日本鐵路全面使用LED照明 實現(xiàn)節(jié)能

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2013-10-16

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 日本鐵路企業(yè)很早以前就開始致力于節(jié)能。與其他交通工具相比，鐵路的人均運輸能耗原本就比較低。例如，新干線的人均運輸能耗只有飛機(jī)的25分之1。

    但是，受到近期電力供求變化的影響，鐵路已經(jīng)不能再高枕無憂。東日本大地震發(fā)生后，核電站停運造成的全國性電力短缺對鐵路造成了巨大的影響。地震剛剛過后，日本東部地區(qū)的鐵路企業(yè)就開始全面開展節(jié)能運動，隨著核電站停運，西部地區(qū)的鐵路企業(yè)也同樣開始了行動。

    鐵路領(lǐng)域的節(jié)能技術(shù)一直在進(jìn)步。以新干線為例，現(xiàn)在的“N700系”與第一代“0系”相比，行駛時速為220km時，耗電量減少了約一半，與上一代的“700系”相比，耗電量也減少了約20%。但在今后，LED照明工程，要想進(jìn)一步提高能源效率，就必須采用新技術(shù)。普通鐵路的情況也同樣如此。

　　地鐵采用LED和新型半導(dǎo)體

　　于2012年4月投入運行的東京地鐵(東京Metro)銀座線新“1000系”車輛，其外觀令人聯(lián)想起老“1000系”——1927年開始商業(yè)運營的亞洲最早的地鐵所使用的地鐵車輛，但內(nèi)部卻大不相同，采取了大量改善措施以提高性能。

　　例如，為了提高乘客的乘坐舒適度，車內(nèi)加大空調(diào)的輸出功率，強(qiáng)化了空調(diào)的功能;把車內(nèi)顯示器改換為17英寸的寬屏液晶顯示器，提高了視認(rèn)性。但強(qiáng)化這些功能后，車輛的耗電量趨于增加。為此，恒光電器，新1000系采用了削減耗電量的技術(shù)。其中具代表性的是前部標(biāo)識燈(前燈)和車廂燈采用的led照明。東京Metro稱，地鐵前燈采用LED“尚屬首次”。

　　雖然主燈只有32瓦，輔燈只有16瓦，但亮度卻與過去的150瓦級前燈相當(dāng)。車廂燈也在確保亮度等于或大于過去熒光燈的同時，削減了約40%的耗電量。車廂燈的LED照明壽命約為4萬個小時，大約是熒光燈的3.5倍。

　　不只是照明，馬達(dá)也實現(xiàn)了高效率化。采用的是比普通感應(yīng)馬達(dá)效率更高的永磁同步馬達(dá)。除此之外，恒光，為了減輕曲線行駛時的振動和噪聲，車輛還配備了能夠沿曲線平穩(wěn)行駛的“徑向轉(zhuǎn)向架”。使原本固定在轉(zhuǎn)向架上的車軸的朝向能夠沿軌道的曲線活動。東京Metro稱，這種方式應(yīng)用于地鐵也是日本“國內(nèi)首次”。

　　并且，照明產(chǎn)品，同屬銀座線的其他客運車輛采用了使用新材料Sic(碳化硅)的功率半導(dǎo)體。半導(dǎo)體行業(yè)對此寄予了厚望，認(rèn)為這一技術(shù)“應(yīng)用于鐵路，將會大大地加速普及”。功率半導(dǎo)體的作用是在驅(qū)動馬達(dá)，LED照明品牌，或是為電池充電時控制或供給電力。與使用Si(硅)的現(xiàn)行功率半導(dǎo)體相比，使用SiC的功率半導(dǎo)體能夠大幅降低電力損耗，實現(xiàn)裝置的小型化。

　　最先著手采用的是三菱電機(jī)公司。2011年10月，該公司發(fā)布了配備SiC功率半導(dǎo)體的逆變器。現(xiàn)在，銀座線“01系”的部分車輛已經(jīng)配備了這種逆變器。

　　緊隨三菱電機(jī)之后的是東芝公司。該公司于2011年12月發(fā)布了使用SiC功率半導(dǎo)體的逆變器。三菱電機(jī)與東芝的逆變器是用于接觸網(wǎng)供應(yīng)的電壓為直流600伏或750伏的鐵路。之后，日立制作所又在2012年4月發(fā)布了為1500伏直流接觸網(wǎng)開發(fā)的使用SiC功率半導(dǎo)體的逆變器。

　　附屬設(shè)備的節(jié)能也是當(dāng)務(wù)之急

　　在車輛之外的領(lǐng)域，LED照明工程，車站等附屬設(shè)備的耗電量也是一個重大課題。

　　現(xiàn)在，照明方案，日本的鐵路運營商為了應(yīng)對少子老齡化造成的減收，在經(jīng)營運輸業(yè)務(wù)的同時，還在擴(kuò)大非運輸業(yè)務(wù)。正在開展的措施包括增設(shè)站內(nèi)店鋪、經(jīng)營商業(yè)設(shè)施、擴(kuò)大數(shù)字標(biāo)牌(電子標(biāo)牌)及完善高速通信網(wǎng)等。這些設(shè)施的耗電量占據(jù)的比例越來越大。某鐵路人士稱：“耗電量之大已經(jīng)到了不能稱之為‘附屬’的地步。”

　　例如，在東日本旅客鐵路公司(JR東日本)2010年度的總銷售額中，非運輸業(yè)的比例超過了3成。與之相呼應(yīng)，該公司鐵路運行以外的能耗也擴(kuò)大到了整體的約3成。

　　車站耗電量占鐵路運營商用電量的約20%，并呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢。為了阻止這種趨勢，鐵路運營商開始在車站采用光伏發(fā)電系統(tǒng)和LED照明等。

　　JR東日本推行的“環(huán)保車站”就是一個很好的例子。2012年春季，東京四谷站成為了第一座環(huán)保車站。車站與相鄰商業(yè)設(shè)施的屋頂設(shè)置了光伏發(fā)電系統(tǒng)，LED球泡燈，僅車站就具備50千瓦(kW)的輸出功率。

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