“双碳”背景下智能灯杆全生命周期节能降碳技术应用探究.pdf
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1、 年 月第 卷 第 期照明工程学报 .“双碳”背景下智能灯杆全生命周期节能降碳技术应用探究李白玉(北京市市政工程设计研究总院有限公司 北京)摘 要:“双碳”目标背景下 优化能源格局 加速产业调整 已成为智能灯杆建设必须要研究的课题 文章围绕智能灯杆能源供给、生产、设计、控制、应用、管维等各个环节 对智能灯杆全生命周期节能降碳技术应用进行了全方位的探究 以期为推动智能灯杆低碳产业体系和绿色应用转型提供一些思考和建议 同时对照明工程设计应用于实践具有一定参考意义关键词:智能灯杆 全生命周期 节能降碳 技术应用中图分类号:文献标识码:“”(.):“”.:通信作者:李白玉:引言第 届联合国大会上 中国
2、向国际社会作出郑重承诺:力争 年前达到 排放峰值 努力争取 年前实现碳中和 实现“碳达峰”“碳中和”既是一场社会经济结构的系统性变革 也是一场关于新技术新市场的全球竞技 为我们工程设计领域带来了新的思考和挑战构建智能城市是优化能源格局、实现绿色低碳城市的重要途径 在“双碳”背景下 智能路灯作为城市的基础设施 可集成智能照明、视频第 卷第 期李白玉:“双碳”背景下智能灯杆全生命周期节能降碳技术应用探究 监控、环境监测、信息发布和共享充电等一系列城市公共服务设施 实现杆体资源共建共享 有效减少重复建设、提升设施利用率 是降低碳排放的重要举措之一 围绕智能灯杆展开全生命周期的节能降碳技术可行性应用探
3、究 成为照明工程设计的关键“双碳”背景智能灯杆节能降碳意义 随着各种基础设施的不断完善 各类杆件如照明灯杆、交通信号灯杆、交通标识牌杆、道路指示牌、电子监控杆等传统设施必将面临多杆林立的设置情况 在满足行业标准、功能要求、安全性的前提下 路灯杆以其覆盖范围广、分布均匀、供电路径可靠等优势 与道路上其他设施杆件遵循“能少则少、能合则合”的总原则 搭载其他智慧设施形成智能合杆 同时 综合杆为车路协同等设施预留安装位置和通信接口 实现资源集约利用 节约城市建设成本据相关统计数据显示 我国城市公共基础设施之一的路灯用电量约占全国发电总量的 城市道路照明灯具的数量预计到 年将达到 万盏 通过智能灯杆的建
4、设 对项目周边多种设施进行整合 将无序的各种设施集成到智能综合杆中 一方面可以美化道路周边环境 避免不同步建设与重复建设 另一方面可以节约投资降低维护资源投入 做到资源整合、管理集约及系统可拓展 对实现节能降碳具有重要意义据波士顿咨询公司研究数据显示 年前通过人工智能()应用有望减少全球 亿 亿吨排放量 约占全球总排放量的 智能灯杆有专门的供电线路 并采用高性能的工业级以太网交换机 为现场各种智能应用装置扩展提供了基础电源和通讯条件 形成城市公共区域全覆盖的重要交互端 智能灯杆以照明灯杆为载体 整合多个智能交通设施终端 对城市碳足迹、碳汇等领域信息进行收集 有效促进相关区域的能源形态深度融合
5、通过管理平台系统运算、预测和评估 优化及快速反应而提升管理效率 大幅提升城市公共设施的能源使用效率 直接或间接地降低能源行业碳排放量智能灯杆全生命周期节能降碳技术应用 供电方面 采用太阳能、风能发电太阳能、风能发电是一种绿色、环保、高效、可再生的发电技术 照明工程设计中可根据实际情况应用 从而节省能源 省去随路电缆敷设 从源头上降低能量供给消耗智能灯杆采用太阳能、风能供电 太阳能光伏组件、风力发电所收集的电能通过储能管理或直接用于智能灯杆搭载的各类智能设施运行 减少了发电厂燃料供电所产生的 实现碳抵消及达到碳平衡 通过双向电力传输及储能技术的应用 优化及降低智能灯杆搭载功能模块能耗补充自身用电
6、需求而减少碳排放 并配备储能设备以备阴雨天使用 为远期提供接入电路的可能性及条件 布设方面 采用合理灯杆布置智能灯杆首先应能满足低碳照明设计标准 需要按照 建筑节能与可再生能源利用通用规范()明确城市照明的发展方向、灯光的空间结构与布置 在照明设计中 应根据道路等级确定照度或亮度等要求 严格遵循 城市道路照明设计标准()来布置灯杆城市道路照明形式包括单侧、双侧交错、对称、中心对称、横向悬挂等形式 要根据被照物的特性和需要 选用最节能的照明形式 同时满足照明设计节能的标准(即功率密度不超限值)在满足标准下合理布置灯杆 减少不必要的灯杆建设 从而降低生产成本、资源投入及使用时的能源损耗、环境污染、
7、处理损耗等 减少碳排放以一条 横断面的支路为例 方案一采用单杆双臂照明方式 机动车道照明灯具容量为 、高度 人行步道照明灯具容量为 、高度 灯杆双侧对称布置 灯杆间距约为 灯杆安装在设施带内 如图 所示方案二在支路道路标准段采用单杆单臂照明方式 机动车道照明灯具容量为 、高度 灯杆单侧布置 灯杆间距约为 (为避免照度均匀度不好 局部间距可缩短至 )灯杆安装在设施带内 如图 所示 照明工程学报 年 月图 照明横断面布置图(方案一)()图 照明横断面布置图(方案二)()智能灯杆数量精简就工程范围 来说 方案一及方案二均能满足支路照明设计标准 且机动车道照明功率密度值均满足规范要求 方案一双侧对称布
8、置 灯杆设置数量大约 个 方案二单侧布置 灯杆设置数量大约 个 灯杆数量上方案二减少 智能灯杆排管及线缆缩短为满足远期智慧设施供电及通信需求 以及为后期穿线预留条件 防止二次开挖埋管敷设 现有工程智能灯杆管道需随路设置 根 排管(其中 根用于敷设供电电缆 根用于敷设通信光缆 根为预留)就工程范围 来说 方案一道路两侧均需敷设排管及电缆 方案二仅需一侧敷设 排管数量及电缆长度至少减少 智能灯杆综合井及基础减少每处智能灯杆处均需设置一个路段综合井用于管道续接 以便后期穿线及检修 方案一双侧对称综合井及基础设置数量大约 个 单侧布置综合井及基础设置数量大约 个 数量上减少 综上分析可知 通过合理的灯
9、杆布置 可以优化智能灯杆排布方式 减少杆柱林立、电缆及排管敷设长度、综合井及基础工程量 从根本上减少碳生产 相对节省投资成本约 (表)在节能降碳大背景下 显然照明方案二更为合理表 方案一与方案二投资对比 单位:万元类别 灯灯杆(含基础)电缆排管综合井总投资方案一 方案二 注:以审批价 的 灯 元、根智能灯杆(含基础)均价 万、的 电缆 元、组合排管 元 座综合井 元为例 光源方面 采用高效低耗 灯原国家道路一般采用高压钠灯作为道路照明光源 在实际应用中取得很好的照明效果 伴随着新光源和节能技术的推广 以及响应国家节能减排的号召 道路照明积极推广新的节能光源和新的照明技术 作为新兴的高光效照明光
10、源被广泛应用在道路、广场和隧道照明等工程设计中相比于高压钠灯 路灯的功耗可降低 以上 节电效率至少可达 高压钠灯使用寿命为 左 右 而 路 灯 使 用 寿 命 为 以上 损坏率极低 电源效率高 另外 为无汞光源 对生态环境无污染 后期维护成本也更低 在光的控制及参数调整方面 高压钠灯不具备可控性 但 灯具却具备高可控性 照明的节能性提升到 能更好地实现按需照明 表 为 灯与高压钠灯综合性能对比第 卷第 期李白玉:“双碳”背景下智能灯杆全生命周期节能降碳技术应用探究 表 灯与高压钠灯性能对比 光源功耗 使用寿命 电源效率 污染 维护成本调控性 灯低长高无低高可控性高压钠灯高短低有高不可控 材料方
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- 关 键 词:
- 双碳 背景 智能 灯杆 生命周期 节能 技术 应用 探究
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