基于LED光源的加油站智能照明设计

赫娇娇+路兴龙

摘 要：随着国内加油站行业的日渐成熟，加油站行业的竞争正从原来的油品竞争和价格竞争的单一层面竞争，转变为服务竞争、成本竞争等多个层面上的竞争。如何在保证服务质量的同时控制加油站的运营成本，已成為在加油站竞争中胜出的关键所在。一方面受加油站行业特点影响，需要长时间不间断照明，一方面受传统照明系统的制约，汽车加油站的照明用电一直高居不下。为了降低加油站运营成本、同时响应国家“节能减排”工作路线的号召，文章提出一种基于LED光源的加油站智能照明设计方案，利用LED光源低功耗、高照度的特点，降低加油站消耗的二次电能，起到节能减排、降低成本的作用。

关键词：智能照明；加油站；LED光源

中图分类号：U473.8 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）23-0098-02

1 概述

中国经济持续高速的发展使人民生活水平日渐提高。随之而来问题有很多，能源高消耗就是其中之一。据一家专门从事全球能源统计的咨询公司Enerdata的数据显示，2015年中国是全球能源消耗最大的国家。2015年世界能源消耗前十位国家如表1所示，世界能源消耗图如图1所示（表1、图1数据均来自[1]）。“节能减排”是目前全球共同关注的课题。

在中国，“节能减排”连续出现在国务院“五年规划”当中。在“十三五”规划的节能减排方案当中，继续强调了节能减排工作的重要性和紧迫性。中国能源消耗总量，从国家统计局开始统计的上世纪七十年代末至今，正在呈指数型增长。这些能源消耗主要来自煤炭和石油，如图2所示。同时，中国人均能源消耗量也在逐年攀升。考虑到中国人口的持续增长，中国能源的消耗，尤其是电能，更是呈现着指数上升趋势，如图3所示（图2、图3数据均来自[2]）。在中国一次电力及其他洁净能源尚不能充分满足能源消耗需求的今天，节约电能意味着减少对煤炭和石油的消耗，无论从节约能源的角度，还是从环境保护的角度，都意义重大。这是各行业在我国经济发展新常态下，需要“下更大决心、用更大气力”坚持的发展路线。

国内加油站行业日渐成熟，加油站行业由从无到有的粗犷发展阶段，慢慢转向良性竞争阶段。加油站行业的竞争，也从油品、价格的单一层面竞争，逐步转向服务质量、成本控制等多层面、综合性竞争。加油站照明系统，受加油站行业特点的制约，处于长期工作的模式，每天照明开启时间平均12小时。在照明用电占据社会总用电量20%的情况下，如何充分利用天然光照、如何利用高新技术和新型照明产品，减少加油站用电消耗，将在加油站照明领域节约大量能源。在响应国家“节能减排”规划的同时，也降低了加油站运营成本，使自身处在行业竞争的优势方。

LED光源作为冷光源，无论在工作电压、能耗、照度、工作寿命等方面，相比传统荧光灯、白炽灯来说具有很大优势。基于每日六小时电能用量计算，考虑灯泡成本、使用寿命和电费，LED灯与白炽灯、卤素灯、节能灯相比，二十年总开支最低[3]。而且照明时间越长，LED光源在成本上的优势越明显。LED灯作为一种新型的照明光源，以节能、健康、环保及使用寿命长等特点，正在受到越来越多行业的青睐以及国家的扶持。

因此，在“节能减排”的方针政策下，如何捏合方案理念的先进性，和产品科技的创新性，为加油站照明系统提供新的设计思路，是本文研究的重点。

2 LED光源照明系统分析

加油站受行业特点影响，照明用电范围广且量大，可以占加油站运营总用电量的一半左右。因此，需要使用寿命长、光效高的照明灯具，既降低加油站运营成本，也符合“节能减排”的规划要求。

LED光源与常规灯具相比，具有如下优点。

（1）使用寿命长。理论上，LED灯的使用寿命可超过100000小时，在实际工况下也可达到35000-50000小时。

（2）节能效率高。高达90%的能源转换率是LED灯相比其他灯具在节能上的主要优势所在。

（3）光效高。在消耗同等功率的电能的情况下，LED灯有着更高的光通量。

（4）技术先进。LED灯属于低压微电子产品，结合计算机技术，可以通过编程实现亮度控制等功能，是智能照明系统的技术基础。

（5）环保健康。LED灯不包含汞等有毒重金属，没有污染，也没有辐射，属于“绿色”照明光源。

（6）安全性能高。LED灯的工作温度低，使用直流低电压，在加油站应用场景下更加安全。

LED灯还具有体积小、响应快、抗震性能好等其他优点。但相比传统照明灯具，LED灯的初始成本很高，随着使用时间的增长，平摊在单位时间上的成本会慢慢变低。我们仍然可以清楚地看到，LED灯在加油站行业中的应用前景十分广阔。

3 加油站智能照明设计

加油站智能照明的设计，按照照明场景的需求来进行，由于LED灯的初始成本较高，节能照明的设计工作主要集中在加油区。在其他场景，比如油罐区或者站房，可以选择通过常规节能灯搭配声控开关来实现节能[4]。

在基于LED光源的智能照明设计中，需要实现的功能包括：照明情景设置和调节、照度反馈控制。照明情景定义了一个照明模式，在当前模式下，各LED灯可以在协作下完成特定照度的控制。而照度的控制是通过反馈系统来实现。反馈系统保证了LED光源照明系统的稳定运行，在借助自然光的情况下避免了LED光源不必要的功率输出。

为实现上述功能，在软件和硬件上，加油区的照明系统需要完成如下改造。LED灯需要微处理器和PWM驱动器进行控制。照度反馈需要加油区当前照度的信息，因此光敏传感器提供给照明系统反馈信息。而反馈控制算法可以使用在工业界广泛使用的PID控制器，算法结构简单，参数调节便利。最后，可以利用无线通讯器件来实现LED灯的遥控器调节[5]。

4 结束语

本文提出的基于LED光源的加油站节能照明设计，可以实现根据加油区亮度自动控制照明，具有提高用电效率、节约电能的作用，值得现有加油站进行参考和使用。

参考文献：

[1]Global Energy Statistical Yearbook 2016. Available at： https：//yearbook.enerdata.net/.

[2]中国统计年鉴[M].北京：中国统计出版社，2016.

[3]EcoSmart 60W Equivalent Soft White A19 Energy Star and Dimmable LED Light Bulb （4-Pack）， Home Depot （12 March 2017）. Available at： http：//www.homedepot.com/p/EcoSmart-60W-Equivalent-Soft-White-A19-Energy-Star-and-Dimmable-LED-Light-Bulb-4-Pack-C5A19A60WESD04/300377317.

[4]李春艳.汽车加油站照明节能设计[J].黑龙江冶金，2008（02）：37-38.

[5]冯振华.基于LED光源的智能照明系统研究[D].东北师范大学，2012.endprint