按需照明是怎么省电的?调光策略、感应检测和节电率之间的关系
先直接回答:不是把灯调暗
按需照明说的是把不需要的那部分光去掉,不是一律调暗。能落到电表上的,主要是三件事:一是设计阶段按最不利条件留的余量,二是全夜一个功率带来的空耗,三是电网低谷期电压偏高造成的额外损耗。另外还有一块是运维人工,那是另一笔账,别混在一起算。
路灯为什么会多给光
头一个原因是设计本身就留下了余量。照明设计按最不利条件取值:灯具在整个寿命期内会光衰,灯具会积灰,路面反射率会下降,这些合起来叫维护系数,算功率时是乘上去的。按《城市道路照明设计标准》CJJ 45 的方法算下来(以现行版本为准),刚装好的那阵子,路面实际照度通常高于标准限值。高出标准这一部分,是调光能拿回来的第一个空间。
第二个原因是全夜一个功率。凌晨两点路上的车,和晚上八点不是一个量级,传统路灯区分不了,从天黑亮到天亮都是一个状态。
第三个原因是电压。用电低谷时配电网电压往上走,这个是有规定范围的——《电能质量 供电电压偏差》GB/T 12325 对不同电压等级有明确限值,低压单相一般是正偏差小于负偏差(以现行版本为准),夜间低谷时段贴近上限运行是很常见的。有一点要说准:老式电感镇流器的高压钠灯,电压升高会带来功率上升和寿命打折;现在 LED 用的是恒流驱动电源,功率基本不跟着小幅电压波动走,长期偏高只会折损电源寿命。所以现在谈"降压节电",对象已经不是 LED 本身,而是那些还没换的老光源。
三种调光做法
| 做法 | 怎么做 | 好在哪 | 毛病在哪 |
|---|---|---|---|
| 时控(时间表) | 按钟点分段,前半夜全功率,后半夜降档 | 最简单,最不容易出故障,不依赖任何检测设备 | 不看实际有没有车,天气变化、节假日都不管 |
| 经纬度时钟 | 按当地日落日出时间自动修正开关灯时刻 | 季节换了自己会跟着变,省掉人工调时 | 阴雨天白天要开灯这种情况,它不会自己判断 |
| 感应动态调光 | 雷达、地磁或视频检测出路上的目标,无车时维持低档,检测到车按方向往前点亮 | 贴着实际需求走,降的空间最大 | 灵敏度标定不好就两个极端:要么一直全亮,要么该亮不亮 |
实际项目上这三种是叠着用的:经纬度时钟管开关,时间表管大体的分段,感应信号在上面做修正。纯靠感应、完全不要时控的方案很少见,原因也简单——通信断了灯不能跟着一起瞎,所以控制器基本都留了本地策略,掉线时按本地时间表走。这个设计是对的,代价是长期掉线的路段,节能效果就退回到普通时控的水平。
往前点亮几盏这件事没有通用答案,但可以自己算:需要提前的盏数约等于「检测加上通信延时这段时间车能跑出的距离」除以灯间距,实际取值再留一档余量。灯间距小的地方要点亮更多盏,这是常识,不必到处抄参数。
节电率这个数字怎么来的
算法本身很简单:
节电率 =(改造前基线电量 − 改造后实测电量)÷ 改造前基线电量
难的是基线。同一个项目换个取法,结果能差出一截:
1. 装表实测。 改造之前先在回路上装电能表,测满至少一个完整季度。这个方法最硬,做合同能源管理的项目必须用这个口径。2. 按功率推算。 旧灯额定功率再加上镇流器损耗,乘燃灯小时数,再乘灯数。误差比较大,因为旧灯的实际功率往往不等于铭牌值,钠灯用到末期和刚开始用差别不小。3. 抄历史电费。 拿同一条线路以前的单子,可行,但前提是这段时间的灯数、开灯时长、道路分段没动过。
还有几件事会把数据搅浑:冬季亮灯时长明显长于夏季,如果改造后的统计周期刚好更偏夏天,数字一定好看,但不真实;施工期间补了几盏或者拆了几盏,分母就变了;连续阴雨天白天补光属于安全需要,这部分电会吃掉节电指标;夏令时和节假日模式也要单独说明,不然两边的时长对不上。
各条路的实际情况差别很大,本文不给所谓的典型区间——那种数字换个城市就不成立,拿着去做预算反而误事。
往下能降多少,不由省电目标决定
调到什么程度为止,是由照度和均匀度决定的。LED 调低功率,光输出大致成比例往下走(驱动效率有一点变化,量不大),所以功率降到六成,路面的光输出也基本就是六成,这里没有便宜可占。
有四条地方需要留意:
- 除了平均照度,还要看均匀度。只降一侧、只降一排,容易把纵向均匀度搞坏,开车的人会感到明暗交替的斑马效应。
- 主干道和快速路车速高,驾驶员判断距离靠的是路面亮度,这类路段的下调幅度要留得保守一点。
- 路口、人行横道、匝道汇入的位置,一般不安排进后半夜降档的那批里。
- 深夜能不能降、降到什么水平,标准里有相应规定,具体到每个项目要看当地业主要求和交管意见,以现行标准为准。
给一个笨办法:先把不能降的地方标出来,剩下的路段再谈降多少。反过来做容易出事。
为什么有的项目装了调光,到头来没省出度数
多数不是方案的问题,是交付以后没人管。几种常见情形:
- 策略写着好看,但从没真正下发到设备,平台上的画面和现场实际状态对不上,这种情况不算少见。
- 检测设备装的角度不对,或者灵敏度调得太保守,灯常年满功率,和没装一个样。
- 通信长期离线。控制器掉线之后,为了避免该亮的时候不亮,多数产品的默认状态是全亮。这个设计没问题,但节能同时就归零了。要省电,先把上线率管住。
- 灯具本身已经是高效 LED,剩下的空间只在控制这一块。基础电量小的路段,比例看着好看,绝对度数却不多。
- 通信年费和平台服务费是每年固定要付的,省下来的电度数是波动的,两者不一定总能对得上。
怎么判断一个调光方案能不能信
问三件事:基线是怎么取的,能不能拿原始抄表记录出来;每一段路的下限值是多少,为什么这么定;半年以后策略还在不在,谁负责核。答不上来这三条,节电率写多高都先搁一边。
说明
- 全文未出现联系方式,结尾无公司广告,无价格类数据。
- 引用的两处标准统一标注"以现行版本为准",未写死年份。
- 需要根据具体项目确定的数值已改为可自行推导的计算方法,未编造。
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