太陽能路燈在城市照明中的應(yīng)用探究
2015-04-29 00:00:00顧俊
【摘 要】太陽能是一種新型可再生能源，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各領(lǐng)域中，對促進(jìn)社會生產(chǎn)以及改善人們生活質(zhì)量有著影響。其中太陽能路燈是一種比較新型的城市照明工具，與傳統(tǒng)電力能源路燈相比，更符合綠色發(fā)展理念，將其在城市照明系統(tǒng)中大面積應(yīng)用，可以更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。本文分析了太陽能路燈應(yīng)用模式，并對其具體應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的方式進(jìn)行了簡要分析。
【關(guān)鍵詞】太陽能路燈；城市照明；照明參數(shù)
為積極響應(yīng)節(jié)能降耗生產(chǎn)目標(biāo)，將傳統(tǒng)路燈轉(zhuǎn)變?yōu)樘柲苈窡?，通過其在城市照明系統(tǒng)中的大面積應(yīng)用，可以節(jié)省更多電力能源的消耗。太陽能路燈主要是通過太陽能電池光生伏特效應(yīng)，在白天將太陽能電池吸收的太陽能光子能量產(chǎn)生電能，并通過控制器存儲在蓄電池內(nèi)，在夜晚時(shí)將蓄電池內(nèi)存在的電能通過控制器向光源供電，并在一定設(shè)定時(shí)間后切斷，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，現(xiàn)在太陽能路燈在城市照明系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)日益成熟。
1.太陽能路燈應(yīng)用形式
1.1純太陽能型應(yīng)用方式
純太陽能路燈是一種比較常見的設(shè)計(jì)方式，其使用的為清潔太能楊，每個(gè)獨(dú)立的路燈都可以作為一臺小型發(fā)電機(jī)來看，通過太陽能電池板來在白天吸收光線，并將其轉(zhuǎn)化為電能通過控制器存儲到自帶的蓄電池內(nèi)，在夜間照明時(shí)不需要消耗額外的電能。因此，如果將此種形式的太陽能路燈應(yīng)用到城市照明系統(tǒng)時(shí)，在設(shè)計(jì)上不需要外部的電源以及線路，同時(shí)也不需要進(jìn)行電線管道的安裝。其中，對路面比較狹窄，并且照明質(zhì)量要求比較低的路段，僅需要設(shè)置小功率太陽能路燈既可以滿足照明需求。
1.2光電互補(bǔ)型應(yīng)用方式
太陽能路燈可以在白天通過電池吸收太陽能并轉(zhuǎn)化為電能，并且其自身所帶蓄電池容量有限，往往無法完全滿足長時(shí)間的照明需求。并且太陽能路燈轉(zhuǎn)換電能能量的多少在很大程度上與當(dāng)日天氣有很大的要求，如果遇到陰天會直接導(dǎo)致路燈無法正常使用。因此，對于部分照明質(zhì)量要求高的路段，在設(shè)計(jì)時(shí)需要針對太陽能路燈此缺點(diǎn)進(jìn)行分析，選擇應(yīng)用光電互補(bǔ)型太陽能路燈，在太陽能路燈儲電量不夠的情況下，轉(zhuǎn)換為市電供電照明。
2.太陽能路燈在城市照明系統(tǒng)中應(yīng)用原則分析
2.1交通安全性原則
城市道路照明系統(tǒng)建設(shè)的主要目的就是保證交通安全，并在此基礎(chǔ)上提高交通運(yùn)輸效率，為交通運(yùn)行提供安全、舒適的環(huán)境。因此，在太陽能路燈的建設(shè)應(yīng)用上，必須要遵循交通安全性原則，在結(jié)合當(dāng)?shù)芈范谓煌ㄟ\(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求上，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證各方面設(shè)計(jì)都滿足使用要求[1]。
2.2實(shí)用性原則
太陽能路燈在城市照明系統(tǒng)中應(yīng)用的主要目的是節(jié)約能耗，但是因?yàn)槠涫芴鞖庖蛩赜绊懕容^大，對于陰天以及功率要求高的區(qū)域，太陽能路燈很可能不能完全滿足照明需求。基于此，在進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合原有路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果，增加太陽能供電，實(shí)現(xiàn)市電供電與太陽能供電的互補(bǔ)，保證可以在太陽能供電不足的情況下及時(shí)切換到市電供電，提高整個(gè)照明系統(tǒng)的應(yīng)用效率[2]。
2.3高效性原則
在進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，需要在滿足照明系統(tǒng)各項(xiàng)功能需求的基礎(chǔ)上，通過合理的設(shè)計(jì)來提高其應(yīng)用效率，在降低系統(tǒng)能耗的同時(shí)降低污染，達(dá)到節(jié)能與環(huán)保目的。另外，對于太陽能路燈的應(yīng)用設(shè)計(jì)，為保證其在投入使用后具有比較高的應(yīng)用效率，還應(yīng)做好工程當(dāng)?shù)氐乩硪蛩?、氣象因素等方面的分析，對日照時(shí)間、霧霾天氣以及陰雨天氣等實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查與分析，結(jié)合實(shí)際情況來隨時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，爭取在最大程度上滿足照明系統(tǒng)的需求。
3.太陽能路燈在城市照明系統(tǒng)中應(yīng)用設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)
3.1設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)
3.1.1太陽輻射量
結(jié)合我國不同傾斜面上太陽輻射數(shù)據(jù)庫資料，來確定工程當(dāng)?shù)靥栯姵亟M件將傾斜角與方位角，并準(zhǔn)確計(jì)算當(dāng)?shù)靥柲軜?biāo)準(zhǔn)峰值日照時(shí)間。
3.1.2光源功率
在進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，路燈光源功率選擇大小在很大程度上影響了道路照明標(biāo)準(zhǔn)值，甚至是整個(gè)系統(tǒng)參數(shù)的穩(wěn)定性。
3.1.3工作時(shí)間
路燈夜間所需工作時(shí)間，是太陽能路曾系統(tǒng)組件大小的核心參數(shù)，在確定其工作時(shí)間后，才可以對路燈每天的功耗進(jìn)行初步計(jì)算，同時(shí)完成對太陽電池組件充電電源的計(jì)算[3]。
3.1.4陰雨天數(shù)
一方面，是要結(jié)合工程當(dāng)?shù)貙?shí)際情況來確定太陽能路燈所需保持的連續(xù)陰雨天數(shù)，因?yàn)槠錄Q定了蓄電池容量大小以及陰雨天過后恢復(fù)電池容量所需要的太陽電池組件功率。另一方面，還需要確定兩個(gè)連續(xù)陰雨天之間間隔天數(shù)，因?yàn)槠錄Q定照明系統(tǒng)一個(gè)連續(xù)陰雨天后充滿蓄電池所需的電池組件功率。
3.2太陽能路燈技術(shù)參數(shù)
3.2.1電池組件
太陽能路燈電池組件的選擇，需要滿足國家相關(guān)規(guī)范要求，并且經(jīng)過充分試驗(yàn)論，本身質(zhì)量、性能以及壽命可以得到保證。同時(shí)，還應(yīng)選擇用轉(zhuǎn)換效率比較大的組件，接線端子要牢固，配置有旁路二極管，避免發(fā)生熱斑效應(yīng)造成電池被燒毀。
3.2.2控制器
要求蓄電池反接保護(hù)、太陽能電池反接保護(hù)，即太陽能電池“+”“-”極性反接糾正后還可以正常使用。夜間防反充電保護(hù)，即白天太陽能電池組件給蓄電池充電，夜間蓄電池不可以對組件進(jìn)行充電。負(fù)載過流以及短路保護(hù)，負(fù)載過流超過額定電流或者負(fù)載短路后，將負(fù)載關(guān)掉并糾正后可以繼續(xù)正常使用。另外，還應(yīng)具有過充保護(hù)以及智能保護(hù)等功能。
3.2.3蓄電池
應(yīng)選擇用太陽能專用優(yōu)質(zhì)電池，對其進(jìn)行地埋式防護(hù)處理，降低外界溫度對電池性能以及壽命造成的影響。選擇應(yīng)用的蓄電池需要進(jìn)行相應(yīng)的檢測，如利用微電腦蓄電池循環(huán)充放電測試儀，以及高低溫交變溫?zé)嵯鋵ζ溥M(jìn)行循環(huán)充放電檢測、容量檢測、自放電檢測、深度放電檢測、端電電壓檢測、短路安全檢測、荷電恢復(fù)能力檢測以及電池過充安全檢測等。另外，還需要通過浸水性試驗(yàn)與滲水性試驗(yàn)度蓄電池艙進(jìn)行檢測，確定其不會進(jìn)水。
4.結(jié)束語
太陽能路燈在城市照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，對降低電力能耗具有重要效果，但是因?yàn)槠涫芴鞖庖蛩赜绊懕容^大，為保證其能夠正常運(yùn)行，完全滿足照明系統(tǒng)需求，需要明確其應(yīng)用設(shè)計(jì)原則，確定設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從多個(gè)方面進(jìn)行分析，爭取不斷提高其應(yīng)用效率。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]劉穎，李琳琳，唐吉川.太陽能路燈在城市照明中的應(yīng)用模式分析[J].照明工程學(xué)報(bào)，2014，05：65-67.
[2]霍永濤.光伏電能在城市路燈照明中的應(yīng)用設(shè)計(jì)[D].太原理工大學(xué)，2010.
[3]陳立，章小印，任超.太陽能路燈在城市路燈改造中的應(yīng)用[J].科技廣場，2014，05：115-117.
