摘 要 当前绿色照明已成为城市照明行业发展的朝流和趋势。在绿色照明发展实践中，太阳能路灯以其绿色环保、能源取之不竭越来越受到人们的重视。本文通过无锡市城市照明中使用太阳能路灯的实际案例，阐述了太阳路灯应用的优缺点，并且对太阳能路灯的运行原理、各部件作用进行了讲解，为其他城市在城市照明中探索使用太阳能路灯提供了宝贵经验。
关键词 太阳能路灯 建设实践 认识
进入21世纪以来，节能减排，低碳绿色，已成为人们的共识和自觉行动。在城市道路照明建设发展中，实行绿色照明也成为城市照明行业发展的潮流和趋势。太阳能作为大自然馈赠给人类的瑰宝，凭借其绿色环保、用之不竭，越来越引起人们的重视。人们努力钻研和大力开发各种与太阳能利用有关的新技术、新工艺、新材料和新产品，目的就是要汇集人类的智慧把太阳能的无穷潜力挖掘出来，用以服务于人类社会的发展。
一、太阳能路灯在无锡市的建设实践情况简介
太阳能路灯作为太阳能应用的实践已越来越被人们所重视，各地政府和城市公共照明从业者管理者已陆续将太阳能路灯的建设尝试付诸到城市道路照明建设中。2009年，无锡市在世界佛教论坛大会在无锡市马山国家旅游度假区召开之际，作为迎会的亮点工程之一，投入800多万元在通往会场的主干道——陆马一级公路上实施了大功率的纯太阳能路灯示范工程建设，在道路两边对称安装路灯230余套。接着在山水城的缘溪道、太湖新城的金匮公园附近、太湖南广场的青年路等道路上建设安装了千余套的太阳能路灯。从工程竣工验收后运行的前三年情况看，太阳能路灯优点明显：节约能源，绿色环保，运行良好，开关灯也能有效集中控制，基本免维护，无触电安全隐患存在；快速路上平均照度、均匀度，亮灯率等照明质量指标基本符合城市道路照明设计标准，达到了设计建设的初步预期效果，社会反响好。
随着时间往后推移，太阳能路灯潜在的一些技术工艺和材料上的缺陷逐渐显露出来。开灯后亮灯时间间隔差异很大，最先亮灯与最后亮灯前后时间相差几十分钟，亮灯率也不高，运行时间也不长，大部分路灯亮灯情况只能保证到夜里12点左右，而且平均亮度均匀度衰减严重；太阳能电池板、蓄电池材料老化衰退速度加快，已不能保证基本照明质量所需。为此促使我市照明管理机构于2015年申请财政资金，对陆马一级公路太阳能路灯进行了大中修改造，重新敷设电缆线，实行了光电互补，主要还是以普通供电方式提供电源为主。其他道路上的太阳能路灯也在之前基本实行了光电互补方式。因此，通过无锡市的太阳能路灯建设的实践总结分析认为：太阳能路灯的技术工艺和产品材料性能还有待完善，目前太阳能路灯在城市道路照明上的建设应用还有瓶颈，不建议大面积推广使用。
二、对太阳能路灯运行原理的基本认识
太阳能路灯主要由控制器、蓄电池、光伏电池板组件、逆变器、灯具、光源及灯杆等几大部件组成。太阳能路灯主要是通过光伏电池板将光能转换为电能，并在太阳能控制器的作用下，将电能转换为化学能，储存在蓄电池中；当蓄电池中的化学能储存到一定量的标准后，控制器会自动切断光伏电池提供的电能，这样太阳能路灯的充电环节就告一段落了。当夜晚来临达到预设开灯时间或自然光照度值时，控制器会发挥作用自动开启路灯，在这同时蓄电池开始放电，为光源提供连续不间断的电源，确保路灯连续亮灯运行需要。到了第二天凌晨达到了预设的关灯时间或自然光照度值时，控制器又控制路灯自动熄灭，蓄电池的放电环节结束，在控制器的作用下，自动转换为充电状态。总之，太阳路灯的开关灯动作是在控制器的作用下，按照时控光控的预设值自动切换的，充放电动作也是自动切换的；这样周而复始，整套太阳能路灯系统始终处于不同类型的能量转换中，路灯组织系统的各个部件发挥着各自的作用，以此确保整套太阳能路灯的良好运行，功能的正常发挥，直至其中某个部件发生了故障影响到整套路灯的正常运行为止。
三、对太阳能路灯系统各部件作用的基本认识
1．光伏电池板的基本作用：将辐射在光伏电池板上的太阳能，在半导体物质和光伏控制器的作用下，将光能转换为电能。半导体物质由不同导电类型的但属同质的 P-N结，当太阳能辐射于半导体物质时，形成了一定的内静电场，从静电场引出两极连上负载就形成了电压电流。
一般来说光伏电池板分为单晶硅电池板、双晶硅电池板、非晶硅电池板。单晶硅电池板主要由硅材料加工而成，光电间的能量转换率较高，在20% 左右，材料价格比较高，生产工艺流程复杂，不便于推广使用；多晶硅电池板用硅材料相对较少，成本低，能量转换率也在10%以上，不到15%，基本不会衰退；非晶硅电池板能量转换率只在10%以下，效果差，只能用在功率不高的非功能照明上。
2．蓄电池的基本作用：在光伏控制器的作用下将电能有效地转换为化学能量并且储存好，在路灯开启时再控制器的作用下，将化学能转换为电能，保证亮灯所需电源提供的基本稳定。衡量蓄电池优劣的标准一般以能量密度和对环境污染程度来评价。太阳能路灯蓄电池按生产用材料不同分为铝铅蓄电池、镍-隔蓄电池和镍-氢蓄电池等；铝铅蓄电池的能量密度低，环境污染程度大，不适合推广；镍-隔蓄电池的能量密度相对较高、但污染指数也高，也不建议推广使用；镍-氢蓄电池能量密度高、无污染，寿命也长，适合开发使用。另外，蓄电池的能量容积也是衡量蓄电池推广使用的主要因素之一。
3．控制器的基本作用：控制器是整套路灯系统的大脑中枢，对整套太阳能路灯的运行起到稳定保护作用，主要是控制有关能量间的转换、控制开关灯时间、防雷电保护及过压保护等。
4．逆变器的基本作用：逆变器主要将化学能转换为交流电，供相应的交流电类型的太阳能路灯使用，同时也具备一定的保护短路、保护欠流以及防雷保护等功能。
四、对太阳能路灯应用现状的基本认识
1．太阳能是自然光，虽然应用潜力大，但受地域环境、天气等客观条件的影响明显，日照时长差异、辐射的角度不同产生的能量转换效果也有很大的差异。
2．由于生产加工太阳能光伏电池板所用材料成分不同，生产成本大小也是不同的，能量转换率也直接受制于材料质量的影响，一般来说，国内硅材料电池板产生的光电转换率只能维持在20%之内，不适用大功率的照明设施需要。
3．由于光伏电池板的光电转换作用不稳定，导致光电控制器的作用也不稳定，所以也会导致开关灯时间有一定的时差性。例如，无锡市陆马一级公路太阳能路灯在最初新建的前三年还基本稳定，三年以后由于整个照明系统各个环节功能逐渐衰退，导致开关灯时差较大，少则几分钟，多则几十分钟，甚至更长。
4．由于太阳能路灯各个部件寿命不稳定，衰退严重，整套路灯系统运行复杂，到了一定年限后各个部件的隐患不断出现，维护难度加大，各个电器元件的故障排查、解决等维护作业工艺也很复杂，尤其象电池板、蓄电池的问题尤其严重，成本高，投入大，直接影响了太阳能路灯良好运行和寿命。以无锡市陆马公路太阳能路灯为例，3年后仅仅蓄电池的更换就花费几十万元。
小结：太阳能路灯作为绿色照明的一项科技产品，应用前景广阔，潜力巨大，目前主要存在着部分生产技术工艺材料不过关，光伏电池板的封装技术不过关和寿命较短、光电转换率低等，存在着蓄电池的亏电和容量问题，存在着整套路灯系统的防雷电保护、稳定性控制问题等；还有建设期和后期维护投入的成本昂贵等问题。这些都需要今后有一个整体的设计开发过程加以解决，太阳能路灯的优势才能被高效率地应用。