關(guān)于太陽能路燈若干問題的研究

【亞洲發(fā)電機(jī)網(wǎng)】隨著世界能源危機(jī)的加劇，各國都在尋求解決能源危機(jī)的辦法。而太陽能是地球上最直接最普遍也是最清潔的能源，太陽能作為一種巨量可再生能源，在國內(nèi)外的應(yīng)用中越來越得到重視。作為太陽能在光伏應(yīng)用領(lǐng)域的一個分支，太陽能路燈在國內(nèi)外的發(fā)展都是比較迅速的，安裝和使用的規(guī)模呈逐年增加的趨勢，隨著太陽能路燈照明技術(shù)的不斷完善，太陽能照明終將成為一個新趨勢，太陽能路燈在未來的市場里將占有很高的地位。但是太陽能路燈在技術(shù)和安裝方面還存在很多問題，針對云南省太陽能路燈的推廣和應(yīng)用，通過太陽能路燈的工程實踐，本文結(jié)合昆明地區(qū)太陽能資源發(fā)展規(guī)劃和需求，從施工安裝、系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、維修維護(hù)、防盜功能、可持續(xù)性五個角度，對現(xiàn)行太陽能路燈現(xiàn)狀進(jìn)行分析和研究，優(yōu)化了太陽能路燈系統(tǒng)設(shè)計，創(chuàng)新性的提出了太陽能路燈地面方位角確定的測量方法。

關(guān)于太陽能路燈若干問題的研究

我國照明用電量目前占總用電量的13% 左右。路燈是一個耗電大戶，目前我國城市照明(包括道路照明和景觀照明)的年用電量約占全國總發(fā)電量的4%～5%，已超過三峽水電站發(fā)電量。近幾年太陽能在光伏方面的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展異常迅速，年增長率均超過40% ，體現(xiàn)了世界各國對氣候變化及環(huán)境保護(hù)的重視。我國在廣大城鄉(xiāng)開展了太陽能路燈的安裝，目前全國累計安裝太陽能路燈的太陽能電池容量超過10MW 。但是在太陽能路燈安裝中也存在一些問題。

本文通過太陽能路燈的工程實踐，針對云南省太陽能路燈安裝的現(xiàn)狀及安裝中存在的問題進(jìn)行了研究和分析，提出了一些創(chuàng)新性的建議。

隨著世界能源危機(jī)日趨嚴(yán)重，為滿足不斷擴(kuò)大的能源需求，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐不斷加快，光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。

1 太陽能路燈存在的問題

通過太陽能路燈的工程實踐，我發(fā)現(xiàn)在實際安裝中，沒有一個較為方便簡潔的方法來解決太陽電池板方位角的確定。因此，實現(xiàn)太陽電池板方位角由空中定位向地面定位轉(zhuǎn)變具有現(xiàn)實意義，也是太陽能路燈應(yīng)用上企業(yè)希望解決的實際問題之一。另外，在太陽能路燈的安裝選址上也存在很多弊端，一些企業(yè)和單位安裝太陽能路燈僅僅是因為盲目的追求路燈的高科技性，卻沒有按照正確的要求來選址，安裝太陽能路燈僅僅作為一個擺設(shè)，降低了利用率，或者因安裝缺乏科學(xué)性，致使太陽電池組件產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，從而降低了太陽電池組件的使用壽命。

從系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)角度看，為確保路燈的正常工作，一方面要考慮系統(tǒng)各方面的性能;另一方面要考慮太陽能路燈設(shè)備的正確選擇;從而使太陽能路燈的可靠性得到保證。

從維護(hù)的角度看，太陽能路相對傳統(tǒng)路燈較為復(fù)雜，主要表現(xiàn)在太陽電池組件和蓄電池的維護(hù)上，其次是控制器以及其他方面的維護(hù)。太陽電池組件因為老化和熱斑效應(yīng)的作用，降低了使用壽命;而蓄電池的損壞直接導(dǎo)致了太陽能路燈系統(tǒng)無法正常工作。因此，做好太陽能路燈維護(hù)的維護(hù)工作，是保證路燈在使用過程中有較好的可靠性、延長路燈使用壽命的一個重要環(huán)節(jié)。

太陽能路燈使用的蓄電池和太陽電池組件是太陽能路燈能夠正常工作的兩個主要部件，由于經(jīng)濟(jì)價值較高，容易被盜。蓄電池和太陽電池組件被盜頻率很高，嚴(yán)重影響到了太陽能路燈的正常工作。因而，蓄電池和太陽電池組件被盜已成為制約太陽能路燈廣泛應(yīng)用的最主要的人為因素。

從可持續(xù)性角度看，太陽能路燈自投入使用后，在不出現(xiàn)任何故障的情況下，蓄電池的使用壽命仍是有限的，超過其使用周期，蓄電池的回收更換如何得到保障或者說回收更換由誰來承擔(dān)是制約太陽能路燈可持續(xù)發(fā)展的核心問題，該問題若得不到解決，太陽能路燈作為節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品推廣應(yīng)用的初衷將受到挑戰(zhàn)。

太陽能路燈的研究和優(yōu)化設(shè)計 對太陽能路燈系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計，避免了資源的浪費(fèi)，同時也有效地增強(qiáng)了太陽能路燈系統(tǒng)的可靠性和壽命，使其在實際使用中具有更大的優(yōu)越性。 太陽能路燈的設(shè)計一般有多種方法，電池組件容量設(shè)計可用以下公式計算：

o PIIQW/365 h??? ? (1) 式中 Q—日用電量，W2h; ?—系統(tǒng)的效率; oI—標(biāo)準(zhǔn)太陽輻照度，21000 ??mW; hI—傾斜太陽能組件上的太陽輻射量，2??mMJ。 當(dāng)?shù)厮矫婺昶骄栞椛淞繛閠I，傾斜面上的太陽輻射量為thII??1.1[15]。 以下選用較為簡便的公式來進(jìn)行計算。