摘 要 本文介绍当今世界能源和环境成为制约人类社会可持续发展的两大主题。太阳能以其取之不尽的巨大能量被认为是解决能源安全的必由之路，太阳能发电是迄今为止最为清洁安全的发电形式。
关键词 太阳能技术 设计应用 整体效益
太阳能光电技术已广泛用于航天、通讯、交通，以及偏远地区居民的供电等领域，近年来又开辟了太阳能路灯、草坪灯和屋顶太阳能光伏发电等新的应用领域。我国西部地区的太阳能资源是非常丰富的，平均年日照数在2200小时以上，如西安地区年平均晴天日数超过280日，年日照数达到3000小时以上，每m2年总辐射量为58×108J.因此西安具有实施太阳能技术的良好条件。现将该市大兴路立交太阳能发电站设计简介如下：
西安（57036）各月低云量晴阴日数
一、太阳能发电站供电方式：
根据大兴路立交的整体照明需要，设计建立6KW
-10KW的太阳能发电站。针对立交桥照明的特殊性，考虑采用三种供电方式的结合：
● 充分利用太阳能发电站的发电能力供电；
● 利用交流电网的波峰波谷电价位，在太阳能发电站的发电能力不足时，进行蓄电池充电，作备用；
● 阴雨天或是太阳能电池产生的电力不足时，自动切换到交流电网；
二、太阳能发电系统结构：
太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）和逆变器组成。
太阳能电池板：这是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
太阳能控制器： 其作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
逆变器： 由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC和48VDC.为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能。
白天，太阳能电池组件接收太阳光输出电能，经过防反充二极管向蓄电池组充电；夜晚，直流系统经过控制器将蓄电池组输出的直流电供直流负载使用、交流系统则经过逆变器把蓄电池组通过控制器输出的直流电变换为交流电供交流负载使用。
三、太阳能发电站组件选择
1、太阳能电池板
根据西安地区的日照参数，太阳光充足，故采用多晶硅太阳能电池，而且多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶低。转换效率在近几年也不断得到提高。
2、光伏系统控制器
光伏系统控制器采用单片机进行控制，控制器有两路负载输出，一路为光控输出，另一路为多类定时输出。控制器功能有：自动开关灯：天黑负载开通、天亮负载切断；多类定时输出：用户可根据需要通过旋转开关选择定时时间；蓄电池过充与过放保护；涓流充电：蓄电池达到过充保护点时，采用定电压、小电流充电；自动恢复放电：蓄电池达到过放保护点时，控制器自动切断负载回路，只有充电到11.5V后，电路方能恢复正常放电；温度补偿：-15mV/℃；防止反充：即蓄电池向太阳能电池充电；多类定时选择：在系统正式工作3天后即可自动启动，同时系统将根据气候的变化自行校正时间。
3、太阳能灯具
太阳能灯具产品以节能环保为优势，当然负载要节能，寿命长。由于高压钠灯的平均寿命为18000小时，三基色节能灯的平均寿命为6000小时，超高亮LED的平均寿命达100000小时，因此太阳能灯具采用LED直流节能灯及高压钠灯、无极灯等。
4、太阳能电池板的安装位置
太阳能发电站最显眼的就是电池板阵。为保证安装后的整体美观，故因地制宜采用三套方案：
方案一：和立交桥体合而为一；
方案二：和周围景观建筑合而为一；
方案三：和桥体侧面合而为一。
5、抗风能力
西安在多风季节时，最大风力达6级以上。为完全能够承受大风的袭击，电站结构设计采用IP65防护等级高的产品，使其抗风能力适应西安的气候特征。对抗风能力必须完全能够承受大风的袭击。
四、投运后的整体效益
太阳能技术和产品的出现，符合社会发展的需要，符合环保的要求，其所带来的社会效益是普通产品无法比拟的。光伏发电在使用中具有以下优势：
1、直接吸收太阳辐射光能，清洁安全、无噪声、无污染、无二次能耗。
2、一般采用6V、12V和24V的安全电压，可以杜绝触电事故发发生；
3、运行费用低，维护工作量小，不发生电费，实现了可再生能源的利用；
4、结构简单，体积小，易安装、易运输、建设周期短。
5、系统启动、维护简单、使用方便，配备有蓄电池的太阳能发电系统，其输出电压和功率都比较稳定。
按照大兴路立交的整体设计容量6KW考虑，整体安装运行后，将能够达到：
综上所述，太阳能发电照明在走过几年的徘徊期后，技术的提高、成本的降低使其将要迎来高速发展期，而高速发展又必将带动技术的进一步提高和成本的进一步降低，我们期待着这种良好循环，带给我们更大的可持续的经济和社会效益。