楊慶峰

摘 要：利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電不僅可以節(jié)約燃料，而且在發(fā)電過(guò)程中無(wú)污染且不受地域因素的限制，屬于綠色、環(huán)保、健康的發(fā)電技術(shù)，隨著人們對(duì)環(huán)境要求的日益提高，近幾年以來(lái)，在對(duì)太陽(yáng)能的相關(guān)開(kāi)發(fā)與運(yùn)用過(guò)程中，光伏發(fā)電越來(lái)越受到人們的關(guān)注，所具有的市場(chǎng)潛力也不可限量。

關(guān)鍵詞：市政照明 太陽(yáng)能 光伏發(fā)電

中圖分類號(hào)：TK511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）10（b）-0032-02

伴隨科學(xué)技術(shù)的日新月異，社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平也不斷提升，然而能源資源則不斷地減少而且被污染嚴(yán)重。為了市政照明的可持續(xù)健康發(fā)展，我們必須選擇健康、環(huán)保的綠色能源，而太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)之中的光伏發(fā)電便是最佳選擇。伴隨利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電的相關(guān)技術(shù)的誕生，市政照明相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也迎來(lái)了新的變革，將此技術(shù)應(yīng)用于市政照明中不但可以節(jié)約能源，還可以提升市政電能在利用方面的效率，使市政照明可以更加科學(xué)、更加合理地進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。

1 光伏發(fā)電技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)

（1）先進(jìn)的發(fā)電原理。其發(fā)電原理是將光子和電子之間不發(fā)生中間過(guò)程以及相關(guān)機(jī)械運(yùn)動(dòng)而直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所謂中間過(guò)程是指從熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再由機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電磁能等，這種發(fā)電形式十分方便、快捷。相較原有發(fā)電技術(shù)，光伏發(fā)電更加高效、更加便捷、更加環(huán)保、更加綠色。（2）太陽(yáng)能具有的無(wú)限性特征及分布性特性。眾所周知，太陽(yáng)能屬于可以再生性的綠色能源，每天它都會(huì)得到重生，所以太陽(yáng)能這種資源具有無(wú)限性特征，取之不盡，用之不竭。而且，太陽(yáng)光幾乎無(wú)處不在，唯一的區(qū)別只是世界各地日照時(shí)間與日照強(qiáng)度有所差別，所以太陽(yáng)能不會(huì)受到地域因素、氣候因素等自然因素的限制。

2 光伏發(fā)電相關(guān)系統(tǒng)的構(gòu)成及作用

2.1 太陽(yáng)電池部分

光伏發(fā)電相關(guān)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的便是太陽(yáng)電池。其中光能和電能相互轉(zhuǎn)換的基本單元便是太陽(yáng)電池的各個(gè)單體，通常最小尺寸僅為4 cm2，最大為200 cm2，其工作電壓一般約在0.5 V左右，工作電流一般在20～25 mA之間，通常情況下不可以單獨(dú)形式進(jìn)行使用。所謂電池組件便是把單個(gè)太陽(yáng)電池串聯(lián)或并聯(lián)然后進(jìn)行封裝，組件功率通常最小為幾瓦，最大為幾十瓦，能夠單獨(dú)進(jìn)行使用。然后再將這些組件進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)進(jìn)行安裝，便組成了方陣，其輸出功率可以達(dá)到負(fù)載對(duì)功率方面的要求。

2.2 具有儲(chǔ)備能量功能的蓄電池部分

儲(chǔ)能作用的蓄電池對(duì)于光伏發(fā)電而言是極其重要的構(gòu)成部分，其作用也非常重要。由于蓄電池具有儲(chǔ)備電能的功能，故而可以不停地進(jìn)行運(yùn)作，具有效率較高、污染較低的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 具有控制充電和放電功能的控制器

對(duì)蓄電池而言，特別是鉛酸性質(zhì)的蓄電池，運(yùn)作時(shí)充電放點(diǎn)對(duì)其產(chǎn)生的影響極大，假如不能好好解決這個(gè)問(wèn)題，不但會(huì)減少電池使用的年限，還影響其發(fā)電效果，因此防止蓄電池被過(guò)度充電或過(guò)度放電，就需要有相應(yīng)的控制系統(tǒng)來(lái)預(yù)防此問(wèn)題，即充電放電方面的控制器。該控制器的工作原理是對(duì)蓄電池具有的電壓方面或者荷電狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)來(lái)判斷其是不是已達(dá)到充放電的臨界點(diǎn)，并且依據(jù)檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果對(duì)蓄電池發(fā)號(hào)指令，控制其是否繼續(xù)充放電。

2.4 具有將直流電轉(zhuǎn)換為交流電功能的逆變器

我們知道，整流器的作用便是把交流電變?yōu)橹绷麟姟Ｈ欢孀兤鞯墓δ軇t恰恰與之相反，把直流電向交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這樣將整流過(guò)程進(jìn)行逆向工作的形式便是所謂的“逆變”。太陽(yáng)電池經(jīng)過(guò)太陽(yáng)照射以后便形成了直流電，但是在供電系統(tǒng)中通過(guò)直流電進(jìn)行供電十分有限。除此以外，如果供電系統(tǒng)要將電壓進(jìn)行升高或降低的時(shí)候，只用在交流系統(tǒng)之中加上變壓器就可以了，而對(duì)于直流系統(tǒng)而言，要想對(duì)其電壓進(jìn)行升高或降低時(shí)所需的技術(shù)就太過(guò)復(fù)雜。對(duì)于光伏系統(tǒng)而言，對(duì)逆變器方面的要求也比較高，尤其在逆變效率方面及可靠性方面，要求其對(duì)直流輸入時(shí)產(chǎn)生的電壓有比較寬泛的適應(yīng)范圍。

3 太陽(yáng)能相關(guān)技術(shù)在我國(guó)市政照明系統(tǒng)中的運(yùn)用

例如：某市共有過(guò)百的人行道，其夜晚照明效果很好，然而在路燈配電方面的設(shè)計(jì)還有缺陷，路燈在進(jìn)行電纜鋪設(shè)的時(shí)候沒(méi)有單獨(dú)設(shè)計(jì)，而是從鄰近地區(qū)的路燈處進(jìn)行接電，這便使得這些路燈只有在晚上才能發(fā)揮功效，白天卻形同擺設(shè)。在天氣狀況不好的時(shí)候，這些路燈的照明效果便不是很好，對(duì)于較長(zhǎng)通道而言特別是中間部分則效果更差，根本無(wú)法發(fā)揮其照明功能，導(dǎo)致此處治安較差。所以，該市對(duì)其人行道的相關(guān)照明問(wèn)題和道路安全相關(guān)問(wèn)題特別重視。為解決問(wèn)題該市也曾費(fèi)勁腦汁，然而不是因?yàn)橘M(fèi)用過(guò)高，就是不利于地面平整和交通，使得許多辦法都行不通。經(jīng)過(guò)全面考慮以后，決定使用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電。該市先在主干道上進(jìn)行試點(diǎn)，取得了很好的效果，隨后又不斷進(jìn)行擴(kuò)充，受到一致好評(píng)。

此主干道長(zhǎng)度為73 m，寬度為7 m，高度約為2.4 m左右，且在通道的中部未設(shè)采光口。在這里安裝太陽(yáng)能形式的路燈，其中節(jié)能燈共安裝了8套，主要依靠太陽(yáng)能形式的電池板進(jìn)行供電。當(dāng)初設(shè)計(jì)的時(shí)候，原本計(jì)劃以12 V電壓的直流電源進(jìn)行供電，然而由于通道距離太長(zhǎng)，使得電壓的損耗也過(guò)大，所以便通過(guò)逆變器把原本12 V電壓的直流電向220 V電壓的交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

人行通道中安置的太陽(yáng)能形式的路燈使用僅限于白天，夜間則還從鄰近地區(qū)的路燈處進(jìn)行接電，其中太陽(yáng)能形式的路燈每天12 h進(jìn)行照明。當(dāng)太陽(yáng)能形式的路燈停止工作后，控制器便向太陽(yáng)能形式的蓄電池發(fā)出指令，蓄電池隨后開(kāi)始供電，直至傍晚時(shí)間，傍晚時(shí)候市政路燈進(jìn)行供電的時(shí)候，便向控制器發(fā)出指令，蓄電池便停止供電。利用此方法太陽(yáng)能形式的蓄電池便和市政電纜之間相互交替為路燈進(jìn)行供電，使其可以24 h對(duì)道路照明。

4 市政照明系統(tǒng)中太陽(yáng)能相關(guān)技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)

將在城市道路照明中采用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電的相關(guān)技術(shù)，不但安全性高、節(jié)約能源、具有環(huán)保功能，還不再需要電纜進(jìn)行長(zhǎng)距離鋪設(shè)。最近不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都出現(xiàn)了許多利用太陽(yáng)能技術(shù)，并將此技術(shù)廣泛應(yīng)用于道路照明中，市政部門在鋪設(shè)太陽(yáng)能發(fā)電的電纜時(shí)可以利用普通電纜的溝，這樣既避免浪費(fèi)也便于管控。太陽(yáng)能主要通過(guò)兩種方式轉(zhuǎn)換為電能：其一為將太陽(yáng)產(chǎn)生的輻射能向熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即通過(guò)太陽(yáng)產(chǎn)生的輻射能進(jìn)行發(fā)電；其二為將太陽(yáng)光向電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，此方法需要經(jīng)過(guò)光電器件，即所謂的 “光伏發(fā)電”。就目前市政照明而言，利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電所采取的主要技術(shù)便是光伏技術(shù)，此技術(shù)是通過(guò)將光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，將半導(dǎo)體置于其中按照光伏效應(yīng)相關(guān)原理將太陽(yáng)光向電能進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換。市政部門利用太陽(yáng)能進(jìn)行照明的相關(guān)系統(tǒng)共有4個(gè)構(gòu)成部分，即太陽(yáng)能形式的電池板部分、具有控制充放電功能的控制器部分、蓄電池部分和燈泡部分，利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電不但能夠直接以直流電形式產(chǎn)生，亦可經(jīng)逆變器將其進(jìn)行轉(zhuǎn)變，形成220 V電壓的交流電，太陽(yáng)能形式的電池板具有的面積和具有的轉(zhuǎn)換率是決定其照明系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。太陽(yáng)能屬于再生能源，存在于世界的各個(gè)角落，然而目前關(guān)于利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電的相關(guān)研究還剛剛起步。伴隨科技的飛速發(fā)展，利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電的領(lǐng)域也會(huì)日益擴(kuò)大，亦會(huì)從重量轉(zhuǎn)變?yōu)橹刭|(zhì)，提升太陽(yáng)能在轉(zhuǎn)換方面的效率可以促進(jìn)其在發(fā)電方面相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)市政部門在照明系統(tǒng)方面的突破性發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，市政照明采用太陽(yáng)能形式的路燈不但節(jié)約了成本，還給市民生活提供了一種更好的體驗(yàn)方式，伴隨社會(huì)的不斷進(jìn)步，太陽(yáng)能相關(guān)技術(shù)也會(huì)被應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，而利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電的光伏發(fā)電也會(huì)更加普及，市政照明也會(huì)設(shè)計(jì)得越來(lái)越科學(xué)、越來(lái)越合理。

參考文獻(xiàn)

[1] 樊楨.淺談光伏電站建設(shè)對(duì)荒漠地區(qū)治理意義——以甘肅為例[J].中國(guó)經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊，2015（35）：10-12.

[2] 羅海華.我國(guó)民用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2015（15）：15-16.