市政多功能節能路燈的設計與實現

段潔瓊 張震

摘要：隨著我國經濟的快速發展，交通發展越來越便利。為了方便夜間行車，道路兩旁會設有路燈進行照明，因此市政路燈在日常生活中有著十分重要的作用。但是目前的大多數市政路燈結構功能單一、耗能大，此外，燈珠容易過熱燒毀，更換燈珠的操作困難，而且路燈造成的光污染嚴重，容易影響昆蟲的生態平衡……所以傳統的路燈己遠遠不適應城市建設。因此高質量路燈有越來越大的發展空間，所以本文本著節能、便利的目的設計出一種新型多功能節能的市政路燈。本新型路燈經安裝使用表明其具有損壞率低，維修成本低，節約電能，環保效果好等一系列優點。

關鍵詞：多功能；節能；便利

引言：

一方面，隨著科學技術的發展，車輛越來越多，即使在夜間，道路上依然車水馬龍，所以路燈用量巨大且穩定增長。另一方面，路燈功能的單一、能耗嚴重。如果我們能設計出一種新型的市政路燈，在實現節能環保的同時，亦實現其他不同功能（比如說：擁有自動調節高度的功能使其便于維修、擁有消防栓護欄的作用使得降低占地面積以及讓路人使用水源更加方便，無需使用單個路標牌支撐架等）那么我們的市政建設在資源利用以及環保方面將上升一個大的臺階。

一、總體架構

（一）架構部分

此新型路燈包括底座，其底端內壁通過螺栓固定有消防栓，且消防栓一側外壁開有出水口，出水口內壁通過螺紋連接有水管，且水管遠離消防栓一端通過螺紋連接有位于底座外壁的水龍頭，底座頂端外壁焊接有支撐柱，支撐柱一側外壁焊接有兩個支撐架，兩個支撐架遠離支撐柱一側通過螺栓固定有同一個路標牌，支撐柱頂端外壁焊接有支撐板，支撐板底端外壁的兩側均焊接有燈架，燈架底端內壁通過螺栓固定有燈座，燈座底端外壁通過螺紋連接有LED燈珠，所述燈架為C形結構，且燈架底端設置有燈罩，燈罩頂端外壁的兩邊與燈架底端外壁的兩邊均焊接有連接盤，每兩個相互接觸的連接盤通過螺栓形成固定配合，燈架一側外壁通過螺栓固定有驅蟲器，支撐板頂端外壁的兩邊均焊接有支撐桿，且兩個支撐桿頂端均通過螺釘固定有同一個太陽能電板，[1]燈架兩側外壁均開有散熱孔，且散熱孔內壁通過螺釘固定有防塵網。[2]

附圖說明：

圖中：1消防栓、2水龍頭、3充電插頭、4燈罩、5 LED燈珠、6燈架、7支撐桿、8太陽能電板、9路標牌、10底座、11驅蟲器、12燈座、13連接盤、14消防門、15支撐柱。

（二）各部分具體實現

1、底座一側外壁開有消防口，消防口內壁通過合頁固定有玻璃門，玻璃門正對消防栓，玻璃門一側外壁通過螺栓固定有門把手。

2、支撐板頂端外壁通過螺栓固定有太陽能控制器、逆變器和蓄電池，且太陽能控制器輸出端通過信號線與太陽能電板相連接，逆變器輸出端通過導線與蓄電池相連接。

3、支撐柱一側外壁開有充電槽和儲物槽，且充電槽內壁嵌裝有充電插頭，儲物槽位于充電槽的正下方。

4、支撐板頂端外壁通過螺釘固定有光照傳感器，且光照傳感器輸出端通過信號線連接有型號為DATA-7311的控制器，光照傳感器的型號為NHZD10。[1]

5、LED燈珠和驅蟲器均連接有開關，且開關與控制器相連接。

二、工作原理

此新型路燈將底座固定在地面上，路人可通過水龍頭使用水源，當路人電動車或手機沒電時，可使用充電插頭及時充電。晴天時，太陽能電板工作為蓄電池充電，光照傳感器檢測光強，當光線暗時，控制器自動啟動LED燈珠照亮路面，夜晚時，驅動器工作，將昆蟲驅除，降低光污染對昆蟲生活環境的影響。[1]燈架開設有散熱孔，及時將LED燈產熱排出，降低路燈的損壞率。[2]

三、優勢之處

本新型路燈底座中安裝有消防栓，替代了消防栓護欄的作用，降低了占地面積。同時消防栓設置有水龍頭，使得路人使用水源更加方便。支撐柱外壁設置有路標牌，無需使用單個路標牌支撐架，節約了資源，降低了市政工程的建設成本。燈架上安裝驅蟲器，有效驅蟲，降低了光污染對昆蟲的影響。燈架開設有散熱孔，及時將LED燈產熱排出，降低了路燈的損壞，減少了維修成本。[2]此路燈燈管利用LED燈，傳統路燈一般以鈉燈為主，能耗高且損耗大，而LED路燈綜合節能率可達50%，可降低耗電量，再經改造：通過使用太陽能電板與光照傳感器配合，其綜合節能率可達70%以上。[3]并且此新型市政路燈可及時將LED燈產熱排出，降低了路燈的損壞率，節約了資源。通過電插頭，能夠對電動車進行短時充電，人性化服務程度高。

四、市場前景

此新型市政多功能路燈的最終目標就是將其替代傳統形式路燈，進而發展成為城市道路的標配，據統計：我國2015年的發電量為56180億kW？h，如果市政路燈照明用電量占9%，那么就是5千億kW？h。如果我國路燈全部經過改造，并且以20%節電率計算，那么每年可節約電量大于1千億度電。相信我們的新型路燈會在改良路燈性能上起到極大的作用。綜上所述，此種新型路燈有很大的市場空間。

五、結語

以上所述，僅為本新型路燈較佳的具體實施方式，但此新型路燈并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本新型路燈揭露的技術范圍內，根據此技術方案及其構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在此新型路燈的技術保護范圍之內。

參考文獻：

[1]姜祥元.太陽能路燈的設計與應用[J].福建建筑，2008（07）：95-97

[2]高京泉，郭起宏，賀孝田.LED路燈散熱問題研究及設計[J].照明工程學報，2010（05）：81-85

[3]李保軍，牟達名等.LED路燈與高壓鈉燈路燈能效比較分析[J].照明工程學報，2011（6）：91-96

作者簡介：

段潔瓊（1997.3.20）女，漢族，河南省許昌市，身份證號：410426199703203545，本科生，研究方向：電氣工程及其自動化

張震（1966.11）男，漢族，河南省人，教授，研究方向：多媒體信息安全、圖像處理與模式識別和智能信息處理