曹吉梁 趙博聞 張 荷 帥 凱 劉玉月 管雪松 朱 潤

（南京林業(yè)大學 210000）

南京地區(qū)光伏景觀照明現(xiàn)狀研究與前景分析

曹吉梁 趙博聞 張 荷 帥 凱 劉玉月 管雪松 朱 潤

（南京林業(yè)大學 210000）

隨著我國城市化進程的逐步發(fā)展，新技術的不斷應用，太陽能光伏照明也將因其可靠性和節(jié)能性成為未來景觀照明的一種新趨勢。本課題組希望通過實踐調研，對南京地區(qū)光伏照明技術在景觀照明中的應用進行預估與分析，以促進光伏照明這項“新”技術與古城南京相融合，打造更加絢爛的南京夜名片。

光伏照明；景觀照明；南京市貌；應用前景

南京作為人文歷史和現(xiàn)代化氣息相融合的國際化大都市，新能源的應用一直走在前列。目前新型的光伏照明技術在南京僅僅應用于路燈照明領域，而景觀照明作為城市光環(huán)境的重要組成部分，引入光伏技術具有重要意義。本課題旨在通過對南京地區(qū)地理、氣候、光伏照明現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略等信息的搜集，來分析光伏照明技術運用于南京市景觀照明領域的意義與可行性。

一、國內外光伏景觀照明現(xiàn)狀

2015年，全球光伏市場強勁增長，傳統(tǒng)市場如日本、美國、歐洲等國家地區(qū)依然保持強勁發(fā)展勢頭；同時，東南亞、拉丁美洲諸國等新興市場不斷涌現(xiàn)，發(fā)展迅猛；我國光伏業(yè)制造業(yè)總產(chǎn)值超過2000億元，光伏發(fā)電裝機容量將達到4300萬千瓦左右，成為全球光伏累計裝機量最大的國家。

結合以上數(shù)據(jù)可以看出，現(xiàn)階段光伏照明雖不是主流發(fā)電模式，但因其技術的先進性已開始高速發(fā)展。而作為新興市場的我國，更是有著廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

二、光伏照明技術簡介

光伏照明作為一項新的技術應用，已發(fā)展出不同的技術種類以滿足不同層次、不同地域、不同經(jīng)濟環(huán)境的需要。作為人類可持續(xù)能源的一個重要發(fā)展方向，光伏發(fā)電有利于解決能源問題、優(yōu)化能源結構，具有安全無毒、環(huán)保低耗、建設周期短、維護成本低，且與周邊景觀融合度高等優(yōu)點。其原理主要是通過硅光電池，把太陽能裝換成電能，電能通過儲能控制器對儲能裝置充電，轉換成化學能，需要電時，化學能再轉換成電能，施加于熒光燈、高壓鈉燈或LED等。（如圖一）

三、南京的整體氣候條件

光伏照明依靠太陽輻射進行發(fā)電照明，受季節(jié)、地理位置、大氣的物理化學狀況（云量、濕度、溫度、氣溶膠濃度）等影響,因此光伏發(fā)電系統(tǒng)具有很強的季節(jié)變化周期和日變化周期,具有不連續(xù)和不確定特點,其波動可能影響電網(wǎng)的穩(wěn)定。

南京地處江南，屬丘陵地區(qū)，自然環(huán)境與氣候變化具有多樣性。光照條件并不是特別理想，光照強度在全國屬于較低的水平。所以大面積的光伏發(fā)電并不能夠實現(xiàn)。但是對于小片區(qū)域的照明，尤其是景觀照明來說，光伏照明的模式還是有很大的實施空間的。

四、南京光伏景觀照明現(xiàn)狀

從南京城市管理局、規(guī)劃局等部門了解到，目前南京市大部分的供電情況，仍以傳統(tǒng)的火力和水力發(fā)電為主。2016年，南京市開始實施夜景照明三年規(guī)劃，將在原有夜景照明的基礎上，保留一部分、改善一部分、補充一部分，結合南京城市獨有的氣質，通過典雅大氣的燈光布局，呈現(xiàn)南京主城“江、河、湖、城”的繁華夜景，打造最美“夜南京”。

通過實地調查，在夜景照明三年規(guī)劃先期完成的玄武湖景區(qū)，夜景照明改造的主要方向為更換照明燈具。即傳統(tǒng)照明燈具改換為更加省電，更加多樣的LED照明設備，其主要的供電方式仍為傳統(tǒng)照明方式。在光伏照明的技術應用上，進度仍然較為緩慢。

隨后，我們就《夜景照明三年規(guī)劃》向南京市城管局路燈管理處進行了咨詢，了解到此規(guī)劃旨在保證照明效果的前提下，在光色的運用、燈具選擇上，確保白天燈具的外形不會影響建筑物及景觀的整體性，晚上也不會對綠植及夜空造成紫外線傷害，更可通過控制將夜景表現(xiàn)得美輪美奐?？傮w而言，《規(guī)劃》主要改變的是光源模式，而不是供電模式?，F(xiàn)階段南京地區(qū)光伏照明主要用于部分路段以及小區(qū)市民活動區(qū)域的照明，景觀照明應用較少。其原因歸結如下：

1.目前南京夜景照明呈點線狀分布，整體照明網(wǎng)絡，尤其是景觀照明網(wǎng)絡框架、脈絡體系不清晰；

2.原先的供電線路和供電模式等基礎設施并不能適應新的照明技術，更新?lián)Q代的時間跨度較長；

3.光伏照明技術三大技術：控制器、鎮(zhèn)流器、儲能裝置的技術要求并未達到需要；

五、民意調查

景觀光伏照明的推進是一項關乎民生的項目，對此，課題組設置了相應的調查問卷，內容如下：

1、對目前南京景觀照明的整體效果是否滿意？

2、對光伏技術（太陽能技術）了解么？

3、對現(xiàn)階段南京景觀光伏的應用是否滿意？

4、對景觀光伏應用的場地選擇？（交通樞紐、文化古跡、景點公園、生活小區(qū)、商業(yè)景觀。多選）

課題組一共分發(fā)了500份調查問卷，在南京市區(qū)隨機采訪路人，并收集他們對景觀光伏的看法。其中收回有效問卷427份，廢卷73份，統(tǒng)計結果如下：

六、總結與建議

經(jīng)課題組的資料收集及調研分析，我們認為相較于內陸省份發(fā)展大規(guī)模光伏照明來說，南京需要的是發(fā)電效率高，占地面積小的光伏發(fā)展模式。從整體上看南京發(fā)展景觀光伏照明具有如下優(yōu)勢：

1.經(jīng)濟富足，足夠支撐大規(guī)模的建設性項目。光伏照明為一個較大的社會性工程，資金的充裕程度很大程度會影響到這個項目的未來發(fā)展。作為坐落在長三角地區(qū)、中國最富饒省份之一的江蘇，南京有著充足的資金支持，保證了這種大規(guī)模的市政工程建設的順利和完善；

2.氣候條件適宜。南京處在溫潤的江南地帶，周邊環(huán)境適宜，無極端惡劣的氣候條件影響；

3.高校林立，新技術與新科技的發(fā)明加速光伏產(chǎn)業(yè)的前進。南京是中國高等教育資源最集中的五大城市之一，國家三大高等教育中心，國家四大科研教育中心，科教綜合實力僅次于北京、上海，居全國第三位 。

4.國內外交流廣泛，便于科學技術的探討和更新。南京與16座國際城市，12座國內城市互結為友好城市，我們認為以此為跳板將會使我們的眼界更加開闊，技術的引進和使用將會更加熟練和成熟。

當然，優(yōu)勢劣勢通常都是相互伴隨的，我們在為南京有如此眾多的自身優(yōu)勢而感到驕傲的同時，我們也不能忽略其包含的一些劣勢：

1.自然光照不足，光能轉換效率需給予關注。南京地處長江中下游，并不是我國光照特別強烈的地方。這就使得光伏轉換效率打上了問號。如何在不算高強光照的條件下創(chuàng)造較高的轉換效能，這需要我們在科學發(fā)展上取得突破；

2.建造選址必須妥善處理周圍關系。南京多丘陵，多植被。而光伏照明需要較大的場地來提供充足光照。這勢必在工廠選址上加以多方比較?；蛟S我們可以考慮將南京較為陳舊的工廠進行現(xiàn)在改造，把整塊的光伏照明用地打碎，散落周邊，并加強建設時的環(huán)境保護，妥善處理好周圍環(huán)境問題；

3.景觀照明與居民休憩問題處理。景觀照明為夜間的點綴，使得城市的夜晚更加豐富。南京在今年已經(jīng)出臺《南京市城市照明管理辦法》。城市夜間的景觀照明不得影響居民休息。這勢必需要我們在LED照明技術上綜合辦法，取得事半功倍的效果。

總之，我們認為在南京這座城市，在大政策和大背景下，將光伏這項新型能源技術用于景觀照明是值得期待的。項目小組成員一致認為，無論是何時何地，以怎樣的方式去實現(xiàn)，都可能出現(xiàn)上述提及或其他難以預料的問題，妥善處理好這些問題，并加以較為完善的管理機制，南京的夜晚將會因為景觀光伏照明而更具科技感、時尚感，也將更加多姿多彩，愈夜愈美麗。

[1]張昕.《景觀照明工程》.中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[2]毛學軍.《LED應用技術》.電子工業(yè)出版社，2012.

[3]劉祖明.《LED照明技術與燈具設計》.機械工業(yè)出版社，2012.

[4]時少英，劉式達，付遵濤等.《天氣和氣候的時間序列特征分析》.地球物理學報，2005，48（2）：259-264.

[5]國家統(tǒng)計局城市社會經(jīng)濟調查司.《中國城市統(tǒng)計年鑒》2006[M].北京:中國統(tǒng)計出版社，2007.

[6]馮新靈，羅隆誠，邱麗麗等.《青藏高原至中國東部年雨日變化趨勢的分形研究》.地理研究，2007, 26(4): 83 5- 843.

[7]唐國利，丁一匯.《近44年南京溫度變化的特征及其可能原因的分析》.大氣科學，2006, 30(1): 56-68.

[8]南京實施夜景照明三年規(guī)劃 打造“夜名片”.人民網(wǎng)2016年10月25日[引用日期2017-1-25]

[9]孟昭淵《光伏照明技術三大技術瓶頸》2012年2月13日

[10]南京簡介.中國經(jīng)濟網(wǎng).2010年12月02日[引用日期2013-09-27].

曹吉梁，南京林業(yè)大學藝術設計學院。

趙博聞，南京林業(yè)大學藝術設計學院。

張荷，南京林業(yè)大學藝術設計學院。

劉玉月，南京林業(yè)大學藝術設計學院。

帥凱，南京林業(yè)大學藝術設計學院。

管雪松，南京林業(yè)大學藝術設計學院，副教授，研究方向：室內藝術設計、室內照明藝術設計。

朱潤，南京林業(yè)大學藝術設計學院，實驗師，研究方向：城市景觀設計、環(huán)境照明藝術設計。

2015年度大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃項目（省級指導項目）（201510298107x）