電氣工程師備考：照明節(jié)能技術(shù)和辦法

1.隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，能源需求的大幅增加，能源供需矛盾突出

尤其是近兩年，全國用電量及電負(fù)荷增長較快，去年以來已有三分之二的省(區(qū)，市)出現(xiàn)了不同程度的缺電甚至拉閘限電現(xiàn)象，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活水平提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國照明用電量已占總用量的10%～12%.按照我國提出的“中國綠色照明工程”，照明節(jié)電已成為節(jié)能的重要方面。目前的照明節(jié)能潛力很大，一般節(jié)能方案均能達(dá)到節(jié)約20～35%，按保守的數(shù)量采取20%的計(jì)算，全國節(jié)約的電能價(jià)值可觀，可想而知在國民經(jīng)濟(jì)中該有多大的作用。提倡照明節(jié)能，不等于降低對視覺作業(yè)的要求和降低照明質(zhì)量，因?yàn)檫@樣會(huì)降低勞動(dòng)生產(chǎn)率，非但不能達(dá)到照明節(jié)能的目的，反而影響工作人員的視覺要求，而且還有所提高，在保證照度標(biāo)準(zhǔn)和照明質(zhì)量的前提下，而且還有所提高，在保證不降低工作場所的視覺要求，力求減少照明系統(tǒng)中的能量損失，最有效地利用電能。以單位照度及單位面積所需用電量(W/m2.lx)作為照明節(jié)能指標(biāo)，力求提高照度而降低用電量。

2.照明節(jié)能的辦法和潛力

⑴選擇優(yōu)質(zhì)的電光源科學(xué)的選用電光源是照明節(jié)電的首要工作。節(jié)能的電光源發(fā)光效率要高，使得每瓦電(W)發(fā)出更多光通量(Lm)。白熾燈泡發(fā)光效率一般為7～20Lm/W，其壽命一般為1000h，特殊的為2000h;單端的緊湊型熒光燈(俗稱節(jié)能燈)其光通量一般為50Lm/W，采用一只9W壽命3000～5000h的節(jié)能燈完全可以替代40W的白熾燈泡;雙端直管熒光燈T12型的光通量為55 Lm/W，壽命為3000～5000h，而現(xiàn)在的T5型則達(dá)到90～110 Lm/W，壽命可達(dá)8000～10000h.所以T12，T10甚至T8型的熒光燈都應(yīng)該淘汰，不但可以節(jié)約大約50%的電能，還會(huì)改善燈光的顯色性。除以上光源外，還有高強(qiáng)氣體放電燈，如高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、微波硫燈、無極燈、發(fā)光二極管和半導(dǎo)體照明燈等，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電光源也層出不窮，現(xiàn)代的燈可以達(dá)到薄如紙，細(xì)如絲，總是叫人驚喜，現(xiàn)在還在應(yīng)用那些落后的費(fèi)電的燈的場所，應(yīng)該盡快實(shí)行照明工程節(jié)能改造。當(dāng)然了，在選擇發(fā)光較高的光源時(shí)要考慮應(yīng)用場所，根據(jù)場所的特點(diǎn)和電光源的特性進(jìn)行合理的科學(xué)的照明改造。

⑵選擇節(jié)電的照明電器配件在各種氣體放電光源中均需要有電器配件。例如鎮(zhèn)流器，舊的T12熒光燈其電感鎮(zhèn)流器要消耗其20%的電能，40W燈，其鎮(zhèn)流器耗電約8W;而節(jié)能的電感鎮(zhèn)流器則耗電小于10%，更節(jié)能的電子鎮(zhèn)流器，則只耗電其2～3%，也是一筆不小的節(jié)電措施。

⑶安裝照明系統(tǒng)節(jié)電器目前國內(nèi)外都大力推廣照明節(jié)電器，在現(xiàn)在照明系統(tǒng)上加裝節(jié)電控制設(shè)備。國內(nèi)市場上的照明節(jié)能設(shè)備很多，其中照明控制節(jié)電裝置所占比例最大。從工作原理上大致可分為以下三類：

①控硅斬波型照明節(jié)能裝置;

②自耦降壓式節(jié)電裝置;

③智能照明調(diào)控器。

①由于是斬波所以存在大量諧波，對電網(wǎng)危害很大。

②由于其核心部件是一個(gè)多抽頭的變壓器，變壓比固定，存在無法實(shí)時(shí)穩(wěn)壓輸出的技術(shù)缺陷，無法起到對電光源的保護(hù)作用。

③可實(shí)現(xiàn)智能照明調(diào)控，有效保護(hù)電光源，降低電能消耗的功能，使用的經(jīng)濟(jì)性和可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于前兩種產(chǎn)品，因此是目前國際上比較成熟的照明控制方案，在國內(nèi)也有廠家研制出此類產(chǎn)品，并開始推向市場。加裝照明節(jié)電器使所有的照明光源(氣體放電燈或鹵鎢燈)，都是要標(biāo)準(zhǔn)的電壓條件下才能保持其壽命，當(dāng)夜間電壓偏高或白天電壓不穩(wěn)定，均會(huì)影響光源的壽命。加裝照明節(jié)電器，除保持電壓的穩(wěn)定或略有所降，即節(jié)約用電又能延長光源的壽命，同時(shí)由于照明初設(shè)計(jì)時(shí)考慮維護(hù)系數(shù)的計(jì)算往往又20%左右的照度余量，所以不會(huì)影響照度標(biāo)準(zhǔn)值的維護(hù)，更不會(huì)對視覺效果有明顯的影響。加裝照明節(jié)電器對于氣體放電光源還可以利用微機(jī)進(jìn)行智能控制，通過內(nèi)置的專用優(yōu)化控制軟件，可以隨時(shí)采集、分析和計(jì)算，控制內(nèi)部的綜合濾波電路，控制電流波形，補(bǔ)償功率因數(shù)，吸收內(nèi)部失真電流并循環(huán)轉(zhuǎn)化為有用的能量，提高整體電源效率，隨負(fù)荷變化動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)下所需的電流和電壓，對功率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，達(dá)到智能節(jié)電的目的，照明節(jié)電器大多數(shù)節(jié)電率在25%以上。照明節(jié)電器的優(yōu)點(diǎn)是接入方便，自動(dòng)調(diào)節(jié)無需專人維護(hù)，減少有功功率消耗，降低無功功率，多重保護(hù)安全可靠，降低啟動(dòng)電流延長光源壽命1倍以上。有些節(jié)電器還可以采用先進(jìn)的防雷技術(shù)，經(jīng)過集成優(yōu)化設(shè)計(jì)防止照明電路受到雷電損害而引起事故。

⑷科學(xué)的節(jié)能照明設(shè)計(jì)

(a)合理的選擇照明線路：照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右，影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和導(dǎo)線截面積。大多數(shù)照明電壓為220V，照明系統(tǒng)可由單相二線、兩相三線、三相四線三種方式供電。三相四線式供電比其它供電方式線路損耗小得多。因此，照明系統(tǒng)應(yīng)盡可能采用三相四線制供電。

(b)合理的選擇控制開關(guān)和充分利用天然光：天然光是免費(fèi)的光源，要充分的利用，因此就要合理的設(shè)計(jì)照明開關(guān)。充分利用自然光，正確選擇自然采光，也能改善工作環(huán)境，使人感到舒適，有利于健康。充分利用室內(nèi)受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色的墻面的反射系數(shù)可達(dá)70～80%，同樣能起到節(jié)電的作用。

(c)合理的選擇照明方式：在滿足標(biāo)準(zhǔn)度的條件下，為節(jié)約電力，應(yīng)恰當(dāng)?shù)剡x用一般照明、局部照明和混合照明三種方式。例如工廠高大的機(jī)械加工車間，只用一般照明的方式，用很多燈也很難達(dá)到精細(xì)視覺作業(yè)所要求的照度值，如果每個(gè)車床上安裝一個(gè)局部照明光源，用電很少就可以達(dá)到很高的照度。

(d)合理的選擇照度值：選擇照度是照明設(shè)計(jì)的重要問題。照度太低，會(huì)損害工作人員的視力，影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。不合理的高照度則會(huì)浪費(fèi)電力。選擇照度必須與所進(jìn)行的視覺工作相適應(yīng)。設(shè)計(jì)照明可按國家頒布的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來選擇照度，必要的照明質(zhì)量合理的照度值和優(yōu)良的照明質(zhì)量形成的光環(huán)境可以提高工作效果和改進(jìn)人們的心情，要綜合考慮照明系統(tǒng)的總效率。

⑸良好的維護(hù)管理可以節(jié)約用電和保護(hù)視力加強(qiáng)照明用電管理是照明節(jié)電的重要方面。照明節(jié)電管理主要以節(jié)電宣傳教育和建立實(shí)施照明節(jié)電制度為主，使人們養(yǎng)成隨手關(guān)燈的習(xí)慣;按戶安裝電表，實(shí)行計(jì)度收費(fèi);對集體宿舍安裝電力定量器，限制用電，這些都能有效地降低照明用電量。當(dāng)燈泡積污時(shí)，其光通量可能降到正常光通量的50%以下。燈泡、燈具、玻璃、墻壁不清潔時(shí)，其反射率和透光率也會(huì)大大降低。為了保證燈的發(fā)光效果，工廠應(yīng)根據(jù)照明環(huán)境定期清潔燈泡、燈具和墻壁。當(dāng)燈要閃動(dòng)或已出現(xiàn)閃動(dòng)時(shí)，要及時(shí)更換，可有效的做到節(jié)能。因?yàn)闅怏w放電源在啟動(dòng)時(shí)耗電最高，比平時(shí)用電大得多。