路灯项目可行性研究报报告.docx
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路灯项目可行性研究报报告
路灯项目可行性研究报告
2014.12
DTM
1项目背景
一.1.路灯规模
全球照明用电占全部用电的20%，而其中的很大一部分又是用在户外照明。
据统计中国已经安装的路灯大约有2亿盏之多,还在以每年2000万盏的速度增加。
路灯的平均功率大约是200瓦，假定每天开启时间为10小时，那么每天就是2度电，365天就是730度电，2亿盏就是1460亿度电。
而中国最大的水电站长江三峡水电站的26台机组完全投产以后每年的发电量才847亿度电。
所以所有路灯所用电量大约为2个三峡电站的发电量。
这决不是一个小数字。
现在的路灯90%以上都是采用高压钠灯。
虽然它的发光效率还是很高，但是它的寿命短，耗电大，色温低，显色性差，而且还含有汞等有毒物质，将来迟早要被淘汰。
中国的路灯市场是价值2亿盏路灯的广阔市场；其中城市街道照明路灯约1500万盏；每年新增城市路灯需求量达到300万盏；2007年全国（城乡和公路）总共安装1700万盏路灯；2008年LED路灯市场规模大约为5.6亿美金。
中国LED市场2015年达到111亿美元，度增长率为17.7%。
重庆规划两年内安装5万盏LED路灯；郑州计划2015年以前推广安装7.8万盏LED路灯；江苏扬州计划到2015年LED路灯量达5万盏；海南省2012年年底计划将全省21万盏路灯更换为LED路灯；广东中山规划到2012年年底总LED路灯达5万盏；佛山也力争到2012年LED路灯达12万盏。
LED路灯推广就是节能减排计划的主要措施之一。
2012年中国LED路灯总产量将达122万盏，同比增长79%。
一.2.发展前景
2009年底，全国公路总里程达386.08万公里，公路桥梁达62.19万座、2726.06万米，公路隧道为6139处、394.20万米，是世界上公路隧道最多的国家。
二级以上的公路建设（不包括高速公路）以每年约12万公里的速度递增，高速公路每年增加2000公里，隧道年增加60公里。
2010年我国路灯存量2700~3000万盏，以每年15~20％的速度增长。
路灯照明耗电量占全国照明总耗电量的３０％。
一套４００瓦的常规路灯（实际功率450W）一年耗电超过1970度（按12小时/天，365天/年计算），相当于消耗标准煤800多公斤。
若用一套照明效果相当的210瓦低频无极灯路灯替换常规路灯，一年可节电1050度，节约标准煤达４００多公斤。
路灯型号
2010年我国现存路灯数量（万盏）
年消耗能源（12小时/天；365天/年）
普通公路
高速公路
公路合计
桥梁、隧道
合计
耗电（万度电）
折合标准煤（万吨）
450W
1255
142
1397
156
1553
306万
1224
250W
1256
47
1303
468
1771
194万
776
合计
2511
189
2700
624
3324
500万
2000
测算标准：
普通公路与高速公路的路灯比例按照总量93%：
7%；
普通公路高功率与低功率的路灯比例按照50%：
50%；
高速公路高功率与低功率的路灯比例按照75%：
25%；
桥梁隧道高功率与低功率的路灯比例按照25%：
75%。
LED路灯使用超过6000小时的故障率小于1%，LED路灯最大可以节省85%的能源。
据预测，2020年前，LED在中国照明市场的占有率将达到80%，我国将成为全球最大的LED照明市场，市场规模将超万亿元。
到2016年全国灯具及照明装置产量将达到40亿套，市场需求将突破35亿套。
1、在国家节能减排的指示下，大量路灯改造及新建项目启动。
2、国家投入重金加大基础建设。
路灯新建及改造的数量及区域将会得到激发式增长。
一.3.存在问题
路灯是城市现代化建设的重要指标，但全国各地路灯系统存在着现代化程度落后、安全隐患较多、维护管理困难的情况。
严重制约了城市路灯的发展，亟待能够符合各级部门需求的现代化路灯系统来进行完善。
控制落后
当前路灯控制，还停留在手动、光控、钟控方式。
受季节、天气和人为因素影响，自动化管理水平低，经常该亮时不亮，该灭时不灭，极易造成极大的能源浪费，增加了财政负担。
操控不便
无法远程修改开关灯时间，不能根据实际情况（天气突变，重大事件，节日）及时校时和修改开关灯时间。
灯况不明
现有的照明设施管理工作主要采用人工巡查模式，不仅工作量大，还浪费人力、物力、财力。
故障依据主要来源于巡视人员上报和市民投诉，缺乏主动性、及时性和可靠性，不能实时、准确、全面地监控全城的路灯运行状况，缺乏有效的故障预警机制。
设施被盗
城市路灯覆盖面积大，管理手段落后，无法准确发现电缆盗割、灯头被盗和断路，一旦出现以上情况，势必给政府带来巨大的经济损失，同时影响市民的正常生活。
成本过高
太阳能LED路灯的单价大约为10元/瓦，对于一个100瓦的LED路灯，需要300Wp的太阳能电池板，其成本是3000元。
而100瓦的LED路灯取代250瓦的高压钠灯（年电费=250瓦X10小时X0.8元X365=730元）。
10公里（666盏）交流电路灯，电缆150万元，每盏灯分摊2252元；铺设电缆30万元，每盏灯分摊450元；变压器升压输配电等设备200万元，每盏灯分摊3003元，检查井300元/盏，所有费用加起来每盏灯分摊6005元，所有这些加在一起早就超过了太阳能LED路灯的初始投资，所以太阳能LED路灯所节省的电费完全是一种纯收益。
完全不用担心太阳能LED路灯的成本问题。
考虑阳光不充足的地方需要加大太阳能板的面积，100瓦的LED路灯需配置500Wp的太阳能电池板，因抵抗风力弱，要减小太阳能电池板提高抗风，采用风光互补。
一般每晚工作10小时，但在半夜和后半夜以后，车辆行人少可降功率运行，在有些地区可以节省70%的太阳能电池板的面积，这样原来需要500瓦的太阳能电池板，现在只要150瓦就够了。
采用最大功率跟踪（MPPT）技术，在充电控制器中加进了一种称之为最大功率跟踪装置，它可以在任何（照度）时候，都可以工作在输出功率曲线的最大值上，也就是说，太阳能电池板的面积又可以减小30%，即105Wp的太阳能电池板，这就大大减小了太阳能电池板的尺寸，也提高了抗风力。
其成本降至1050元。
采用磷酸锂铁电池，充放电次数可达2000次以上，不存在环境污染问题，只是目前价格还比较贵，随着大量采用，价格也会下降。
新技术为高速发展太阳能LED路灯扫清了障碍。
一般选用单晶硅或者多晶硅太阳能电池组件，选用大功率LED光源；控制器一般放置在灯杆内，具有光控、时控制、过充过放保护及反接保护，更高级的控制器更具备四季调整亮灯时间功能、半功率功能、智能充放电功能等；蓄电池一般放置于地下或则会有专门的蓄电池保温箱，太阳能灯具全自动工作，不需要挖沟布线，但灯杆需要装置在预埋件（混凝土底座）上。
2项目概况
本次项目拟在安徽淮南市潘集区进行路灯节能试点工作，根据调研数据，截止到目前为止，潘集区已安装的路灯共计954个灯柱，2067个灯头，现有灯具总功率1452.2千瓦。
路灯系统为背街小巷驱除黑暗，极大的方便了市民的夜间出行和学生的上下学，为维护社会治安、保障交通安全做出了突出贡献。
潘集城区部分路灯统计
路名
路灯柱数
灯头数
总灯头数
灯头功率（w）
总瓦数（Kw）
长江东路
164
2
328
500
164
长江中路
53
5
265
2080
551.2
长江西路
31
2
62
500
31
九华山北路
20
2
40
500
20
九华山中路
36
2
72
500
36
九华山南路
30
2
60
500
30
黄河西路
26
2
52
500
26
黄河中路
26
2
52
500
26
黄山南路
24
2
48
500
24
黄山中路
25
2
50
500
25
黄山北路
24
2
48
500
24
天柱山北路
113
2
226
500
113
天柱山中路
24
2
48
500
24
天柱山南路
20
2
40
500
20
新天柱山南路
25
2
50
500
25
平圩大道
117
2
234
500
117
古沟
18
2
36
500
18
珠江西路
42
2
84
500
42
珠江中路
74
2
148
500
74
武夷山路
38
2
76
500
38
新黄河东路
24
2
48
500
24
总计
954
2067
1452.2
第二部分
一
二
二.1.关键技术分析
单灯控制器（PowerLine）自组网技术
路灯管理系统方案
单灯控制器（PowerLine）自组网技术通过智能化、精细化、模式化的控制方式，能有效的帮助客户实现路灯的节能效果，并可以在短期内收回投资。
开关控制：
可以精细化的控制任一盏、一路或某自定义路灯的开关；
调光控制：
可以精细化的控制任一盏、一路或某自定义路灯的调光；
状态查询：
查询路灯状态、负载等数据；
定时控制：
定时控制如定时开关灯、分时段调光等；
故障报警：
路灯出现故障时，向监控中心报警显示故障灯号；
远程显示：
远程显示路灯系统组织结构以及耗电等重要信息，实现办公室内实时监控，掌握现场第一手资料数据。
二.2.项目建设现场
在路灯设施建设的同时，重视和依靠科技力量，采用监控系统智能遥控功能，对路灯系统采用半夜灯、隔灯亮、单排亮、以及广泛采用LED节能灯具，使路灯年照明实现年节电5%的目标，实现中心城区主要道路路灯全覆盖，路灯完好率、亮灯率、维修及时率保持在99％以上成为了可能。
二.3.LED路灯建设
LED路灯的90%以上都还是采用交流电的LED路灯，科技部十城万盏超过200万，是每年新增路灯总数的十分之一。
假如每年新增的2000万盏都采用太阳能，那么其总功率将达到400万千瓦，总的太阳能板的装机容量将会达到1200万千瓦。
而中国2008年太阳能电池板总产量为178万千瓦（1780兆瓦）,可见太阳能LED路灯的市场是一个举足轻重的大市场。
3节电措施
第三部分
一
二
三
三.1.设备节能
通过选用高性能低能耗节能型设备（包括动力机械、低耗电灯具）减少路灯对电的耗用。
三.2.管理节能
除居住区和少数有特殊要求的道路以外，在深夜宜选择下列措施降低路面亮度（照度）：
（a）采用双光源灯具，深夜时关闭一只光源；
（b）采用能在深夜自动降低光源功率的装置；
（c）为降低能耗在深夜普遍降低路面亮度，对道路纵向相邻的两盏灯具，关闭不超过半数的灯具。
（d）在灯光覆盖区域有人或物体（车辆）进入时，系统慢慢提高路灯亮度，当区域内一段时间内无人，则降低照明强度。
三.3.节能效果
路灯管理系统设计的节能效率在20%-30%之间，路灯使用寿命增加10%-30%；而在实际的使用过程中，现场的运营数据与理论的设计值基本一致。
江苏省镇江市新区赵声路智能路灯2011年9月、10月运营数据
4节电效益分析
根据调研，潘集区已安装的路灯总功率为1452.2千瓦，按照每盏灯一天工作10.5小时、每度电0.8元来计算，潘集区路灯一个月的耗电量在457,443度电，电费36.6万元，一年得电费在439万元左右。
按照节电效率20%，一年可以为潘集区的路灯管理所带来87.8万元电费的节省。
第四部分
一
二
二.1.太阳能路灯
交流电供电要比太阳能供电效率低15％，若不加补偿，更会引起电网的无功功率增加。
一盏250瓦的高压钠灯每年电费766元左右。
普通高压钠灯的寿命只有LED寿命的10%。
太阳能电池板的造价在20元/瓦左右，而薄膜太阳能电池的单价7元/瓦。
据江苏省某市的预算，高压钠灯均摊费用为1.5万元左右，若采用太阳能LED路灯大约在1.2万元就够了。
10公里太阳能路灯每年就能节省50万元的电费。
架设维护营运费都是交流电高压钠灯路灯所无法比拟的。
紫竹院公园采用新型的“并网独立”太阳能光伏发电系统，每天可发电200千瓦用电160千瓦，在公园有条件的平房屋顶上集中铺设太阳能光板，集中吸收太阳光能，集中发电、收集并储存电量，然后再输送给每盏路灯，本身储存电量不够了，会立即切换到外部电网，保证不耽误用电。
相反，如果有用不完的电量，也可以输送给外部电网。
全市已有106个公园、风景区推广使用太阳能路灯，共计8843盏，按每盏500瓦每晚照明8小时计算，一年节约用电量超过1200万度。
二.2.路灯配置
12V蓄电池系统电流＝60W÷12V＝5A。
30W的灯2只，共60瓦；
蓄电池容量需求：
路灯每夜照明9.5小时，实际满负载照明为7小时（h）；
要满足连续阴雨天5天的照明需求：
蓄电池＝5A×7h×（5＋1）天＝210AH
为防过充过放，蓄电池一般充电到90％左右；放电余留5％－20％左右。
所以210AH也只是应用中真正标准的70％－85％左右。
实际的工作电流受恒流源、镇流器、线损等影响，可能会在5A的基础上增加15％-25％左右。
电池板的需求峰值（WP）：
路灯每夜照明7h，电池板平均每天光照4.5h（长江中下游地区日照系数）；最少放宽对电池板需求20％的预留额。
17.4V是电池板的工作电压（由36片电池片串联做成的电池板固定电压）。
WP＝162（W）
WP÷17.4V＝（5A×7h×120％）÷4.5h，未考虑线损耗15％-25％左右。
二.3.效率对比
电照明灯具安装要挖沟、铺管、穿线、回填、安装、调试，有线路问题要大返工。
而且地势和线路要复杂、人工和辅助材料成本高昂。
太阳能照明灯安装简便，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可；市电照明灯具电费高昂、线路维护或更换，维护成本逐年递增。
太阳能照明灯具免电费，无任何维护成本，三年可收回投资成本，长期受益；市电照明灯具有施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面带来诸多安全隐患。
太阳能照明灯具是超低压产品，运行安全可靠。
按路宽15m，路长1km，每天照明10小时，使用年限10年,铸铁杆高4.5m。
灯具
灯具总集成
安装费
蓄电池（10年2只）
灯管
电费记0.5元
管线铺设
辅助设施
电费
合计
太阳能
8000元×70盏=560000
120元×70盏=8400
140000元×10%=14000
240元×2只×70盏=333600
20元×10只×70盏=14000
15元×45只×70盏=74250
40000
含配电柜与路灯控制装置
200W×10H×365天×10年×70盏÷1000W×0.5元=255500
616000
公用电力
2000元×70盏=140000
10000
533750
太阳能路灯综合使用成本低，不会增加政府公共财政负担。
虽然太阳能路灯一次性投入是高压钠路灯的2-3倍，但使用成本很低。
普通路灯高压钠灯泡每个400-2000元，寿命一年，电费2000元/年。
更大的成本在线网铺设上，太阳能路灯可以省掉这些费用。
据测算，使用5年以上的太阳能路灯，总成本就要低于普通路灯。
太阳能路灯的最大特点就是寿命比较长，通常是30年以上。
因此使用太阳能路灯，可以大大降低城市道路照明成本，减轻政府财政压力。
5项目意义总结
路灯管理系统是一个现代化、智能化的城市照明管理系统，体现都市的现代化、精细化的管理水平，由后台云系统、智能照明控制终端、无线数传机等组成的控制系统可以让管理人员在中心控制室就对全市各个控制网点信息一目了然。
各处的路灯起闭情况、路灯的故障问题可以直接反应在中央控制室，可以大大提高控制的效率和缩短抢修的时间，有效的提高工作效率，节省人力、物力和财力。
路灯管理系统实现了对城市路灯的理想控制、自动监控和运行管理，为城市的照明控制和管理水平，提升城市的品牌形象。
实现常规的同黑同蓝的控制开关路灯，如遇特殊情况可遥控开关和调整开关时间，既节省人力，也能减少由于开关不准确造成的电能浪费。
随时掌握城市照明运行情况，并能在中央控制室反应运行状态和显示故障位置；操作人员和管理人员足不出门就可了解各处的运行情况，做到有的放矢，客服了人工查询的盲目性，提高运行的稳定性，对城市的照明及时维修和人力、物力的节约起到了积极的作用，同时提高了工作的效率。
智能路灯管理系统的启用将会很大程度的为潘集区的路灯建设和管理增添新的活力，同时加强路灯防盗设施的监控和管理，将城市的道路照明控制节能控制和自动管理推向智能化、节能化、环保化、自动化，使城市尽显现代化信息。
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