《照明节能技术综述》

照明节能技术综述

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内容提要照明节能的意义照明节能实现的途径与研究现状照明节能技术展望结束语2/91精选ppt照明无处不在!3/91精选ppt 照明节能的意义据了解，2006年我国总发电量为28344亿kWh，其中照明用电占到全社会用电总量的12%左右；随着我国城乡人民生活水平的不断提高，全国照明用电年增长率已到达16%左右。?国民经济和社会开展第十一个五年规划纲要?在能效目标上明确提出:要确保到2021年,单位国内生产总值能源消耗降低20%。照明节能节约能源/资源、保护环境，能创造巨大的经济效益和社会效益，有利于建设资源节约型、环境友好型社会。1998年1月1日我国公布了节能法，其中包括照明节电。4/91精选ppt 照明节能的意义---“绿色照明方案〞“绿色照明方案〞是在1992年由美国环境保护署首先发起实施的，并且迅速得到了世界各国的普遍响应。绿色照明的核心是在保证照明质量的前提下节约照明用电，缓解人类面临的能源问题，同时也是为了解决现今照明系统、照明器材及应用环节中存在的诸多缺陷。我国在1996年正式决定实施“中国绿色照明工程〞。为进一步推动“中国绿色照明工程〞的实施，国家经贸委与联合国开发方案署〔UNDP〕和全球环境基金〔GEF〕共同组织开发的“SETC/UNDP/GEF中国绿色照明工程促进工程〞于2001年9月正式启动。5/91精选ppt 内容提要照明节能的意义照明节能实现的途径与研究现状 采用高效节能的电光源〔LED〕 采用高效节能的照明灯具〔反射罩〕 采用照明节能控制器〔分布式/集中式〕照明节能技术展望结束语7/91精选ppt 照明节能实现的途径 推进绿色照明，保护全球环境！最大限度的利用自然光；采用传输效率高、使用寿命长、电能损耗低、平安的配线器材；采用高效节能的电光源〔LED等〕；采用高效节能的照明灯具〔反射罩等〕；采用高效节能的灯用电器附件； (“分布式〞电子镇流器)采用绿色照明节能控制器。 〔“集中式〞电力调压/稳压装置〕8/91精选ppt

低压钠灯 荧光灯金属卤化物灯 高压钠灯 汞灯根本照明光源分类

白炽灯低压气体放电灯高压气体放电灯 LED灯

热辐射光源气体放电光源

固态光源1采用高效节能的电光源9/91精选ppt 1采用高效节能的电光源用卤钨灯取代普通照明白炽灯〔节电50-60%〕;用自镇流单端荧光灯取代白炽灯〔节电70-80%〕;用三基色紧凑型荧光灯取代白炽灯和荧光灯的升级换代〔节电70-90%〕;大力推广高压钠灯和金属卤化物灯的应用;低压钠灯的应用;推广发光二极管---LED的应用;10/91精选ppt1采用高效节能的电光源

主要电光源的技术性能指标11/91精选ppt

1采用高效节能的电光源光源性能指标参数---光效(流明/瓦)12/91精选ppt汞灯金卤灯日光灯白炽灯高压钠灯 按黑体辐射的绝对温度计算； 表示光源光谱成分的指标； 人眼直接观察光源时所感觉到的颜色冷暖； 低色温光源，红辐射相对多些，通常称为“暖光〞；高色温光源，蓝辐射相对多些，通常称为“冷光〞。

1采用高效节能的电光源光源性能指标参数---色温(开尔文)13/91精选ppt白炽灯暖白色荧光灯金卤灯日光灯高压钠灯低压钠灯

1采用高效节能的电光源光源性能指标参数---显色指数 显色指数是指彩色物体被光源照射时，彩色被显现的真实程度； 表达光源对物体的显色能力； 白炽灯的显色指数被定义为100，作为基准光源； 如果物体在受照后颜色失真，那么该光源的显色性差〔显色指数低〕；反之，那么显色指数高。 14/91精选ppt

1采用高效节能的电光源半导体照明(LED) ---照明领域的又一次革命15/91精选ppt 1采用高效节能的电光源 LED发光原理： 发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的空穴，当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光辉。16/91精选ppt1采用高效节能的电光源

发光二极管内部结构17/91精选ppt

1采用高效节能的电光源

LED的优点：

光效高。其光效目前可达80lm/W,预计2025年可到200lm/W,光谱窄，单色性好，几乎所有发出的光都可直接利用。

节能效果显著。

1只11W的LED灯可相当于1只140W白炽灯的照度； 1只120W的LED路灯可相当于400W传统高压钠灯的照度。

光色多。可根据需要制作出多色组合和循环变色的艳丽灯饰。18/91精选ppt 1采用高效节能的电光源 LED的优点： 平安性高。使用直流低电压驱动，发光稳定；无污染，无频闪，抗干扰能力强；无钨丝，抗震性好。 寿命长。理论寿命可高达10万小时〔预计〕，维护费用大大减少，运行本钱降低。 响应快速。LED发光管响应时间短，可频繁亮灭，能按要求保证多个光源之间或一个光源不同区域之间的工作切换。 LED接近点光源，便于灯具机构设计。19/91精选ppt交通信号灯

1采用高效节能的电光源LED的典型应用：哈尔滨冰雪大世界的“奥运圣塔〞 20/91精选ppt 内容提要照明节能的意义照明节能实现的途径与研究现状 采用高效节能的电光源〔LED〕 采用高效节能的照明灯具〔反射罩〕 采用照明节能控制器〔分布式/集中式〕照明节能技术展望结束语21/91精选ppt防腐防爆灯具系列隧道灯具具系列网球场灯具水下灯具系列埋地灯具系列

2采用高效节能的照明灯具

照明灯具分类道路灯具系列中、高杆灯具系列工厂灯具系列商业灯具系列投光〔泛光〕灯具系列庭园照明灯具系列 22/91精选ppt23/91精选ppt24/91精选ppt 2采用高效节能的照明灯具 ---把光集中在最需要光的地方灯具是灯泡〔管〕的“时装〞，既要漂亮，又要有科学分配光的功能。灯具的关键指标是“灯具效率〞。灯具效率越大，光源发出的光的利用率越大。灯具效率上下取决于反射罩形状及材料、出口光大小等因素。目前一些灯具的效率很低〔特别是装饰性灯具〕，浪费大量电能！25/91精选ppt 2采用高效节能的照明灯具目前照明产品提高性能的侧重点主要是光源，开展速度快，从白炽灯、汞灯、到现在的荧光灯、金属卤化物灯和高压钠灯，开展趋势是LED；但是，灯具开展严重滞后，目前大量使用的是铝板灯具，只是在造型上有创新，照明性能没有大的突破。高效节能照明灯具的研发思路是在光源光效一定的情况下，如何提高光的利用效率、解决光的定向分布、长时间使用减少光的衰减、提高灯具的寿命。利用光反射可控原理，通过优化设计，采用光学玻璃和光学镀膜技术制作灯具，取代铝板灯具。26/91精选ppt 2采用高效节能的照明灯具 哈尔滨远光光电仪器产品：1、利用结构优化设计技术和新型光学材料选配与成型技术，不但成功地解决了光的定向性/光利用率与眩光的矛盾，而且经过精确光学设计的反射罩面型，能将80%以上的非直接照明光线，仅经一次反射便全部投向所需照明的工作面上，极大地提高了光的利用率。27/91精选ppt 2采用高效节能的照明灯具 哈尔滨远光光电仪器产品：2、反射罩的基底由含有多种稀有金属等特殊材料的光学玻璃制成，极大地增加了可见光波段的透过率，增加了光学玻璃的耐温性能和抗冲击能力〔减弱光学玻璃的脆性〕。3、采用真空冷镀膜技术，经多道工序，将银、铂等贵重金属镀制成高效反射膜，反射率几乎到达100%，且不氧化，能吸收85%以上的紫外线。外表还镀有光触媒膜，可以分解玻璃外表的污物，到达自清洁效果，减少灯具的维护本钱，增加灯具维持高光效的时间。28/91精选ppt高效节能照明灯具与板块式灯具性能比较29/91精选ppt2采用高效节能的照明灯具

主要产品30/91精选ppt哈尔滨国际会展中心上海汽轮机厂厂房

2采用高效节能的照明灯具产品应用情况：31/91精选ppt哈尔滨电机厂厂房哈尔滨飞机制造厂厂房

2采用高效节能的照明灯具产品应用情况：32/91精选ppt 内容提要照明节能的意义照明节能实现的途径与研究现状 采用高效节能的电光源〔LED〕 采用高效节能的照明灯具〔反射罩〕 采用照明节能控制器〔分布式/集中式〕照明节能技术展望结束语33/91精选ppt

3分布式照明节能控制器---电子镇流器气体放电灯因光效高而被广泛使用，但必须配置镇流器。34/91精选ppt高强度气白炽灯39%荧光灯 23%国用电量的12%镇流器耗电量占照明系统用电量9％镇流器耗电量占全国用电量1％

各种电光源耗电量占照明总用电量的百分比3分布式照明节能控制器---电子镇流器

照明系统用电量占全体放电灯

38%35/91精选pptVV镇流器

I气体放电灯固有伏安特性

I合成伏安特性

3分布式照明节能控制器---电子镇流器36/91精选ppt3分布式照明节能控制器---电子镇流器

电感式镇流器37/91精选ppt3分布式照明节能控制器---电子镇流器

电感式镇流器启动器38/91精选ppt 3分布式照明节能控制器---电子镇流器 用电子镇流器取代传统的高耗能电感镇流器是照明节能的重要措施！电子镇流器的优点： 功率因数高。普通电感镇流器在0.5左右，而电子镇流器可达0.96以上。 发光效率高。电子镇流器是高频鼓励，光效高，一般电子镇流器为69lm/W，而电感镇流器只有50lm/W。 无频闪。电感镇流器供电的灯管有50周闪烁，而电子镇流器在超音频下工作，没有噪声，提高了环境的舒适感。39/91精选ppt

3分布式照明节能控制器---电子镇流器电子镇流器的优点： 启动快速可靠。使用电子镇流器，在低温/低压下，也可使灯管一次性快速可靠启动，延长灯管使用寿命。

体积小、重量轻。电子镇流器由于没有铁心和线圈，重量只有电感镇流器的1/10，易实现整套灯具的轻量化。

节点效果显著。一只36W荧光灯的电感镇流器，由于自身铁心和线圈的铁损/铜损占总功率的20%，功耗可达8W左右，而电子镇流器自身仅耗能1-2W。

智能化程度高，可实现分布式调压/调光。40/91精选ppt 3分布式照明节能控制器---电子镇流器电子镇流器的缺点： 电路结构复杂 功率等级有待于进一步提高 本钱较高 可靠性差(PCB布线／热效应／电磁干扰等)41/91精选ppt

4采用绿色照明节能控制器

---集中式电力调压/稳压装置2006年我国总发电量为28344亿kWh，其中照明用电占到全社会用电总量的12%左右，而城市道路公共照明用电量占到整个照明用电的30%左右，2006年我国道路照明用电量已超过1000亿kWh。随着我国城市化进程的加快，这个比重还将会逐步提高，道路照明节能潜力巨大。42/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器 我国道路照明该如何节电?七十年代的世界性能源危机中，日本大藏省曾要求在工厂、办公室和道路上进行间隔点灯的试验，结果导致生产率和办公效率降低以及治安、道路交通事故的大幅上升，不到一年时间就在一片反对声中全部放弃了。近期，随着我国用电需求的日益加大，局部地区缺电现象时有发生，因此，“在保证照明效果下点着灯节电〞，这种科学的、合理的节能概念成为各城市道路照明系统的设计主导思想之一。43/91精选ppt

4采用集中式绿色照明节能控制器

我国道路照明该如何节电?据调查，我国小型城市在夜晚9点后，大中城市在午夜12点后，道路上几乎空无一人，即便是北京、上海、广州这样的繁华都市，凌晨2点以后，道路上也已罕见行人、车辆。从这一时段直至清晨6点路灯熄灭，在低交通流量的道路上仍然保持较高照度显然没有必要。后半夜电网负荷减小，电压可升高至240V左右，对灯具寿命带来损害。如何让路灯亮起来，让城市亮起来，亮得更科学，亮得省电省钱?答案是：采用绿色照明节能控制器。44/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器 2007年黑龙江省/天津市节能产品---YZJ系列智能型绿色照明节能器(哈尔滨应通科技)45/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器 哈尔滨应通科技的YZJ系列智能型绿色照明节能器产品先后经过在哈尔滨市、烟台市开发区、青岛集装箱码头、牡丹江市、威海市、铁力市、天津市、海口市、珠海市等地五年多时间的长期运行，其节能率、可靠性、稳定性等相关指标均受到各权威部门一致好评，为用户单位创造了极其可观的经济效益和社会效益。46/91精选ppt4采用集中式绿色照明节能控制器

所有节能产品 中唯一的照明 节能产品47/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器 产品工作原理： YZJ系列智能型绿色照明节能器是在国外同类产品先进理念和技术的根底上，进行了创新和开展。 根据人体工程学视觉原理，采用微控光源降压－稳压－调光技术，应用最优控制方法，充分发挥灯具本身发光效率。 合理实现钠灯在不同时间段〔不同季节、节假日等〕及同一天内不同时间差的照度要求，选择合理参数，兼顾各项指标，通过连续多段平滑控制方式，实现既满足视觉照度要求，又提高节能效率的目标。48/91精选ppt4采用集中式绿色照明节能控制器调压/稳压过程：预热第一工作电压第二工作电压VV0V1V2V3T1启辉软启动

T2稳压过程闭环控制

t

节能效果 非常显著保证足够照度对照度需求降低；

抑制电网电压上升第三工作电压

T3调压过程平滑渐变49/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器产品主要特点： 节能率可达45%-55%。 灯的启辉和预热阶段为软启动过程，不同阶段的工作 电压转换为渐变过程，从而减小了因电流突变对电网 和灯具的冲击。不仅使亮度的变化无突变，对灯具的 寿命也有较大的提高〔可提高2-3倍〕。 进入工作电压区间后具有稳压功能〔闭环控制〕，减 小了电网电压波动对灯具寿命/视觉照度的影响。稳压 带宽为±3VAC。50/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器产品主要特点： 该节能控制器采用可编程逻辑控制器〔PLC〕实现智 能控制〔模糊控制〕，基于TD200/显示屏实现数据 显示、参数修改等功能。 对电网电压波形不产生畸变，具有抑制高次谐波性 能，实现绿色用电。 具有系统故障诊断〔过流、过压、电压频率变换 器、继电器及线路等〕功能，故障内容显示在人机 界面的显示屏上，不影响正常节能工作。51/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器产品主要特点： 具有自动/手开工作模式。手动检查功能便于产品调 试、参数确定、故障诊断。 将暑期〔7、8月份〕及“五一〞、“十一〞、新年、 春节等多个节日特别提出，电压转换时间将自动向后 推迟〔如2个小时〕，无需人工介入。 三相独立工作，允许缺相运行，以满足不同用户的要 求；三相电网电压不平衡时仍可正常工作。 控制单元留有接口，可实现基于GPRS技术的远程无线 监控。52/91精选ppt...产品开展历史：...4采用集中式绿色照明节能控制器

人机界面参数调整PLC模糊控制故障检测驱动器电机减速器

隔离变压器

干扰抑制器V/f变换模块24VDC电源24VDC电源

.电度表 .

自耦变压器 .节能控制器 报警灯调功器限位电网

主线路路灯UiUoN第一代产品：基于自耦变压器的节能控制器

L通过控制电机从而调整自耦变压器，使得路灯主线路的电压可控。53/91精选ppt

4采用集中式绿色照明节能控制器第一代产品：基于自耦变压器的节能控制器

优点：采用自耦变压器实现无级调压，调压范围 广、操作简单、精度较高；

缺点：由于采用电动机、减速装量及碳刷等机械 调节方式，故存在变压器碳刷磨损快、寿命短， 大电流时易产生火花，引起电磁干扰，机械调压 响应时间长，需经常维护等缺点。54/91精选ppt

4采用集中式绿色照明节能控制器第一代产品：基于自耦变压器的节能控制器55/91精选ppt........触器组4采用集中式绿色照明节能控制器

人机界面参数调整

PLC智能控制

隔离变压器

干扰抑制器

V/f变换模块24VDC电源

主线路路灯独立变压器组节能控制器 中间继 电器组.电压补偿器 电网 . K1 交流接.故障诊断数据显示

电流互感器..K2产品开展历史：UiUoNKA1KA2KA3KA4第二代产品：基于补偿变压器的节能控制器

U1 LKA1、KA4闭合，Uo=Ui+U1;KA2、KA3闭合，Uo=Ui-U1;56/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器 优点：1.无触点结构，长期运行可靠，免维护;2.调压幅度大〔75伏〕，且调压级差小〔5伏〕;3.节能率高，45%～55%;4.三相工作独立，可分调，允许缺相工作;5.灯的启辉和预热为软启动过程;6.具有闭环控制稳压功能，稳压精度±2%;7.工作电压转换过程中，灯无闪烁/闪灭;8.适用于大功率场合。57/91精选ppt电气工及自动化学院

4采用集中式绿色照明节能控制器第二代产品：基于补偿变压器的节能控制器58/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器应通公司产品应用情况： 〔哈尔滨市〕 顾乡大街 兆麟公园59/91精选ppt南直路

民生路 4采用集中式绿色照明节能控制器应通公司产品应用情况〔哈尔滨市〕：60/91精选ppt威海市〔环山路〕

天津市〔天津理工大学〕

4采用集中式绿色照明节能控制器应通公司产品应用情况：61/91精选ppt

4采用集中式绿色照明节能控制器山东省应用情况：62/91精选ppt

4采用集中式绿色照明节能控制器应通公司产品应用情况：

烟台市63/91精选ppt珠海市

海口市

4采用集中式绿色照明节能控制器应通公司产品应用情况：64/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器 ----组建“路灯照明远程监控管理系统〞意义： 实现对路灯的“三遥〞〔遥控、遥测、遥信〕控制； 提高路灯科学管理水平； 降低运行本钱； 经济和技术开展的必然趋势。65/91精选ppt4采用集中式绿色照明节能控制器

GPRSInternet

数据库管理中心

远程监控GPRS

管理系统变压器n

节能控制器1变压器

节能控制器n66/91精选ppt 4采用集中式绿色照明节能控制器 ----组建“路灯照明远程监控管理系统〞这种路灯照明远程监控管理系统是以先进的通讯技术、计算机技术、自动控制技术、网络及多媒体技术为根底；建立在MapInfo地理信息系统之上，以城市数字地图为底图，可以按地理位置管理、查询整个系统运行状况；实现路灯照明系统的远程监测、数据采集、分析、控制、报表打印、故障报警等功能；实时掌握照明系统运行状况，提高城市照明系统运行质量，减少管理本钱，提高城市照明的管理水平。67/91精选ppt远程全数字化路灯照明监控管理系统4采用集中式绿色照明节能控制器系统主菜单城市地图

节能控制器工具栏缩略地图路灯节点68/91精选ppt

内容提要照明节能的意义照明节能实现的途径与研究现状照明节能技术展望

照明电力电子技术---电子镇流器

半导体照明技术---LED结束语69/91精选ppt1照明电力电子技术---电子镇流器

控制和保护电路MCU市电整流和功率因数校正高频逆变负载匹配网络HID 灯启动器高频变流电路负载谐振电路HID〔高强度气体放电〕灯电子镇流器结构70/91精选ppt市电整流滤波负载匹配网络

启动器负载谐振电路高频逆变电路

控制电路高频变流电路内部电源电路保护电路驱动电路 逆变器高强度 气体放电灯功率因数校正

信号检测电路检测保护电路电子镇流器根本功能示意图1照明电力电子技术---电子镇流器71/91精选ppt 1照明电力电子技术---电子镇流器 电子镇流器存在的问题： 目前国内在电子镇流器的研发工作上取得了一定进展，但仍存在许多问题，如功率因数、谐波含量、抗干扰能力、平安指标等还达不到要求；有些镇流器还影响灯的使用寿命。分析其原因主要有以下几个方面： 对灯本身的物理特性了解不深，对灯的启动过程和正常工作状态缺乏系统的、科学的认识。无视灯与电子镇流器匹配特性的研究与优化，线路整体设计不够科学。 电路参数设计不尽合理，特别是对元器件特性掌握不深，元器件选择不合理，对其损坏/老化机理研究缺乏理论指导。72/91精选ppt 1照明电力电子技术---电子镇流器需解决的关键技术问题: 金属卤化物灯声谐振问题 散热问题和能量局部集中问题 HID灯与电子镇流器间的最正确匹配问题 高频工作状态下HID灯的动态数学模型及功率闭环控 制策略 异常状态保护问题 灯寿命终结监测〔EOL〕与判断技术 可靠性/电磁兼容问题73/91精选ppt损害人的视力。

1照明电力电子技术---电子镇流器

金属卤化物灯声谐振问题

目前国内外一般采用远离声谐振窗口的单一频率准正弦波作为灯的供电电源。然而，不同品牌甚至同一品牌但生产批次不同的灯，由于灯放电管尺寸的一致性不够好，仍会产生声谐振。声谐振会大大降低灯的使用寿命，严重时甚至会损坏放电管，并且抖动的光线极易造成视觉疲劳而声谐振现象

74/91精选ppt 1照明电力电子技术---电子镇流器 散热问题和能量局部集中问题 电力电子产品中，元器件的发热是不可防止的。如何确保元器件处在合理的发热水平，以保证其最大寿命，是提高电子镇流器整机可靠性的前提和关键。75/91精选pptLampVoltage 1照明电力电子技术---电子镇流器 大功率高强度气体放电灯(HID灯)与配用电子镇流器间的最正确匹配问题 通过电子镇流器与HID灯启动过程各阶段的最优匹配,可大大提高灯的寿命和电子镇流器的可靠性。(c)(b)(a)l灯关断状态，灯电压上升到击穿值辉光放电，灯电压200V左右，灯电流150mA左右弧光放电，灯电压、电流到达稳态值无光放电辉光放电弧光放电汤姆逊区正常辉光亚辉光

LampCurrent本征离子化击穿点OB

C饱和区DEFGHIJ

K热弧区76/91精选ppt 1照明电力电子技术---电子镇流器未来展望： 需进一步加深对灯本身特性的理解； 优化电路参数； 解决假设干关键技术问题； 进一步降低本钱； 提高产品可靠性/电磁兼容性。77/91精选ppt

内容提要照明节能的意义照明节能实现的途径与研究现状照明节能技术展望

照明电力电子技术---电子镇流器

半导体照明技术---LED结束语78/91精选ppt 2半导体照明技术---LED 半导体照明〔LED〕时代的来临！随着第三代半导体材料氮化镓的突破和蓝、绿、白光发光二极管的问世，继半导体技术引发微电子革命之后，又在孕育一场新的产业革命—照明革命，其标志是LED灯将逐步替代白炽灯和荧光灯。面对半导体照明市场的巨大诱惑，世界三大照明工业巨头通用电气、飞利浦、奥斯拉姆集团纷纷与半导体公司合作，成立半导体照明企业，并提出要在2021年前，使LED灯发光效率再提高8倍，价格降低100倍。一场抢占半导体照明新兴产业制高点的争夺战，已经在全球打响！79/91精选ppt美国国家半导体照明方案 从2000年起国家投资5亿美元； 到2021年55%的白炽灯和荧光灯被LED灯取代； 每年节电达350亿美元； 2021年形成每年500亿美元的半导体照明产业市场。日本21世纪照明方案 投入资金50亿日元； 到2007年30%的白炽灯被置换为半导体照明灯。国外开展 情况2半导体照明技术---LED80/91精选ppt欧盟的彩虹方案 应用半导体照明实现： 高效 节能 不使用对环境造成污染的材料 模拟自然光 韩国的固态照明方案 2004年-2021年韩国政府投入1亿美元，企业提供30%的配套资金，实现到2021年LED灯的发光效率到达80lm/W的目标。2半导体照明技术---LED国外开展 情况81/91精选ppt 中国开展 情况 2半导体照明技术---LED我国有近百名专家〔两院院士〕联名向国务院呼吁，以三峡工程的5%费用