太陽能路燈在城市照明中的應(yīng)用模式分析

李 明

(哈爾濱市路燈管理處，哈爾濱 150001)

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太陽能路燈在城市照明中的應(yīng)用模式分析

李 明

(哈爾濱市路燈管理處，哈爾濱 150001)

太陽能作為一種新型的清潔能源，逐漸應(yīng)用于人們的日常生活，比如太陽能熱水器，太陽能源于自然，運輸方便，可再生，具有其他能源無可比擬的優(yōu)勢。通過分析太陽能路燈在城市照明中的應(yīng)用現(xiàn)狀，對太陽能路燈在城市照明中應(yīng)用的可行性進行分析，探討如何將太陽能路燈系統(tǒng)應(yīng)用于城市照明系統(tǒng)。

太陽能路燈；城市照明；應(yīng)用模式

隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，城市對電力的需求逐漸增加，使用太陽能路燈進行照明可以有效緩解城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的電力短缺問題，對于未來城市照明發(fā)揮著重要作用。

1 太陽能路燈在城市照明中的應(yīng)用

1.1 使用太陽能路燈的必要性

近年來，隨著我國城市現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，很多人走進城市里，這在一定程度上推動了城市經(jīng)濟的發(fā)展，另一方面，也給城市中有限的資源和環(huán)境帶來了壓力。近年來，我國經(jīng)濟迅猛發(fā)展，生態(tài)環(huán)境也在一定程度上遭到破壞，因此，節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等理念應(yīng)運而生。太陽能作為一種新型能源，取材于自然，對環(huán)境沒有污染，越來越被人們看好。因此，使用太陽能路燈進行城市照明將成為未來城市照明的新趨勢。

1.2 太陽能路燈應(yīng)用模式

目前，城市照明中應(yīng)用的太陽能路燈基本上是每組獨立運行，不與公用交流供電系統(tǒng)并網(wǎng)。對于一些接收不到足夠太陽光照射的城市，轉(zhuǎn)換的電能很少，難以滿足路燈照明的實際需要。相反，對于那些太陽光照充足的城市，轉(zhuǎn)換的電能遠遠超出了太陽能路燈用于照明的實際需要。由于各組路燈是獨立運行的，多余的太陽能轉(zhuǎn)換來的電能不能被輸送出去，這在一定程度上造成了資源的浪費。因此，有必要對當(dāng)前的太陽能路燈照明模式進行改進，改變各組路燈單獨運行的狀態(tài)，實現(xiàn)資源的有效利用。為此，可以考慮將太陽能路燈與交流供電網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)，將那些光照充足城市中的多余電能輸送到電能不足的城市，實現(xiàn)資源互補，更好地發(fā)揮太陽能路燈的照明作用。

2 太陽能路燈在城市照明中的可行性分析

盡管實現(xiàn)太陽能路燈與交流供電網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)是一種比較好的模式，但是這一模式到底能不能實現(xiàn)，還要從多方面進行綜合考量。具體來說，要考慮如果將太陽能路燈和交流供電系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來，會不會對交流供電系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。因此，對太陽能路燈在城市照明中的可行性進行分析，應(yīng)從兩方面考慮：一是對于那些缺乏足夠太陽光照的城市，將太陽能路燈接入交流供電系統(tǒng)，可能不會對該城市的交流供電系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，相反還會因為太陽能路燈和交流供電系統(tǒng)二者并網(wǎng)，促進路燈發(fā)揮照明作用。二是對于那些太陽光照過多的城市，如果將太陽能路燈和交流供電系統(tǒng)二者并網(wǎng)，則可能會產(chǎn)生一些有利影響。在系統(tǒng)正常工作的情況下，太陽能路燈和交流電網(wǎng)絡(luò)密切配合，可以在一定程度上減輕電網(wǎng)壓力，改善電網(wǎng)電壓的調(diào)節(jié)能力，降低內(nèi)耗，如果交流電網(wǎng)出現(xiàn)問題，路燈依然可以發(fā)揮照明作用，為整個城市帶來光明。

3 如何將太陽能路燈系統(tǒng)應(yīng)用于城市照明系統(tǒng)中

3.1 獲取太陽能路燈設(shè)計所需數(shù)據(jù)

3.1.1 太陽輻射量

我國幅員遼闊，在這片廣闊的土地上又劃分為不同的省市。每個省市由于所處的地理位置不同，其氣候也是不同的。有些省份全年都有足夠的光照，有些省份一年到頭都在下雨。由此可以看出，每個地區(qū)接收到的太陽輻射量是不同的，這就為太陽能路燈的設(shè)計增加了難度。路燈設(shè)計人員在設(shè)計太陽能路燈時，首先要清楚各地區(qū)的太陽輻射量，根據(jù)各個地區(qū)太陽輻射量的不同，合理調(diào)試太陽能電池組件傾斜角及方位角。

3.1.2 光源功率

在對太陽能路燈進行設(shè)計時，光源功率在很大程度上決定著道路照明的標(biāo)準(zhǔn)值，甚至對整個照明系統(tǒng)參數(shù)的穩(wěn)定性都有一定影響，因此應(yīng)科學(xué)計算。

3.1.3 太陽能路燈的工作時間

要明確太陽能路燈夜間的工作時間，要根據(jù)各個地區(qū)的晝夜變化確定，明確各個地區(qū)什么時候進入黑夜，什么時候天開始由黑夜變成白天，哪一時間段最需要太陽能路燈發(fā)揮照明作用，哪一時間段對太陽能路燈的照明需求不多，等等。城市路燈夜間照明時間是太陽能路燈系統(tǒng)組件大小的核心參數(shù)，只有先弄清楚太陽能路燈在夜間需要發(fā)揮照明作用的時間，才能計算出路燈每日到底有多少功耗，并以此推算太陽能電池組件充電電源的計算結(jié)果。

3.1.4 各個地區(qū)的陰雨天數(shù)

太陽能雖然是一種清潔能源，能夠長遠利用，具有其他資源無可比擬的優(yōu)勢，但是太陽能也有其不足之處，比如，太陽能可能會受到天氣的影響，陰天和晴天的太陽輻射量是不同的，太陽能路燈所獲取的光照也是不同的，能夠轉(zhuǎn)換的電能也不相同。因此，技術(shù)人員在設(shè)計太陽能路燈時，要充分考慮該地區(qū)的天氣情況，明確該地區(qū)有多少天在下雨，路燈需要在下雨的情況下工作多長時間。另一方面，還要考慮該地區(qū)多久下一次雨，兩次下雨間隔多少天。

3.2 掌握太陽能路燈設(shè)計的技術(shù)參數(shù)

3.2.1 電池組件

要想保證太陽能路燈長久使用，就要把好太陽能路燈設(shè)計關(guān)，對太陽能路燈設(shè)計的每個環(huán)節(jié)都要重視起來，認(rèn)真對待。比如，在電池組件的選擇上，既要符合國家出臺的行業(yè)規(guī)范要求，滿足質(zhì)量性能及壽命的使用要求，還要考慮應(yīng)用轉(zhuǎn)換效率高的組件及附屬配套設(shè)備，防止熱斑效應(yīng)燒毀電池。

3.2.2 控制器

控制器是對太陽能路燈中的蓄電池進行保護的一種裝置，是不可缺少的重要部分。要求控制器具有蓄電池反接保護、太陽能電池反接保護，在夜間要實現(xiàn)反充電保護，要防止夜間蓄電池將電流傳遞給組件。當(dāng)蓄電池承接過量電流或出現(xiàn)短路時，控制器要保護蓄電池不被損壞。除此之外，還應(yīng)具備過充保護及智能保護等功能。

3.2.3 蓄電池

蓄電池作為太陽能路燈中的一個重要零件，對路燈的質(zhì)量有著重要影響，因此，要重視蓄電池的選擇，把好蓄電池的質(zhì)量關(guān)。在挑選蓄電池的過程中，要從蓄電池的電池容量、性能等方面進行綜合考量，不僅要挑選質(zhì)量上乘的太陽能電池，還要對所選電池進行地埋式防護處理，減輕外界溫度對電池性能、電池使用壽命的不良影響。要借助一定的儀器，對所選電池進行檢測，比如，對電池的容量大小進行檢測，對電池是否容易出現(xiàn)短路及電池短路后電池本身會不會損壞進行檢測，檢測循環(huán)充放電，等等。要把電池放進水中，做浸水實驗、滲水實驗，檢測電池的封閉性。

要讓太陽能路燈真正落地，還需要從長計議。比如：如何挑選性價比高的蓄電池和電池組件，要考慮我國各地區(qū)接受太陽光照的差異性，各個地區(qū)有多少天是晴天，有多少天在下雨，各組太陽能路燈獨立運轉(zhuǎn)還是將太陽能路燈與交流電系統(tǒng)合網(wǎng)。使用太陽能路燈符合可持續(xù)發(fā)展理念，有利于解決日益緊張的電力資源短缺問題。因此，要做好準(zhǔn)備工作，做好太陽能路燈走進城市的調(diào)研工作。同時，還要做好太陽能路燈設(shè)計工作，設(shè)計出符合城市照明需要的太陽能路燈。

4 結(jié)語

相信隨著科技的發(fā)展，隨著人們對太陽能路燈的深入研究，在不久的將來，太陽能路燈定會出現(xiàn)在城市中，堅守在照明的崗位上，促進城市的發(fā)展。

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Analysis on the application mode of solar streetlight in urban lighting

LI Ming

(Harbin Streetlight Management Office, Harbin 150001, China)

As a new type of clean energy, solar energy has gradually applied to people′s daily life, such as solar water heaters, whose energy derives from nature with convenient transportation, which is superior to other energy. By analyzing the application status of solar streetlight in urban lighting, the feasibility of application of solar streetlight in urban lighting is analyzed, and how to apply solar streetlight system to urban lighting system was discussed.

Solar streetlight; Urban lighting; Application model

2017-02-13

TU18

A

1674-8646(2017)08-0122-02