对照明节能方案的探讨与实践

１ 照明节能的重要性

随着我国构建社会主义和谐社会进程的不断深入，社会的不断进步，经济的快速增长，能源需求的大幅增加，能源供需矛盾将日益突出。尤其是近几年来，全国用电负荷及用电量增长较快，已经出现了有约三分之二的省（区，市）存在不同程度的缺电甚至拉闸限电现象，严重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量的１０％～１２％，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面。目前的照明节能潜力很大，一般节能方案均能达到节约２０%～３５％，按保守的数量取２０％来计算，全国节约的电能价值非常可观，可想而知在国民经济中所起到的作用。当然，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。因为这样会降低劳动生产率，非但不能达到照明节能的目的，反而影响工作人员的视觉要求。要在保证正常的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（Ｗ/ｍ２．ｌｘ）作为照明节能指标，力求提高照度而降低用电量。

２ 照明节能的方案和潜力

２．１ 选择优质的电光源

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比 普通白炽灯泡要高，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）的光通量一般为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型的光通量为５５lｍ/Ｗ，寿命为３０００～５０００ｈ，而现在的Ｔ５型则达到９０～１１０Ｌｍ/Ｗ，寿命可达８０００～１００００ｈ.所以Ｔ１２，Ｔ１０甚至Ｔ８型的荧光灯都应该淘汰，这样不但可以节约大约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 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。虽然选择高效率的电光源其一次性投资较大，但应从长远利益着想，从使用寿命和节能的角度来考虑，其效益是可观的。

全世界的照明灯，其光源的形式随时间的推移发生了较大的变化，已经从传统的白炽灯，发展成为各种先进、高效的节能灯，变革日新月异。最初光源是白炽灯，随着各种形式的荧光灯的产生，使照明光源的发光效率大大提高，电耗指标有了明显下降；随后，高压汞灯、高压钠灯、金卤灯等不断更新产品的推出，使照明光源的节能空间不断扩展；尤其是近年来推出的无极灯，其高效、节能与环保性能实现了前所未有的变化，正在逐渐推广应用，极具发展前景。

无极灯作为20世纪９０年代后期才发展起来的一种高科技电光源，无电极，无 灯丝，是继汞灯、钠灯、节能荧光灯、金卤灯等光源后的新一代电光源，属于国际第四代电光源，它集合了目前所有电光源之优点于一身；高效、节能、长寿、环保、显色性高、光色多、无频闪现象、无辐射等，是２１世纪最有发展前景的一种绿色环保型电光源。

目前，我国一些企业研制成功的无极灯主要功率有３５Ｗ、５０Ｗ、６５Ｗ、８５Ｗ、１３５Ｗ、１６５Ｗ等，可应用于发电厂、炼油、化工、军工、制药、纺织、钢铁、仓储等特种场所照明。

无极灯在原理上是基于荧光灯气体放电和高频电磁感应两个熟知原理相结合的一种新型光源，当高频发生器得到适当的电压时，产生频率高达２．６８ＭＨｚ的高频电流，高频电流通过高频输出线流过功率耦合器的线圈时，产生相应的高频电磁场，在磁场能量的作用下，泡壳内的惰性气体发生雪崩电离而释放出紫外线，三基色荧光粉受紫外线激励而发光。由于无极灯的工作频率高达２．６８ＭＨｚ，电流过零而产生的光通频闪效应被彻底消除了，因而保护了人眼的视觉健康，有助于提高劳动安全。

无极灯没有灯丝或电极等限制光源寿命的必然组件，寿命不受开关次数的影响，可达６００００h，是白炽灯的６０倍，高品质节能灯、钠灯和金卤灯的１２倍，一旦安装使用，长年无需维护；基于气体放电和电磁感应的原理，高效、节能、环保，同等亮度下，比白炽灯节能８０％以上，比电子节能灯节能３０％以上，比汞灯、钠灯和金卤灯综合节能４０％以上，汞齐可回收，无污染；在－２０℃~＋５０℃的环境温度下，无极灯可即开即亮，无须预热，而电子节能灯、汞灯、钠灯与金卤灯等需要３~１５分钟的预热时间。

另外，对于一些 道路照明灯采用太阳能光电装置、ＬＥＤ光源与电池的有效组合，可以使晚间照明充分利用白天太阳光的光能转换为电能及光能，加上ＬＥＤ的低耗能特性，根据各地气象条件的不同，选择好蓄电池的容量，灵活地实现一年四季晚间长期点亮、一周点亮（连续阴雨一周，下同）或半月点亮等亮灯方式。使用太阳能照明，虽然一次性投资较大，但效益长久，值得大力推广。

２．２ 选择节电的照明电器配件

在各种气体放电光源中均需要有电器配件。例如 镇流器，旧的Ｔ１２荧光灯的电感 镇流器要消耗其２０％的电能，例如４０Ｗ灯，其镇流器耗电约８Ｗ；而节能的电感镇流器则耗电小于１０％，更节能的电子镇流器，则只耗电２%～３％，也是一笔不小的费用，这也是很好的节电措施；此外，选择一些优质的照明电器在配件，比那些一般性的配件，也是有一定的节能空间，好的产品既节能，又延长了使用寿命，虽然一次性投入稍大点，但从长远利益来看是很有意义的。

２．３ 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以下三类：①可控硅斩波型照明节能装置；②自耦降压式节电装置；③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，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，使用的经济性和可靠性远远好于前两种产品。因此，这种节电控制器是目前国际上比较成熟的照明控制方案。目前国内也有厂家已研制出此类产品，并开始推向市场。加装照明节电器使所有的照明光源（气体放电灯或 卤钨灯）都是要标准的电压条件下才能保持其寿命，当夜间电压偏高或白天电压不稳定，均会影响光源的寿命。加装照明节电器，除保持电压的稳定或略有所降，即节约用电又能延长光源的寿命。同时，由于照明的最初设计时考虑维护系数的计算往往又约会有２０％的照度余量，所以不会影响照度标准值的维护，更不会对视觉效果有明显的影响。加装照明节电器对于气体放电光源还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，照明节电器大多数节电率在２５％以上。照明节电器的优点是接入方便，自动调节无需专人维护，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，降低启动电流延长光源寿命１倍以上。有些节电器还可以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。

２．４ 科学的节能照明设计

（1）合理的选择照明线路：照明线路的损耗约占输入电能的４％，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式、导线材料和导线截面积。大多数照明电压为２２０Ｖ，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它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；应尽量采用铜质导线，因为它的电阻率比铝材料要低，其损耗要小得多，并且连接电阻较小，也不存在意外的接触电阻；还要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，以确保线路的截面积足够。

（2）合理的选择控制开关和充分利用天然光：天然光是免费的光源，要充分的利用，因此就要合理的设计照明开关，尽量利用声光控、定时控制等方式的控制开关，并使用双控及多控电路来达到节能的目的；充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色的墙面的反射系数可达７０%～８０％，同样能起到节电的作用。

（3）合理的选择照明方式：在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。例如工厂高大的机械加工车间，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，用电很少就可以达到很高的照度。

（4）合理的选择照度值。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；而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进人们的心情，要综合考虑照明系统的总效率。

２．５ 加强维护管理

良好的维护管理可以节约用电和保护视力。加强照明用电管理是照明节电的重要方面。照明节电管理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、墙壁不清洁时，其反射率和透光率也会大大降低。为了保证灯的发光效果，工厂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，可有效的做到节能。因为气体放电源在启动时耗电最高，比平时用电大得多。

３ 结束语

随着社会的发展，经济和技术的不断进步，能源的作用更为突显，节约能源、降低消耗将变得越来越重要。如何通过进一步加强管理，不断开展技术创新，推出更多更好的照明节能新方法，使有限的电力能源更好地为人类服务，是用电管理人员和广大用电户都必须积极探讨的重大课题。