城市照明是在我国城市建设不断发展，社会经济、文化和物质生活水平迅速提高的过程中，蓬勃发展起来的一个新的照明领域，是城市基础设施的重要组成部分。城市照明不仅可以美化城市，展现城市风采，增加城市的魅力，提高城市的知名度和美誉度，而且还可以优化人们夜间生活和投资环境，促进旅游业、商业、交通运输业、服务业和照明行业等部门的发展，并减少交通事故和夜间犯罪、提高人们夜间活动的安全感，均具有重要的政治经济意义和深远的社会影响，因而越来越引起有关领导和社会各界，特别是城市建设部门和广大照明工作者的高度重视和普遍关注。
根据国家发改委最新公布的结果显示，预计在2014年中国的最大电力缺口将达到1200万千瓦左右。而我国户外照明用电量约占全国用电量12%，超过6852亿千瓦时，对城市照明来说，开展节能新举措已势在必行。
1、照明节能措施
1.1 在进行城市照明设计时，应根据被照明场所的功能性质、环境区域亮度、表面材料及所在城市的规模等，确定所需的照度或亮度的标准值，避免照度或亮度过高，浪费电能。应按光源要求配置符合相应能效标准的镇流器和电器附件。
1.2 选用的光源应符合相应的光源能效标准，达到节能评价值的要求。并合理选择照明方式，更有利于节能减排。
1.3 形成切实有效的节能管理机制，有利于照明的维护管理和能源的节约。
1.4 由于高压钠灯配电感镇流器时，通常其功率因数很低，一般仅为0.4~0.5，所以应安装补偿电容，以提高功率因数。有条件时，还可在灯具内装设电容进行单灯补偿，以降低单套灯具电流值，降低线路能耗和电压损失。
1.5 选用一些节能控制技术和设备作为一项照明节能措施。如，对整条照明线路进行全半夜灯的设置；使用高光效的路灯灯具、使用太阳能路灯等。
2、电容补偿节能
在高压钠灯灯具内装设补偿电容对单个照明灯具进行电容补偿并不是一项新的技术理念，在全世界范围内已广泛使用。。与其他节能方式相比，电容补偿节能更为简单，在降低照明线路电流值的同时，也降低了线路损耗和电压损失。
3、太阳能照明的应用
太阳能电池作为一种新能源，不失为城市照明节能的好方法和新兴技术。目前，在西部光明工程中，非主干道太阳能路灯、太阳能庭院灯和太阳能草坪灯、太阳能装饰灯等方面的应用已经逐渐形成规模。
但是，在太阳能照明灯具的设计中，涉及路灯灯具、太阳能电池系统、蓄电池充放电控制许多因素，其中任何一个环节出现问题都会造成产品缺陷。
由于太阳能路灯其无需使用市电的优点，近年来在用电困难地区得到迅速的发展。草坪灯功率小，主要以装饰为目的，对可移动性要求高，且电路铺设困难、防水要求高，上述要求使得太阳能草坪灯显示其前所未有的优势，尤其是国外市场对太阳能草坪灯需求十分巨大。2002年，仅广东和深圳用于制造出口太阳能草坪灯消耗的太阳能电池就达到2MW，相当于当年国内太阳能电池产量的1/3，至今仍然保持强劲的发展势头。同时，太阳能庭院灯在公园、生活小区以及非主要交通道路上也已得到广泛应用。不过，由于技术发展太快，有些产品上不够成熟，在灯具的选择以及电路设计中存在诸多缺陷，因此太阳能路灯虽然在节能方面有一定的优势，但是降低了产品的经济性和可靠性，也浪费了许多资源。
4、LED灯具发展制约因素
LED光源凭借色彩丰富、电能转变为光能效率高、易于控制等诸多优点,在道路照明特别是景观照明方面已经体现出了无可争辩的优势。与白炽钨丝灯泡和荧光灯相比,白光LED具有体积小(多只、多种组合)、发热量低(没有热辐射)、耗电量小(低电压、低电流启动)、寿命长、响应速度快、环保、可平面封装、易开发成轻薄短小的产品等优点。
目前,尽管LED在照明领域中的应用已初见端倪,使人们看到了半导体照明之光及其应用前景,但采用LED实现大规模的半导体照明还有许多问题亟待解决。
(1) 散热。散热问题是功率型LED需要解决的一个重要问题,散热效果的优劣直接关系到灯具的发光性能和使用寿命。LED半导体光电器件是热敏元件,工作时产生的热量需要及时有效地散发出去,否则会引起PN结温升高,导致光衰较快,效率降低,有效寿命较短,无法适应道路照明长时间、高质量的使用要求,因此散热是LED路灯灯具设计中待解决的关键技术问题。
(2) LED光源属于点光源,具有很强的方向性。所看到的所有以LED作为光源的道路照明设计都是将LED安装在一块平板上再装入灯具中。灯具的主要作用是支托LED和遮风挡雨,对光分布不起任何作用,而路面的照度分布完全由LED自身的光发射角决定,以致在路面形成了明显的斑马效应,正对灯下方的地方较亮,而在两灯之间则形成明显暗区。这类灯具配光曲线很难满足道路照明的要求。其光学设计,包括初级透镜或反光装置的设计和二次光学设计等成为阻碍LED光源在道路照明领域推广使用的又一技术瓶颈。
(3) 成本问题。目前LED路灯的造价昂贵,其价格比高压钠灯高出几倍,成为LED路灯推广发展的又一个障碍。
5、电容补偿、太阳能应用及LED灯具应用的节能对比
目前太阳能路灯、LED路灯的造价昂贵,都比高压钠灯高。而太阳能路灯在实际应用过程中技术依然不是很成熟，加之后期维护成本过高，全寿命周期费用巨大。
LED光源在小功率应用方面已经开始体现它的节能优势,但是,在城市主干道采用大功率LED作为路灯光源替代现在的高压钠灯灯具目前还为时过早,主要由于它的穿透力不如高压钠灯。下面从能效、光源光色对道路照明的效果、经济性方面对高压钠灯和LED灯具进行对比分析。
3.1能效
目前城市的主干道主要采用250W、400W等大功率高压钠灯灯具。高压钠灯光效高,同时考虑镇流器消耗、灯具效率等因素,综合光效约为100-110lm/W。而LED路灯的有效光效目前在90-100 lm/W左右。因此,对于大功率路灯来说,目前LED路灯比高压钠灯的光效要略低一些。
3.2光源光色对道路照明的效果
分析表明,高色温让人兴奋而低色温给人宁静的感觉。高压钠灯的色温约为2100K,属于暖色温,其显色指数却只有23~25,显色性差;而LED路灯现在使用的色温为3000~6000K,较好的产品显色指数可达70~80,显色性好。作为城市的主干道,偏黄色的高压钠灯对看清前方90~160m左右距离路面状况的效果比白色光略优。由于黄光具有较强的透雾能力,在雾天、多尘的恶劣条件下,高压钠灯具有优势。
综上所述，考虑到相当一部分中小型城市目前在照明改造方面资源有限，在相当部分时间内高压钠灯仍将是各中小型城市主要光源，因此，推行简单有效的电容补偿节能技术是至关重要的。
6、电容补偿节能的相关注意事项
作为一项已经成熟并且在实际应用中得到广泛推广的技术，电容补偿节能技术仍然存在一些不完善的地方。如，补偿电容质量不过硬或达不到技术要求；运行维护人员在装设后并没有引起过高的重视，没有按时按量的对整个照明系统的补偿电容装置进行检查、维修更换。因此，在进行电容补偿节能时，应严格把好质量关，选购合适的、能够达到设计需求的电容型号；在后期维护过程当中，必须定时的对线路中的功率因数进行测量，发现异常应及时排查故障电容，及时更换。
结束语
近几年,在提倡绿色照明和节能的大环境下,路灯的方方面面都得到了变化和发展。不仅太阳能路灯发展迅速,LED路灯也取得了骄人的成绩。但是就目前的技术而言,太阳能路灯及LED路灯的应用应避免浮躁和急功近利的情绪,不要过分夸大它的效能。在全国各级城市主干道的照明中,仍然是高压钠灯占主导地位,大力推广太阳能路灯、LED路灯为时尚早。
就目前城市照明节能改造的发展情况而言，利用补偿电容器进行节能已然成熟，是一种较为优越的方法，但电容补偿节能仍存在一些不可忽视、需要完善的地方。因此，在推广电容补偿节能的同时应该在要求选择电容器和定期检查这些方面去进一步完善。
参考文献
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