进行自动调整,达到智能节电的目的,照明节电器节电率多在25%以上。照明节电器接入方便,自动调节且无需专人维护,减少有功功率消耗,降低无功功率,提高系统的功率因数以实现节能;多重保护安全可靠,降低启动电流可延长光源寿命1倍以上。有些节电器还采用先进的防雷技术,经过集成优化设计,防止照明电路受到雷电损害而引起事故。
四是科学的节能照明设计,包含四方面。
首先,照明线路选择要合理。照明线路的损耗约占输入电能约4%,影响其损耗的主要因素有供电方式、导线材料和导线截面积三方面。大多数照明电压为220伏,照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电,三相四线式供电比其他供电方式线路损耗小得多。因此,照明系统应尽可能采用三相四线制供电;尽量采用铜质导线,其电阻率比铝材料要低,损耗要小很多,并且连接电阻较小,不存在意外的接触电阻;通过科学计算,及时注意照明负荷的变化,适时进行线路改造,确保线路的截面积足够大。
其次,合理地选择控制开关并充分利用天然光。天然光是免费光源,需充分利用,因此要合理地设计照明开关,尽量利用声光控、定时控制等方式的开关,并使用双控及多控电路来达到节能的目的;应充分利用自然光,正确选择自然采光,能改善工作环境,使人感到舒适,有利于身体健康;充分利用室内受光面的反射性,能有效地提高光的利用率,如白色墙面的反射系数可达七八成,同样能起到节电作用。
再其次,照明方式要合理选择。在满足标准照度的条件下,为节约电力,我们应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。例如,在工厂高大的机械加工车间里,只用一般照明的方式,用很多灯也很难达到精细视觉作业所要求的照度值。如果每个车床上安装一个局部照明光源,那么用电很少就可以达到很高的照度。
最后,选择照度值要合理。选择照度是照明设计的重要问题,照度太低会损害工作人员的视力,影响产品质量和生产效率;不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应,设计照明可按国家颁布的照明设计标准来选择照度。必要的照明质量、合理的照度值和优良的照明灯具所形成的光环境可以提高工作效果和改善人们的心情,因此,要综合考虑照明系统的总效率。
五是加强维护管理。加强照明用电管理是照明节电的重要方面,良好的维护管理可以节约用电和保护视力。这方面主要以节电宣传教育和建立实施照明节电制度为主,使人们养成随手关灯的习惯;按户安装电表,实行计量收费;对集体宿舍安装电力定量器,限制用电,这些措施都能有效地降低照明用电量。当灯泡积污时,其光通量可能降到正常光通量的50%以下。灯泡、灯具、玻璃、墙壁不清洁,其反射率和透光率会大大降低。为保证灯的发光效果,应根据照明环境定期清洁灯泡、灯具和墙壁。当灯将要闪动或已出现闪动时,要及时更换,可有效地做到节能,因为气体放电源在启动时耗电比平时用电要大得多。