進入21世紀以來，節(jié)能減排，低碳綠色，已成為人們的共識和自覺行動。在城市道路照明建設發(fā)展中，實行綠色照明也成為城市照明行業(yè)發(fā)展的潮流和趨勢。太陽能作為大 自然饋贈給人類的瑰寶，憑借其綠色環(huán)保、用之不竭，越來越引起人們的重視。人們努力鉆研和大力開發(fā)各種與太陽能利用有關的新技術、新工藝、新材料和新產(chǎn)品，目的就是要匯集人類的智慧把太陽能的無窮潛力挖掘出來，用以服務于人類社會的發(fā)展。
一、太陽能路燈在無錫市的建設實踐情況簡介
太陽能路燈作為太陽能應用的實踐已越來越被人們所重視，各地政府和城市公共照明從業(yè)者管理者已陸續(xù)將太陽能路燈的建設嘗試付諸到城市道路照明建設中。2009年，無錫市在世界佛教論壇大會在無錫市馬山國家旅游度假區(qū)召開之際，作為迎會的亮點工程之一，投入800多萬元在通往會場的主干道—陸馬一級公路上實施了大功率的純太陽能路燈示范工程建設，在道路兩邊對稱安裝路燈230余套。接著在山水城的緣溪道、太湖新城的金匱公園附近、太湖南 廣場的青年路等道路上建設安裝了千余套的太陽能路燈。從工程竣工驗收后運行的前三年情況看，太陽能路燈優(yōu)點明顯：節(jié)約能源，綠色環(huán)保，運行良好，開關燈也能有效集中控制，基本免維護，無觸電安全隱患存在；快速路上平均照度、均勻度，亮燈率等照明質(zhì)量指標基本符合城市道路照照明設計標準，達到了設計建設的初步預期效果，社會反響好。
隨著時間往后推移，太陽能路燈潛在的一些技術工藝和材料上的缺陷逐漸顯露出來｜開燈后亮燈時間間隔差異很大，最先亮燈與最后亮燈前后時間相差幾十分4也，亮燈率也不高，運行時間也不長，大部分路燈亮燈情況只能保證到夜里12點左右，而且平均亮度均勻度衰減嚴重；太陽能電池板蓄電池材料老化衰退速度加快，已不能保證基本照明質(zhì)量所需。為此促使我市照明管理機構于205年申請財政資金，對陸馬一級公路太陽能路燈進行了大中修改造，重新敷設電纜線，實行了光電互補，主要還是以普通供電方式提供電源為主。其他道路上的太陽能路燈也在之前基本實行了光電互補方式。因此，通過無錫市的太陽能路燈建設的實踐總結分析認為：太陽能路燈的技術工藝和產(chǎn)品材料性能還有待完善，目前太陽能路燈在城市道路照明上的建設應用還有瓶 頸，不建議大面積推廣使用。
二、對太陽能路燈運行原理的基本認識
太陽能路燈主要由控制器、蓄電池、光池、光伏電池板組件逆變器、燈具、光源及燈桿等幾大部件組成。太陽能路燈主要是通過光伏電池板將光能轉(zhuǎn)換為電能，并在太陽能控制器：的作用下，將電能轉(zhuǎn)換為化學能，儲存在蓄電池中；當蓄電池中的化學能儲存到一定量的標準后，控制器會自動切斷光伏電池提供的電能，這樣太陽能路燈的充電環(huán)節(jié)就告一段落 了。當夜晚來臨達到預設開燈時間或自然光照度值時，控制器會發(fā)揮作用自動開啟路燈，在這同時蓄電池開始放電，為光源提供連續(xù)不間斷的電源，確保路燈連續(xù)亮燈運行需要。 到了第二天凌晨達到了預設的關燈時間或自然光照度值時， 控制器又控制路燈自動熄滅，蓄電池的放電環(huán)節(jié)結束，在控 制器的作用下，自動轉(zhuǎn)換為充電狀態(tài)?？傊柭窡舻拈_ 關燈動作是在控制器的作用下，按照時控光控的預設值自動切換的，充放電動作也是自動切換的；這樣周而復始，整套 太陽能路燈系統(tǒng)始終處于不同類型的能量轉(zhuǎn)換中，路燈組織系統(tǒng)的各個部件發(fā)揮著各自的作用，以此確保整套太陽能路燈的良好運行，功能的正常發(fā)揮，直至其中某個部件發(fā)生了故障影響到整套路燈的正常運行為止。
三、對太陽能路燈系統(tǒng)各部件作用的基本認識。
1，光伏電池板的基本作用：將太陽能輻射在光伏電池板上的太陽能，在半導體物質(zhì)和光伏控制器的作用下，將光 能轉(zhuǎn)換為電能。半導體物質(zhì)由不同導電類型的但屬同質(zhì)的P·結，當太陽能輻射于半導體物質(zhì)時，形成了一定的內(nèi)靜電場，從靜電場引出兩極連上負載就形成了電壓電流。
一般來說光伏電池板分為放分為單晶硅電池板、雙晶硅電池板、非晶硅電池板。單晶硅晶硅電池板主要由硅材料加工而成光電間的能量轉(zhuǎn)換率較高，在20％左右，材料價格比較高生產(chǎn)工藝流程復雜，不便于推廣使用；多晶硅電池板用硅材料相對較少，成本低，能量轉(zhuǎn)換率也在］0％以上，不到15％，基本不會衰退；非晶硅電池板能量轉(zhuǎn)換率只在10％以下，效果差，只能用在功率不高的非功能照明上。
2、蓄電池的基本作用：在光伏控制器的制器的作用下將電能有效地轉(zhuǎn)換為化學能量并且儲存好，在 路燈開啟時在再控制器的作用下，將化學能轉(zhuǎn)換為電能，保證亮燈所需電源提供 的基本穩(wěn)定。衡量蓄電池優(yōu)劣的標準一般以能量密度密度和對環(huán)境污染程度來評價。太陽能路燈蓄電池按生產(chǎn)用材料不同分為鋁鉛蓄電池、鎳·鎘蓄電池和鎳—氫蓄電池等；鋁鉛蓄電池的能量密度低，環(huán)境污染程度大，不適合推廣；鎳―鎘蓄電池的能量密度相對較高、但污染指數(shù)也高，也不建議推廣使用；鎳―氫蓄電池能量密度高、無污染，壽命也長，適合開發(fā)使用。另外，蓄電池的能量容積也是衡量蓄電池推 廣使用的主要因素之一。
3、控制器的基本作用：控制器是整套路燈系路燈系統(tǒng)的大腦中樞，對整套太陽能路燈的運行起到穩(wěn)定保護作用，主要是控制有關能量間的轉(zhuǎn)換｀控制開關燈時機和時間、防雷電保護及過壓保護等。
4、逆變器的基本作用：逆變器主要將化學能轉(zhuǎn)換為交流電，供相應的交流電類型的太陽能路燈使用，同時也具備一定的保護短路、保護欠流以及防雷保護等功能。
四、對太陽能路燈應用現(xiàn)狀的基本認識
1，太陽能是自然光，雖然應用潛力大，但受客觀客觀地域環(huán)境、天氣等客觀條件的影響明顯，日照時長差異、輻射的角度不同產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換效果也有很大的差異
2、由于生產(chǎn)加工太陽能光伏電池板所用材料成分不同，生產(chǎn)成本也大小也是不同的，能量轉(zhuǎn)換率也直接受制于材料質(zhì)量的影響，一般來說，國內(nèi)硅材料電池板產(chǎn)生的光電轉(zhuǎn)換率只能維持在20％之內(nèi)，不適用大功率的照明設施需要。
3、由于光伏電池板的光電轉(zhuǎn)換作用不穩(wěn)定，導致光電控制器的作用也不穩(wěn)定，所以也會導致開關燈時間有一定的 時差性，例如，無錫市陸馬一級公路太陽能路燈在最初新建的前三年還基本穩(wěn)定，三年以后由于整個照明系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)功能逐漸衰退，會導致開關燈時差較大，少則幾分鐘，多 則幾十分鐘，甚至更長。
4、由于太陽能路燈各個部件壽命不穩(wěn)定，衰退嚴重，整套路燈系統(tǒng)運行復雜，到了一定年限后各個部件的隱患不斷出現(xiàn)，維護難度加大，各個電器元件的故障排查、解決問題等維護作業(yè)工藝也很復雜，尤其像電池板、蓄電池的問題尤其嚴重，成本高，投入大，直接影響了太陽能路燈良好運行和壽命。以無錫市陸馬公路太陽能路燈為例，3年后僅僅蓄電池的更換就花費幾十萬元。
小結：太陽能路燈作為綠色照明的一項科技產(chǎn)品，應用前景廣闊，潛力巨大，目前主要存在著部分生產(chǎn)技術工藝材料不過關，光伏電池板的封裝技術不過關和壽命較短、光電轉(zhuǎn)換率低等，存在著蓄電池的虧電和容量問題，存在著整套路燈系統(tǒng)的防雷電保護、穩(wěn)定性控制問題等；還有建設期和后期維護投入的成本昂貴等問題這些都需要今后有一個整體的設計開發(fā)過程加以解決，太陽能路燈的優(yōu)勢才能被高效率地應用。
太陽能路燈在無錫市建設實踐的認識
2017-02-08 21:41 點擊:2031 作者：無錫市照明管理處
核心提示：在城市道路照明建設發(fā)展中，實行綠色照明也成為城市照明行業(yè)發(fā)展的潮流和趨勢。太陽能作為大 自然饋贈給人類的瑰寶，憑借其綠色環(huán)保、用之不竭，越來越引起人們的重視。
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