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浅谈太阳能路灯

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-05-18  来源:兰州市市政工程管理处路灯管理所(730050)  作者:郭 昊  浏览次数:2587
核心提示:在节能环保呼声日渐增加的今天,太阳能作为一种节能环保的新能源逐渐渗入到人们的生活之中,一系列的太阳能产品随机而生,太阳能路灯就是其中之一,而对太阳能路灯的评价却是众说风云。本文就太阳能路灯的优势,目前还存在的问题和以后的发展路线谈谈个人的看法。

摘 要    在节能环保呼声日渐增加的今天,太阳能作为一种节能环保的新能源逐渐渗入到人们的生活之中,一系列的太阳能产品随机而生,太阳能路灯就是其中之一,而对太阳能路灯的评价却是众说风云。本文就太阳能路灯的优势,目前还存在的问题和以后的发展路线谈谈个人的看法。

关键词   太阳能路灯 具体优势 存在问题 发展方向

随着地球资源的日益贫乏,基础能源的投资成本日益攀高,各种安全和污染隐患可谓是无处不在。太阳能作为一种“取之不尽,用之不竭”的安全、环保新能源越来越受到重视,成为当今人们在能源领域重点关注的焦点。而太阳能照明产品也随着太阳能热水器普及之后应运而生。它是通过太阳在光的作用下,转化为电能的过程,是一种利用高新技术研制的新能源,是21世纪人类所向往、所追求的能源。然而在近年来,随着太阳能发电产业的迅速发展,光伏应用的领域正在逐渐扩大,各种光伏新产品不断涌现。在道路照明中,作为技术和艺术相结合的太阳能照明系统--太阳能路灯,已开始在美国、法国、日本等发达国家很多地区得到广泛应用,在我国则处于起步段。

一、太阳能路灯的组成及原理

太阳能路灯主要是由太阳能电池组件、蓄电池、智能控制器、发光组件组成。其工作原理如下:在白天太阳光照射到太阳能电池组件上,使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压,把光能转换为电能,再传送给智能控制器,经过智能控制器的过充保护,将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存;到了夜晚太阳能组件因接收不到光能,其输出的直流电压降到接近为零时,智能控制器自动开启控制装置,向发光组件提供电能,促使发光源发出足够的亮度用于照明;到天亮时,太阳能组件又接收到光能产生电压时,智能控制器又自动转换到充电模式工作。所以太阳能路灯是一个自动控制的工作系统,只要设定该系统的工作模式就会自动运行工作。下面是它的工作原理图:

二、太阳能路灯的优势

1.节能环保

太阳能作为未来主要的能源之一已经被人们广泛的利用和接受,它不仅无污染,而且取之不尽用之不完。而太阳能路灯的设计理念就是利用了这种自然光源,无需消耗电能,符合绿色环保要求,无污染、无辐射,保护生态,使太阳赐给大地的光明在夜晚为人类照明。

2.安装简单

在道路照明工程中有复杂的作业程序,首先要铺设电缆,这里就要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行安装调试,如任何一条线路有问题,则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。而太阳能路灯在安装时,不用铺设复杂的线路,只要做一个水泥基座,然后用不锈钢螺丝固定就可以了。所以与现在我们采用的道路照明相比,太阳能路灯的安装要简单,方便得多。

3.没有高昂的电费

目前的路灯每年都有固定高昂的电费,而且还要长期不间断的对线路和其它配置进行维护或更换;并且随着社会的发展和人民生活水平的提高,路灯的数量也在逐年递增,这导致每年路灯所消耗的电费和维护成本费也跟着不断的攀升。而太阳能路灯是一次性投入,没有高昂的电费和任何的维护成本费,几年就可收回投资成本,长期受益。

4.不存在安全隐患

我们现在所采用的路灯由于在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面,给我们带来了诸多的安全隐患。而太阳能路灯是超低压产品,运行安全可靠。

三、目前太阳能路灯存在的问题及制约其发展的因素

1. 功率、光效

目前太阳能路灯的照度范围为6至7米,超过范围就会昏暗不清,对于路面较窄、对照明要求不高的乡镇道路而言,小功率的太阳能路灯能够满足照明要求;而在对道路照明要求较高的城市道路,其光线覆盖范围窄,亮度也不够均匀。这是太阳能路灯目前所存在的最大的问题,也是限制其发展的根本原因所在。

2. 电池板的使用寿命短

目前蓄电池的使用寿命标称为3-5年,但根据经验通常蓄电池的寿命在1年左右。个别蓄电池在正常使用半年后就会出现充电不满的情况,其容量严重缩水,在阴雨天气时严重影响夜间照明。而其太阳能电池板的转换率低,造价高。这一点也严重限制了太阳能路灯的发展。

3.光源的技术不完善

由于LED灯具具有寿命较长的优点、并且功率可以根据时段对光照度的不同予以调节,所以目前很多太阳能路灯都选用LED作为光源,但是却忽略了LED灯对环境要求的问题。目前部分LED产品在使用中自身损耗严重,有些质量不过关的产品在半年时间内可衰减一半的光照度。而且LED的路灯在我国也还处在发展推广的阶段,有些技术还不完善,自身也存在问题,所以选用LED的产品作为太阳能路灯的光源对其发展有一定的制约作用。

4.没有做到真正的环保

太阳能路灯最大的好处就在于它使用的是清洁的太阳能,每一个路灯就像是一台小型发电机,通过太阳能电池板吸收光线,转换成电能,再储蓄到自带的蓄电池中,不需要再消耗额外的电能。但是目前太阳能路灯所采用的蓄电池主要是以铅酸电池为主,它主要由铅、硫酸以及部分其他金属及塑料组成,废电池酸液中含有大量的铅,随意排放不但会严重污染土壤和水源,对空气、生态平衡造成破坏,还会引发人体代谢及神经方面的疾病。而专家透露,目前国内废旧电池的处理回收还处于比较无序的状态,因此很多报废后的铅酸电池正在污染着我们的生存空间。

5.价格昂贵,一次性投入高

目前限制太阳能路灯系统广泛普及的主要因素就是产品价格,例如一盏双回路的太阳能路灯,假设两路负载合计60w,电池板大约需要160瓦,目前市场价格约为30元/瓦,再加上180安时左右的蓄电池组价格,太阳能路灯的一次性投入成本远远高于普通220V的路灯。而且 LED太阳能路灯一般采用造价昂贵的进口晶硅太阳能电池板供电,比普通路灯要贵30%左右。普通路灯加上变压器、电缆、输电线、控制柜等,每座造价在1万元左右,采用太阳能路灯,每座造价达到了1.4万元。这严重制约了太阳能路灯系统的发展。

四、太阳能路灯在我国的发展方向

在地球能源不断减少的今天,太阳能作为一种环保新能源已经在全世界引起重视,许多发达国家都在广泛利用太阳能,将其推广到各个行业,慢慢渗入人们的日常生活之中,太阳能的城市照明设施也在慢慢的发展普及,广泛的应用。但在我国,太阳能的城市照明设施还处在起步阶段,而作为其中的主力军太阳能路灯更是由于种种因素导致发展缓慢,存在诸多的缺陷。由于太阳能路灯在目前来说是一个对环境要求比较高的产品,所以在我个人看来太阳能路灯要想在我国更好更快的发展,最重要的就是要“择地而用”.所谓“择地而用”就是先在一些条件良好,适合太阳能路灯应用的地区推广使用,在使用期间慢慢完善太阳能路灯的技术,发现它存在的缺陷并加以改善。等太阳能路灯在这些地区发展的较为纯熟完善时再向全国推广普及。这就和当年邓小平同志推动全国经济发展所提出的理念一样,我们也可以让少部分地区的太阳能路灯先“亮起来”!

那么哪些地区是适合太阳能路灯的呢?由于太阳能路灯主要是靠太阳能作为基础能源的,所以太阳光丰富充足的地区就是适合太阳能路灯应用的地方。而根据各地接受太阳总辐射量的多少,可将全国划分为五类地区:一类地区为我国太阳能资源最丰富的地区,年太阳辐射总量6680-8400MJ/m2,相当于日辐射量5.1-6.4KWh/m2.这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富,最高2333KWh/m2(日辐射量6.4KWh/m2),居世界第二位,仅次于撒哈拉大沙漠。二类地区为我国太阳能资源较丰富地区,年太阳辐射总量为5850-6680MJ/m2,相当于日辐射量4.5-5.1KWh/m2.这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。三类地区为我国太阳能资源中等类型地区,年太阳辐射总量为5000-5850MJ/m2,相当于日辐射量3.8-4.5KWh/m2.主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。四类地区是我国太阳能资源较差地区,年太阳辐射总量4200-5000MJ/m2,相当于日辐射量3.2-3.8KWh/m2.这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕南、苏北、皖南以及黑龙江、台湾东北部等地。五类地区主要包括四川、贵州两省,是我国太阳能资源最少的地区,年太阳辐射总量3350-4200MJ/m2,相当于日辐射量只有2.5-3.2KWh/m2.通过以上数据我们不难看出我国太阳能丰富的地区主要集中在西北地区,这些地区的特点就是日照强度大,风沙大,降雨量少。而现在太阳能路灯所存在的问题之一就是在连续阴雨天会严重影响其夜间照明,并且现在的太阳能路灯逐渐把风能也加了进去,就是在太阳能路灯上增加风力发电装置,把太阳能和风能两种自然能源都转化成为电能,共同为路灯供电。那么这些地区就更适合太阳能路灯的应用了。增加风能却又增加了一次性投资成本。

可是我们不得不再提一下这些地区的另一个共同的特点,就是经济发展缓慢。而我们目前太阳能路灯高昂的一次性投入的成本费用让这些地区的城市照明部门望而却步。而目前在我国采用了太阳能路灯的地方却是那些太阳能总辐射量较差,但经济发展快的地区。这就是由于我国特殊的国情导致的严重问题:太阳能丰富的地区用不起太阳能路灯,用的起太阳能路灯的地方太阳能不足。这使得现在太阳能路灯在我国发展缓慢,问题诸多,甚至是骂声一片。所以要想太阳能路灯以后在我国更好更快的发展,就要国家大力支持并资助,让太阳能路灯先在西北地区广泛推广使用。可以在西北先选几个省会城市或自治区作为试点,如兰州、西安、银川、乌鲁木齐、西宁等。通过这些试点对太阳能路灯的实际应用,从中发现太阳能路灯的缺陷,加以改善,慢慢完善太阳能路灯在我国的技术。然后再慢慢向全国其他地区发展普及。

通过以上的分析我们可以看出,太阳能路灯有很多的优点和便捷之处,而且它的设计意图和发展方向是好的,但是由于目前在技术研发方面还存在诸多的问题和人们受传统观念的影响,以及在我国的特殊现状,太阳能路灯目前没有得到大多数人的认同。然而太阳能路灯的发展前景确是很好的,它所具有的优点是我们未来照明事业所需要的,也是我们不断追求的。我们应该通过不断的实验,发现它存在的问题,然后逐个解决,让它日趋完善,广泛应用。虽然这在我国来说是困难重重,需要很长的时间和许多人力物力的投入,但是我相信在不久的将来太阳能照明设备会成为我们城市照明的主力军。

 
 
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