低壓直流供電技術(shù)的市政路燈應(yīng)用技術(shù)探討

王　蔚

（秦皇島市市政設(shè)計院，河北 秦皇島 066000）

低壓直流供電技術(shù)的市政路燈應(yīng)用技術(shù)探討

王蔚

（秦皇島市市政設(shè)計院，河北 秦皇島 066000）

本文針對LED驅(qū)動電源易出故障，維護艱難等問題，通過對LED基本發(fā)光原理和其電源需求的分析，提出在對市政路燈進行節(jié)能改造的時候，對220V交流電進行內(nèi)部集中整流，把電流的傳送方式進行調(diào)整，即交流電轉(zhuǎn)換為直流電，應(yīng)用于市政路燈，直流電供電不僅能夠解決LED驅(qū)動電源易出故障等問題，而且還能延長路燈的使用壽命，從而實現(xiàn)對道路高效照明的目標。

LED發(fā)光；低壓直流電；道路照明；能源利用；節(jié)能環(huán)保；低碳經(jīng)濟

0.前言

隨著我國環(huán)境的污染和人們對汽車需求量的增多，以及資源的有限性，研究和發(fā)展新型燃料汽車刻不容緩，目前，我國科學(xué)家對新型電動汽車的研究已經(jīng)取得了空前的進步，然而電動汽車卻沒有在市場上得到充分地應(yīng)用和普及，究其原因，是因為基本設(shè)施如充電樁、充電站等設(shè)施并沒有跟上充電汽車發(fā)展的腳步，直接導(dǎo)致了充電汽車在我國市場上得不到充分的發(fā)展。在我國，照明用電在所有用電量中占很大一部分，而其中道路照明用電要占到所有照明用電量的25%～30%。傳統(tǒng)的LED照明存在著功率大、易出故障、維護艱難、能源利用率低等重大問題，造成我國電能資源的大量浪費。因此，改造傳統(tǒng)的LED照明，研發(fā)功率大、能效高、耐用的、適應(yīng)環(huán)境能力強的LED路燈是當(dāng)前市場上所面臨的緊急問題。而無論是電動汽車還是LED路燈，都需要把交流電轉(zhuǎn)換為直流電這一要求，因此，本文提出了對交流電流進行集中整流，轉(zhuǎn)換為直流電，從而使路燈得到供電的同時也能夠設(shè)立基礎(chǔ)供電設(shè)施為來往的電動汽車進行供電。如果這一舉措能夠得到應(yīng)用，不僅能夠解決用電難的問題，還能響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召。

1.低壓直流供電技術(shù)的市政路燈應(yīng)用技術(shù)的必要性

1.1LED照明的電源需求

首先，要想解決問題就得從根源入手，所以我們要探究LED的發(fā)光原理以及其照明要求。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前道路上使用的LED路燈是包含LED光源的整體發(fā)光結(jié)構(gòu)。LED光源實際上是一個整體發(fā)光芯片，它是由許多大功率LED顆粒通過先串后并的混聯(lián)方式組合而成的。單個LED就是一個二極管，因此使LED發(fā)光的條件就是在二極管兩端施加一定的正向電壓，從而激發(fā)P-N結(jié)傳導(dǎo)電流。工作電流與功率和亮度相關(guān)。LED的功率不同，電流就不同。一般來說，發(fā)出的光越多，那么肯定是需要供給的電流越高，功率也就會越大，從而會對電能產(chǎn)生較大程度的不合理利用。

1.2電源故障分析

一般來說，電源和LED芯片是共同裝在一個燈具狹小的空間內(nèi)，而燈具又會不定時地處于室外惡劣的天氣環(huán)境下，因此必須將燈具進行密封，而由此帶來的嚴重散熱不暢的問題又使研發(fā)人員感到頭痛，LED路燈在炎熱的夏季工作時可達到70℃的高溫，這不僅會使路燈的使用壽命嚴重降低，還容易引發(fā)安全故障。而路燈的整體密封的特點使得工作人員無法對零件進行現(xiàn)場拆卸更換等維修操作，從而增加了維修成本。因此，電源問題一直是LED燈不能占領(lǐng)市場的主要原因，使用單位熱情減退，所以電源問題在路燈的研發(fā)過程中至關(guān)重要，應(yīng)引起足夠的重視。

2.解決對策

2.1LED燈與電動汽車充電系統(tǒng)一體化

直流供電給LED路燈并且建設(shè)LED市政路燈一體化滿足電動車充放電的需求，即實行LED燈與電動汽車充電系統(tǒng)一體化，可以實現(xiàn)充分利用路燈資源并且普及電動車的目的。LED路燈和直流充電樁一體化設(shè)備具有檢測、控制和通信功能，能夠?qū)⒙窡艉碗妱悠嚨臓顟B(tài)發(fā)送到主站。主站系統(tǒng)能夠檢測和控制城市范圍內(nèi)LED市政路燈充電樁。這其中包括LED開關(guān)狀態(tài)以及充電樁的工作情況。系統(tǒng)還能夠統(tǒng)一發(fā)送開關(guān)命令給監(jiān)控范圍內(nèi)的LED路燈，從而集中管控路燈，還可以統(tǒng)一調(diào)整開啟調(diào)峰充電模式的電動汽車。互聯(lián)節(jié)能改造的多條路段可以形成低壓直流供電網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性高并且安全，還可以開發(fā)對新能源的使用，它結(jié)合大容量電動汽車充換電站，可以對減輕整座城市電力系統(tǒng)的壓力。

一體化需要的設(shè)備結(jié)構(gòu)有電源模塊、LED市政路燈、通信模塊等。

2.2采用直流供電

目前對于密封燈具的電源散熱問題得不到良好的解決方案，那么我們可以另辟蹊徑，將分散的驅(qū)動電源從燈具轉(zhuǎn)移到地面上來，集中到地面進行集中處理。直流變壓器被集中在地面，不僅可以控制溫度，而且可以使轉(zhuǎn)換效率提高，同時也解決了維修難的問題。如果低壓直流供電模式能夠被應(yīng)用于LED路燈，那么LED路燈用電將會更加安全，LED燈壽命也會變長，而且能夠為電動汽車的發(fā)展提供有利的條件。

結(jié)語

總而言之，該技術(shù)具有良好的社會、經(jīng)濟和環(huán)保效益。

節(jié)能減耗，節(jié)省電費上億元，減輕了國家的財政負擔(dān)，并且減少了有害氣體的排放，對環(huán)境起到了保護的作用，降低了人們對煤炭等不可再生資源的依賴，節(jié)能效益十分明顯。

此外，還可推動節(jié)能事業(yè)發(fā)展，響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召。當(dāng)前國家提倡建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，而節(jié)能減排是發(fā)展的重要方向。增強人們的環(huán)保儀式，對人們?nèi)粘ＯM行為和消費習(xí)慣產(chǎn)生了影響，增強環(huán)保文化的建設(shè)，對智慧城市的建設(shè)起到了良好的推動作用。該方案能夠通過改進節(jié)能路燈和發(fā)展電動汽車等方面來實現(xiàn)。

低碳是當(dāng)今時代發(fā)展的趨勢，從長遠來看，低壓直流供電技術(shù)的市政路燈應(yīng)用技術(shù)符合低碳經(jīng)濟的發(fā)展方向，有利于環(huán)保，除此之外能夠帶動相關(guān)企業(yè)發(fā)展。電動汽車等節(jié)能方式必將成為未來的發(fā)展方向成為主流，發(fā)展低碳經(jīng)濟、倡導(dǎo)低碳消費已成為現(xiàn)在新的經(jīng)濟發(fā)展方式，相信在不遠的將來必將會成為主流。只有真正促進低碳經(jīng)濟的發(fā)展，才能使中國的生態(tài)環(huán)境有一個大幅度的提升，才能更好地推動中國整體經(jīng)濟的發(fā)展。

［1］殷樹剛，劉建明，趙羨龍.基于低壓直流供電技術(shù)的市政路燈與電動汽車充電樁一體化系統(tǒng)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2014（3）：152.

［2］趙立文.市政路燈工程施工安裝技術(shù)要點及問題分析［J］.建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015（3）：201.

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