4.案例分析

（1）技术应用单位

中交第四公路工程局有限公司、中交四公局第五工程有限公司。

（2）技术应用情况

中交第四公路工程局有限公司和中交四公局第五工程有限公司在青海牙同公路开展了太阳能在混凝土骨料加热中的应用。初期投资额共计118.94万元，其中太阳能料仓加热系统投资18.6万元，设备采购及安装费用14.7万元，后期的养护维修等其它费用3.9万元；场地临时租用及料仓大棚土建费用81.74万元。

（3）效益分析

①采用燃煤锅炉加热

采用蒸汽锅炉烧煤供暖。每小时耗煤量为160kg，按每天持续18小时计算，冬季4个月时间，项目实施3年，共生产混凝土21600m3，平均年产混凝土7200m3。共需消耗标准煤933.12tce，CO2排放2326t。

采用锅炉供暖所需费用如表1。

表1锅炉供暖费用计算表

②采用太阳能集热循环系统结合地暖技术

拌合站夜间无阳光时，太阳能集热系统自动停止，电辅热系统启动，按照每天电辅热系统启动时间10小时，冬季4个月时间，项目实施3年，共需消耗电能108000kWh，折合标准煤35.64tce，CO2排放88.85t。

用水总量根据甲方提供数据，给料仓地暖管加热用，日用水量以7吨水箱设计。供水温度：55℃；供水时间：按24小时或定时供水；辅助加热：采用电辅助加热；冷水计算温度：当地地下水温为10-15℃，取10℃(以春秋季节计算)；太阳能集热器的确定：设计选择力诺瑞特生产的国际最先进的LPC58*210*30型竖排集热器。储热系统容量的确定：采用7吨的不锈钢储热水箱。

表2太阳能集热循环系统、地暖报价表

③节能量和经济效益

对比两种方式，共计节约标准煤933.12-35.64=897.48tce，减排CO2共2237t。

该技术应用项目实施3年，共计节能量为897.48tce，平均年节能量为299tce，CO2减排量为745t。

与燃煤锅炉相比，成本节约为797496-254040=543456元，且其经济效益随着运行时间越久，优势也更加明显。

5.推广建议

该技术自动化程度较高，建议应用企业协调由太阳能安装单位专业人员负责运营过程中维修与保养。太阳能供热设备安装、调试完成后，企业配备专业技术人员熟练掌握太阳能供热系统电脑终端的操作，以能及时解决日常运行中的简单问题，确保运行正常。

此外，在公路施工中，在采暖较为集中的场所如混凝土拌合站、预制梁场、办公区、生活区应用，效果更为突出。

应用中可考虑辅助电加热部分的电源采用光伏供电技术，由单纯太阳能加热改进为光热-光电互补供热系统，最大限度地利用太阳能资源，以进一步提高节能降碳的效果。

二十、公路隧道节能照明技术

1.技术概要

采用LED灯、氙气灯代替原高压钠灯用于公路照明，辅以智能化可调光电子镇流器和智慧控制系统，可以根据需要调整光源亮度，有效减少公路照明能耗。

LED隧道灯具有功耗低、寿命长、发光效率高、启动时间短、显色指数高等优点；有源滤波技术采用适时主动抵消滤波的方式，具有及时、高效、无谐振危害的特点，车辆感应照明控制采用车辆检测与照明控制联动控制技术，减少隧道照明系统的无效耗能，在交通量较小的隧道照明系统中应用具有明显的节能效果。

氙气灯的光谱最为接近日光光谱，是目前显色性最好的电光源；光色丰富，符合人眼视觉感受，不容易导致人眼视距疲劳；相比于高压钠灯，节能率可以达到65%以上。

2.适用范围

该技术适合在隧道照明及公路照明工程上推广应用。

3.技术内容

LED隧道灯节能照明：

LED光源显色指数相对较高，在替换高压钠灯等显色指数较低的光源时，从视觉效果上，较低照明水平即可达到原有照明效果，因此在保证隧道交通安全的前提下可适当降低LED隧道照明系统功率，辅以供配电系统有源滤波技术及车辆感应照明智慧控制系统，节能效果更为显著。

（1）供配电系统有源滤波技术

对于LED隧道照明系统，需要采用较高效率的驱动电源，而驱动电源通常为AC-DC变换电路，属于非线性负荷，非线性负荷将导致电网电流不随电压同步变化的特性，使得流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，即产生了谐波，使电网电压失真，同时消耗电网上额外的电能。

本项目采用的有源滤波技术是将源滤波装置APF（ActivePowerFilter）并联接入系统，通过实时检测负载电流波形，得到需要补偿的谐波电流成分，并将其反向，通过控制IGBT的触发，将反向电流注入供电系统，实现滤除（抵消）谐波功能。另外，还可提供超前或滞后的无功电流，用于改善电网功率因数、实现动态无功补偿。

图1APF工作原理图

（2）车辆感应照明控制系统节能原理

设置在隧道进口前方200m处的车辆检测器检测到有车辆即将进入隧道，PLC控制系统将开启按照当时天气状况所需的照明回路；当检测到车辆驶出隧道区域，隧道内暂时没有车辆时，可延时关闭照明系统；这样可避免在隧道内无车辆时的照明系统电能消耗，如图2所示。

图2车辆感应照明控制系统节能原理图

氙气灯公路节能照明：

氙气灯是在抗紫外线水晶石英玻璃管内，以多种化学气体充填，其中大部分为氙气（Xenon）与碘化物等，然后再透过增压器（Ballast）及高压震幅激发石英管内的氙气电子游离，在两电极之间产生光源，这就是所谓的气体放电。而由氙气所产生的白色超强电弧光，可提高光线色温值，类似白昼的太阳光芒。在应用氙气灯进行公路照明时，还可配合采用智能化可调光电子镇流器和智慧控制系统，实现最大限度的节能减排效果。

（1）智慧控制系统

路灯智慧照明管理系统实行三级管控，分别为终端控制层、集中控制层和监控中心组成。集中控制层通过集中控制器实现，终端控制层功能通过单灯控制器实现。系统组网方案如图3所示。

控制节点1至N通过ZigBee网络协议实现了路灯通信的网络结构，每个网关节点作为该条道路的主控节点。集中控制器采用GPRS通信技术，可以将路灯的状态信息发送到中心服务器，并存入数据库中。监控中心通过对服务器的数据库进行操作就可以实现对路灯状态的监测和控制。

图3路灯智慧照明组网示意图

（2）控制方案设计

机动车道：采用氙气灯光源配合可调电子整流器实施改造，调光方案为：开灯~0.5小时，65%功率输出；0.5小时~4.5小时，100%整流器输出；4.5小时~关灯：65%功率输出。

通过氙气灯及智慧控制系统的综合应用，在满足道路照明标准值前提下整个项目改造后可实现综合节电率60%以上。