什么是照明节电?

电气照明是最先进的现代照明方式,它是由电能转化为可见光能而发出光亮。照明耗电在每个国家的总发电量中占有不可忽视的比重。2014年我国发电总量为5.4×1012kW·h,全国照明耗电占全国总发电量的12%~13%,为三峡水力发电工程年发电量(2014年998×108kW·h)的7倍左右。

1.照明电光源的分类

光是由各种不同的光源以电磁波形式向周围空间传播的一种能量。电光源是使电能产生可见光的装置。在波谱中,波长在380~780nm的电磁波,作用于人的眼睛能产生视觉,这部分电磁波称为可见光。照明电光源的分类方式有多种,按电光转换机理分类有三种:热辐射光源、气体放电光源、LED灯,如图4.1所示。

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图4.1照明电光源分类

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1)热辐射光源

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热辐射光源是依靠电流通过灯丝发热到白炽程度而发光的一种电光源,其中包括白炽灯和卤钨灯。

普通白炽灯是应用最早最多的一种电光源,几乎涉及照明的各个领域。普通白炽灯的显色性好、光谱连续、结构简单、易于制造、价格低廉、使用方便,是应用最广的灯种。但它的能量转换效率低,能耗大,大部分能量转化为红外辐射损失,可见光不多,发光效率低和使用寿命短是它的主要缺点。2011年11月1日,国家发展和改革委员会公布了《中国逐步淘汰白炽灯路线图》,计划在5年内以节能灯取代传统的白炽灯,具体时间见表4.2。

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表4.2中国逐步淘汰白炽灯时间

阶段实施期限目标产品额定功率实施方式备注12011.11—2012.9过渡期为1年发布公告22012.10—2014.9照明白炽灯≥100W禁止销售—32014.10—2016.9照明白炽灯≥60W禁止销售—42016.10起照明白炽灯≥15W禁止销售最终停用

卤钨灯是在灯泡内含有一定比例卤化物的一种改进型白炽灯。卤钨灯与普通白炽灯相比,发光效率可提高30%左右,高质量的卤钨灯寿命提高到普通白炽灯寿命的3倍左右。卤钨灯在公共建筑、交通和影视照明等方面得到了广泛的应用。

2)气体放电光源

气体放电光源是电极在电场作用下,电流通过一种或几种气体或金属蒸气而发光的电光源。气体放电光源的种类繁多,按充气压力大小可分为两大类:一类是低压气体放电灯,另一类是高压气体放电灯。高压气体放电灯主要有高压汞灯和高压钠灯。低压气体放电灯主要有荧光灯和低压钠灯。气体放电光源比热辐射光源的发光效率高得多,应用广泛,市场占有率还在不断提高。

3)LED灯

发光二极管(Light Emitting Diode),简称LED,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED灯结构如图4.2所示。LED作为一个发光器件,具有下列一些优点:

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图4.2LED灯结构图

(1)工作寿命长。LED作为一种导体固体发光器件,相比其他发光器具有更长的工作寿命。其亮度半衰期通常可达到10×104h。如用LED替代传统的汽车用灯,那么其寿命将远大于汽车本体的寿命,具有终身不用修理与更换的特点。

(2)耗电低。LED是一种低压工作器件,因此在同等亮度下,耗电最小,可大量降低能耗。并且,随着今后工艺和材料的发展,将具有更高的发光效率。日本曾假设:若照明灯具全部用LED替代,则可减少两座大型电厂,从而对环境保护十分有利。

(3)反应速度快。LED一般可在几十毫秒内响应,是一种高速器件,这也是其他光源望尘莫及的。采用LED制作汽车的高位刹车灯,大大提高了汽车的安全性。

(4)体积小,重量轻,耐抗击。这是半导体固体器件的固有特点。LED可制作各类清晰精致的显示器件。

(5)易于调光、调色,可控性大。LED作为一种发光器件,可以通过流过电流的变化控制亮度,也可通过不同波长LED的配置实现色彩的变化与调节。因此用LED组成的光源或显示屏,易于通过电子控制来达到各种应用的需要,与IC电脑兼容性毫无困难。另外,LED光源的应用原则上不受限制,可塑性极强,可以任意延伸,实现积木式拼装。目前大屏幕的彩色显示屏都是LED。

(6)不存在诸如水银、铅等环境污染物,不会污染环境。

2.照明节电技术

照明器是指电光源和灯具合在一起时的总称。节约照明用电,是在保证合理有效的照明与亮度条件下,尽量设法降低照明用电负荷。按照国家有关照明的标准和规定,通过合理选用及使用照明器,采用照明节电装置以提高照明用电的效率。

1)合理确定照度

根据工作场所的环境特点,确定合理的照度标准,不仅可保证生产、生活的正常运行,保护工作人员的视力,提高产品质量和劳动效率,而且可避免不必要的浪费,达到节约用电的目的。

2)加强供电电压的管理

照明供电电压波动,对电灯各种参数影响很大,电压过高会影响电灯的寿命,电压过低会引起光通量减少,照度降低,甚至有的日光灯启动不起来,有的即使亮着了也会自然熄灭。所以要加强对照明供电设备的运行管理,保证照明器端电压的电压偏移在设计允许的范围内。

3)推广使用照明节电装置

节约照明用电,不仅要采用各种高效照明灯具、照明光源,而且要大力推广使用各种照明节电技术、节电控制装置,以降低照明负荷,减少不必要的照明时间。

4)合理确定照明方式

在进行企业室内照明设计时,要根据生产和工作性质及特点不同,按照各工作部位对照度的不同要求,合理地确定照明方式。

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