摘 要：近年来，全国各地都在积极探求新能源在城市照明中的应用。有许多成功案例和经验教训值得我们借鉴。本文以无锡市陆马公路为例，向我们介绍的无锡市推进公路太阳能路灯建设的成功经验。
主题词：太阳能 光电 城市照明 科学应用
近年来，新能源科学应用与发展已经成为国家能源战略的重要发展方向，太阳能、风能、生物能等新能源的利用已经成为国民经济发展的重要组成部分。国家发改委等有关部门相继出台了新能源应用的规划前景和激励政策。无锡市作为太阳能产品生产的重要基地，近年来也逐步围绕太阳能应用做了大量工作，特别是在分布式电站、太阳能路灯等方面做了试点应用。
2009年1月，从无锡市首个太阳能道路照明工程项目——陆马公路建成以来，无锡市相继建成了太湖广场南广场配套道路、太湖新城市民中心周边道路（包含观山路、立德道、清舒道）等17项道路照明工程，总计安装各类太阳能路灯近1800套。在分布式电站方面我们完成了市民中心、锡惠公园广场等5座太阳能路灯电站。太阳能路灯和太阳能电站的实施有力推进了太阳能在城市照明中的应用，节约了能源，保护了生态环境。
本文以陆马公路太阳能道路照明工程为案例，重点分析太阳能在城市照明中的发展应用。
一、城市道路照明的太阳能光电技术模式
太阳能光电技术是利用光电转换原理，通过硅电池板吸收太阳光，转变为电能，实现光电转换，即光伏技术。
太阳能光电技术是新能源应用的重要方式，主要应用于分布式电站建设，为我们实施提供绿色安全的电力。目前，我国光能分布优良的内蒙古、陕西、宁夏、新疆等地区非常适合推广此项技术。
无锡市地处我国东部，雨雪天、雾霾天较多，阳光资源质量并不是很好，在太阳能光电技术应用方面还存在一定的局限性。目前，无锡市太阳能路灯主要按照三种技术模式实施，分别为离网型太阳能路灯模式、光电互补型太阳能路灯模式和太阳能电站集中供电模式。无锡市的陆马公路道路照明示范工程，采用的是离网型太阳能路灯应用模式。
二、离网型太阳能路灯模式的特点
离网型太阳能路灯模式是指每套路灯由光电系统、电力储存系统、照明系统、控制系统等部分组成。
系统在智能控制器的控制下，白天光电系统发电，向蓄电池组充电，晚上蓄电池组提供电力给光源供电。智能控制器能够在任何条件下（包括阳光充足或长期阴雨天）确保蓄电池组不因为过充或过放而被损坏，同时具备光控、时控、温度补偿、防雷，反极性保护等功能。
（一）离网型太阳能路灯具的优点：
1、能够解决野外及乡村等电网不易覆盖地区的道路照明问题。
2、在采用直流电源灯具时不需要安装逆变器，相比其他两种太阳能照明方式，它的自损更小，效率更高。
3、路灯线路简单，不需开挖管线，敷设电缆，施工简便。
4、在道路变动，开挖路口等情况下，路灯迁移更为方便，不涉及管道、电缆迁移。
（二）离网型太阳能路灯的缺点：
1、由于太阳能板及蓄电池配置造价比较昂贵，一次性投资较高。
2、由于太阳能路灯蓄电池每2-3年需要更换一次，后期维护成本相对较高。
3、旧蓄电池更换业主无法处理，将造成环境污染。
4、在阴雨天超过设计日期等极端天气时，影响道路照明的正常运行。
5、不能集中控制，因此无法统一开关灯，无法高效管理。
三、陆马公路太阳能路灯应用情况
无锡市于2009年1月实施了陆马公路（湖山路-梅梁路）太阳能路灯示范照明工程。根据道路性质以及车辆流量等相关要求，该工程采用离网型太阳能技术。
(一)、项目概况
陆马公路（湖山路-梅梁路）为一级公路，位于江苏省无锡市马山镇，全长3247米。道路总宽28米，其中车行道2312.5米，中央绿化带3米，道路结构属双幅形式。由于本路段属于野外公路，适合采用离网型太阳能路灯。本工程共安装离网型太阳能路灯230套。
(二)、设计标准
1、照度标准：该项目为野外公路，周边车流、人流稀少，无明确照度要求，经现场查勘，根据道路情况及周边环境综合分析，确定照度设计标准不低于10LX（参照城市支路照度标准），均匀度不低于0.3。
2、电力供应要求：根据无锡地区常年天气情况综合分析，结合梅雨季节的阴雨天气特点，确保太阳能一次发电满足路灯能连续3个阴雨天正常运行。
(三)、主要技术参数
1、路灯基本技术参数
1）该项目安装的离网型太阳能路灯，输出电流为直流电，根据确定的照度标准及道路参数选择相应的源源。计算式见式1-1。
公式中：Ö—光通量(Lm), 120WLED灯?=7200Lm
N—光源数(只)
h—灯具利用系数(取0.8)
K—维护系数(取1.4)
A—照射面积(m2),灯间距28米
采用120WLED灯具作为光源，挑臂仰角为12度。
2）道路有中分绿化带，对侧路灯无补光效果，灯杆采取双侧对称布置。
LED灯具照射角度为120度，灯杆平均间距28米，结合抗风、抗压测试数据（灯具及太阳能板较重），通过合理计算，灯具安装高度为10米。
2、太阳能部分技术参数
此方案对120WLED光源进行太阳能供电，负载输入电压24V，实际功率约为130W，设计方案为太阳能路灯每天工作时数8小时计算，保证连续阴雨工作天数为3天。
1）太阳能电池板选型：
负载的日耗电量=130W×8H÷1000=1.04KWH
依据无锡地区离网型太阳能电池板日均发电电量2.4KWH/KWP计算
太阳组件的功率=1.040÷2.4×1000=433WP
因此该项目选用峰值输出功率240WP/24V的标准电池组件2件。
2）蓄电池选型：
实际使用中，蓄电池放电效率为0.8
蓄电池容量=（1040*4）/（24*0.8）=217AH
因此该项目选用220AH/12V蓄电池2组。
3、为避免蓄电池对土壤产生污染，并兼顾美观，该项目将蓄电池储放箱与灯杆一体化加工，位于灯杆底部，置于路灯基础之上。
4、由于灯杆顶部安装太阳能电池板，迎风面积较大，经风力计算，灯杆壁厚确定为6mm。
(四)、实施效果
本项目自建成以来，运行情况稳定，节能效果良好，照明质量满足条件。经实测，陆马公路路面平均照度为13.5LX，均匀度为0.31，达到了预期的设计要求。项目正常运行后，实现年节约用电11.45万度，年可减少燃烧标准煤34.35吨，减少排放二氧化碳114.16吨，减少排放二氧化硫3.44吨，生态环保意义明显。图1-1、图1-2分别为本工程的白天和夜间的效果图。
该工程解决了马山国家太湖旅游度假区与无锡市区的主要交通干道的道路照明问题，对于提升马山国家太湖旅游度假区的整体环境起到了一定的作用，方便了周边群众的出行及生活，具有显著的社会效益。
陆马公路太阳能路灯工程，是我市离网型太阳能路灯的示范工程，对于同类型太阳能在相似区域的运用，有着积极的探索意义。江苏省住建厅周岚厅长等省市领导曾对该项目进行视察，并提出了更好更科学利用太阳能发展城市照明的要求。随着科学技术的不断发展，太阳能技术的不断完善，如果能克服目前尚存的一些难题，太阳能路灯必将有更为广阔的应用前景。