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数据中心及其相关环境的绿色照明(一)

来源:中国绿色数据中心 作者:王其英 更新时间:2009-9-10 14:15:35

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摘要:所谓的数据中心绿色照明就是在保证或提高照明质量的前提下节约用电,减少对不可再生资源的消耗和大气污染,以达到?;ど肪车哪康?。

   1 照明问题的提出
    1.1 数据中心与照明的关系
    凡是以数据的产生、传输、保存等为基础的控制中心都是数据中心。比如计算机托管中心是数据中心,银行结算中心是数据中心,铁路的DMIS(调度系统)和TMIS(运输系统)是数据中心,数字图书馆是数据中心,校校通联网、各地的党员教育网中心、小学教育网中心也是数据中心,编程自动控制各种流程的计算机房、公路收费系统等等也是数据中心?;谎灾?,一切以数据为基础的中心点都是数据中心,所不同的是规模大小而已。有的计算机中心就是专门控制灯光的,比如现在各城市倡导的所谓灯光工程,就是利用计算机??靥ê褪心诘缒哉彰飨低?,根据自然照明程度、昼夜时间和用户要求,自动改变照明光源的状态,将整个照明系统的参数设置,通过屏幕实现的修改和监控,把城市装点的五颜六色。当然数据中心本身就是一个照明对象,而且几乎所有的数据中心都是一天24小时照明,长此下去也是一笔不小的开支。这当中存在着两个问题,一个是能源的损耗,一个是灯光的污染。这两种因素都会形成对环境的污染,因此绿色照明将是一个举足轻重的措施。
    所谓绿色照明就是在保证或提高照明质量的前提下节约用电,减少对不可再生资源的消耗和大气污染,以达到?;ど肪车哪康?。
    由于照明用电现在已占到了全球总用电量的10%-20%。据有关资料统计,我国的照明用电大约占总发电量的10%-12%,低于发达国家的水平。尽管如此,该项照明耗电量已超过三峡水利1程全年发电量(847亿度)2倍,换言之,就是接近2000亿度。而且我国的照明市场还正在以15%的高速度增长,这就意味着用电量的进一步增加。因此节约用电不仅可以减少对能源的消耗,还可以减少因发电而产生的污染,而且还可以节约大量的电力建设资金,比如假设在照明上节约40%,就等于又建了一个三峡水利工程。因此,各国政府都纷纷制定了本国的绿色照明计划。我国的绿色照明计划在上个世纪就已制定,并要求到2000年形成终端节电220亿kW.h的能力,可削减电网高峰负荷720万kW。但随着城市形象观念的建立和灯光照明工程的实施,用电量急剧增长,己远远超过了以前国际上10%-20%平均值。而且好多地方都没有认真考虑节能的绿色照明问题。尽管如此,我国现阶段的照度水平与国外仍有相当大的差距,不过在一些较发达的城市的商场和办公楼等场所的照度水平己达到或接近欧洲水平,并在逐步地发展着。但由于发电量的速度滞后,对照明的迅速发展己形成障碍。因此节能也将直接关系看照明工程的全面实施的发展。 绿色照明工程的节能,不只是提高光源的效率,同时还要对照明系统中的每一个环节进行节能处理,如采用节能高效灯具和节能设计等,以提高对能源的利用率。值得注意的是,由于白炽灯的光效低、耗能多,将随着各种新型节能光源的出现而被逐步代替或限制其适用范围。
    1.2 我国灯光照明的现状
    1.2.1口灯光照明已成为电力行业的用电大户
    随着国民经济的发展、人民生活的提高,城市形象地梳理,灯光照明己发展成为一种文化,大到一个城市,小到一个家庭,都对照明进行了精心的设计。
    大部分城市已成为"不夜城",当夜幕降临时,城市的街道、广场、公园、商店、宾馆、高尔夫球场等等,都会亮起一片灯光:高压钠灯构成了红色的大街、金属卤素灯照出了白色的广场和卤化物灯装饰的绿色的树林等等,把城市装点的五颜六色,而且大有彻夜不息之势。 
    公路、桥梁、隧道、码头、车站、体育场馆,甚至农业的塑料大棚都把灯光照明作为不可缺少的必要条件。
    这些灯光的用电功率甚至远远超过了白天的工业用电量。
    1.2.2主要灯具的品种
    为了实现灯光节能的目标,有必要了解一下各种灯具的分类与特点。发光灯的分类是根据电光源的产生机理来进行的,表1示出了发光灯的分类情况。

表1 发光灯的分类

    目前常用的发光灯有:白炽灯、荧光灯、高压水银灯、金属卤化物灯、高压纳灯和低压纳灯。
以上这些灯除去白炽灯外,都是气体放电灯。气体放电灯的特点就是一定要和镇流器一起工作。尽管如此,在一些大的场合,比如街道、广场、道路、车站、码头,高尔夫球场灯灯用的几乎都是气体放电灯。而和气体放电灯配套的镇流器在工作中会消耗大量的功率,而且功率因数很低。表2给出了常用照明光源的特性比较,表3示出了各种气体放电灯镇流器的损耗占灯管功率的百分数。
起辉后的镐灯电压尚为130-220V,所以必须工作在380V的市电线电压下。

表2 常用照明光源的特性比较

光源参数
白炽灯
管型卤钨灯
冷光色卤钨灯
直管荧水灯
紧凑荧光灯
荧光高压水银灯
自镇流高压水银灯
高压纳灯
中显色高压纳灯
金属卤化物灯
氙灯
单灯混光灯
功率范围/W
15~1000
100~2000
10~75
4~125
5~28
10~1000
125~750
35~1000
100~400
125~3500
1500~5000
100~1000
灯电压V
220
220
220
50~113
95~130
95~130
95~130
95~130
95~130
95~130
 
95~160
平均寿命②h
1
1~1.5
2~3.5
3~7
3
5~10
3
12~24
12
0.5~10
1
10
显色指数
95~99
95~99
95~99
70~80
80
34
38~40
20~25
60
65~90
90~94
70~80
启动时间min
瞬时
瞬时
瞬时
1~3s
1~3s
4~8s
4~8s
4~8s
 
4~8s
瞬时
4~8s
再启动时间min
瞬时
瞬时
瞬时
<1s
<1s
5~10
3~6
10~20(1~2)②
10~20(1~2)②
10~15
瞬时
5~10
功率因数
1
1
1
0.33~0.52
0.33~0.52
0.44~0.67
0.9
0.44
 
0.41~0.61
 
0.41~0.61
频闪效应
不明显
不明显
不明显
明显③
明显③
明显
明显
明显
明显
明显
 
明显
电压变化影响
较大
较大
较大
较大
较大
 
较大
附件
有④
 
 

注:①有触发器时,再调动时间是1~2min;②荧光灯采取电子镇流器时的功率因数大于0.9;③荧光灯采取电子镇流器时不明显;④镇流器内藏时,无附件

表3各种气体放电灯镇流器的损耗占灯管功率的百分数

 

光源各类
额定功
功率因数
镇流器功率因数损耗系数a
荧光灯
40
0.53
0.2
30
0.42
0.26
 
 
高压水银灯
1000
0.65
0.10
400
0.60
0.10
250
0.56
0.15
125以下
0.45
0.20
 
金属卤化物灯
1000
0.45
0.07
400
 
0.11
250
 
0.14
高压纳灯
250~400
0.40
0.15
低压纳灯
18~180
0.06
0.2~0.8
 

    由表3可以看出,气体放电灯的功率因数很低,也就是无功功率相当大。上面的启动器损耗只计入了有功功率,实际上这个损耗要比表中严重一些。

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