魯志堅

摘要：近年來，我國公路交通工程事業(yè)發(fā)展迅速，公路交通工程中照明是必不可少的設(shè)施設(shè)備之一，為了提高公路交通照明系統(tǒng)的質(zhì)量及安全性，有必要優(yōu)化選擇照明材料。實踐證明，太陽能LED燈應(yīng)用到公路交通工程中的優(yōu)勢突出，比如：高效節(jié)能、綠色環(huán)保、使用壽命長以及安全性高等。本課題重點探究太陽能發(fā)光二極管路燈在公路交通工程中的應(yīng)用，以期為公路交通工程的發(fā)展提供一些具有價值的參考建議。

關(guān)鍵詞：太陽能；發(fā)光二極管；公路交通工程；應(yīng)用

進(jìn)入21世紀(jì)以來，在社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展的背景下，我國公路交通工程也呈現(xiàn)了較為快速的發(fā)展。在不斷發(fā)展過程中，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，公路交通工程也注重節(jié)能環(huán)保、高效節(jié)能發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)。LED，即半導(dǎo)體發(fā)光二極管，將其作為光源實現(xiàn)照明，具備節(jié)能環(huán)保的作用，符合綠色經(jīng)濟(jì)的特點[1]。而將太陽能和LED相結(jié)合，形成太陽能發(fā)光二極管路燈，應(yīng)用到公路交通工程當(dāng)中，則能夠展現(xiàn)非常多的優(yōu)勢，比如：高效節(jié)能、綠色環(huán)保以及使用安全等。鑒于此，從公路交通工程的發(fā)展角度考慮，本課題針對“太陽能發(fā)光二極管路燈在公路交通工程中的應(yīng)用”進(jìn)行探究具備一定的價值意義。

一、太陽能資源及太陽能LED照明系統(tǒng)概述

（一）太陽能資源概述

中國位置處于北半球，地域遼闊，大多數(shù)地區(qū)處于北緯45°以南位置，具備非常豐富的太陽能資源。相關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)資料顯示：中國陸地表面年均接收太陽輻射能大概為50×1018kJ（12×1018kcal），大概等于1700億噸標(biāo)煤；全國各地太陽輻射總量達(dá)到3340MJ/m2·a到8400MJ/m2·a（140kacl/m2·a）[2]。以寧夏北部、甘肅北部以及西藏西部等為例，全年日照時數(shù)為3200h到3300h，太陽輻射年總量為670kJ·cm-2·a-1到837kJ·cm-2·a-1，相當(dāng)于燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤230kg到280kg；北京、天津、山東以及河南等地，全年日照時數(shù)為2200h到3000h，太陽輻射年總量為502kJ·cm-2·a-1到586kJ·cm-2·a-1，相當(dāng)于燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤170kg到200kg?？傊?，地區(qū)不同，太陽能資源分布情況存在差異；需根據(jù)不同地區(qū)的實際情況，合理、科學(xué)地利用太陽能。

（二） 太陽能LED照明系統(tǒng)概述

對于太陽能LED照明系統(tǒng)來說，主要是對太陽能電池的光伏效應(yīng)加以應(yīng)用，使太陽光以直接的方式向電能轉(zhuǎn)換，然后作用在照明系統(tǒng)當(dāng)中。該系統(tǒng)主要的組成部分包括：太陽能電池、蓄電池、控制系統(tǒng)以及LED燈等。從太陽能LED照明系統(tǒng)的原理來看，太陽能電池板使太陽能以直接的方式向電能轉(zhuǎn)換，供負(fù)載應(yīng)用，或者存貯在蓄電池當(dāng)中以作備用[3]。此外，對于控制系統(tǒng)來說，主要作用是為蓄電池提供充電電流及充電電壓，使充電顯得更加平穩(wěn)及快捷；并且，能夠使由太陽能電池輸出的非穩(wěn)定電壓向穩(wěn)定直流電壓轉(zhuǎn)換，然后由蓄電池把直流電儲存，為負(fù)載提供應(yīng)用。

總結(jié)起來，對于太陽能LED路燈，主要將太陽能當(dāng)作電能的供給來源，為夜間道路提供照明服務(wù)。利用太陽能專用高光效照明光源設(shè)計以及數(shù)字化智能控制模式，能夠基于1根燈桿上對若干只功率存在差異的光源燈進(jìn)行安裝，然后采取分時控制措施。

二、公路交通工程中太陽能LED燈應(yīng)用的優(yōu)勢分析

公路交通工程為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，太陽能LED燈的應(yīng)用非常關(guān)鍵，主要是因為太陽能LED燈具備諸多方面的優(yōu)勢，總結(jié)起來包括：（1）高效節(jié)能。對于LED的光譜，大部分均集中于可見光譜；紅外光或紫外光不存在，或極少；具備很高的使用效率。（2）綠色環(huán)保。由LED發(fā)射出的光線無頻閃現(xiàn)象，不會對人體造成傷害；光源具備全固態(tài)的特點，無泵等相關(guān)有毒物質(zhì)，與熒光燈相比優(yōu)勢突出。（3）低溫耐受度高。太陽能LED燈在-40℃到70℃的環(huán)境溫度中可以應(yīng)用，具備低溫耐受度高的顯著優(yōu)勢。（4）能耗低。單獨的一個太陽能LED燈的功率通常為0.05W到1W；從現(xiàn)狀的LED的光效來看，市場中已應(yīng)用的照明產(chǎn)品當(dāng)中，3W到3.5W的LED燈的光通量和40W的白熾燈相近。（5）使用壽命長、安全性高。一方面，太陽能LED燈的使用壽命超過500000h，相關(guān)報道稱部分太陽能LED燈產(chǎn)品的使用壽命>10萬h；從LED光源理論壽命來說，可>10萬h；與此同時，因為LED無燈絲等易熔斷成分，無玻璃等易損部件，因此在維護(hù)成本上能夠在很大程度上得到控制；另一方面，太陽能LED燈的應(yīng)用安全性高，由于處于低電壓工作狀態(tài)，其工作電壓在1.5V到5.0V之間，單獨的工作電流只有20mA到70mA，電壓非常低，能夠在很大程度上提升使用的安全性。

總結(jié)起來，太陽能LED路燈融合了LED照明技術(shù)與太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，安全可靠，優(yōu)勢突出，在如今能源短缺、環(huán)境污染較為嚴(yán)重的情況下，使得太陽能LED路燈具備廣闊的應(yīng)用前景。此外，太陽能LED路燈的系統(tǒng)工藝比較簡單，使用效率高，所以能夠在很大程度上提升經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。

三、太陽能發(fā)光二極管路燈（LED）在公路交通工程中的具體應(yīng)用分析

有學(xué)者對高壓鈉燈、LED燈以及太陽能LED燈三者的性價比進(jìn)行了對比分析，結(jié)果顯示太陽能LED燈具備明顯的優(yōu)勢[4]。為了提高公路交通工程照明的效益，便有必要注重太陽能LED燈的應(yīng)用。下面將對太陽能LED燈在公路交通工程中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下：

（一）在公路工程當(dāng)中的應(yīng)用

某公路工程三個路段均應(yīng)用了太陽能LED燈，包括：（1）第一路段，路寬為9m，光源為150W，采取了單側(cè)路燈布置方式，安裝高度為9m，路燈間距為33m，燈臂長度為2m，仰角為12°；（2）第二路段，路寬為14m，光源為150W，采取了雙側(cè)對稱的路燈布置方式，安裝高度為8m，路燈間距為27m，燈臂長度為1m，仰角為10°；（3）第三路段，路寬為23m，光源為125W，采取了雙側(cè)對側(cè)的路燈布置方式，安裝高度為8m，路燈間距為50m，燈臂長度為1.5m，仰角為12°。結(jié)果顯示：三個路段比較，第二路段的太陽能LED燈安裝更為成功，使照明要求得到有效滿足，與此同時使城市得到美化，體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的作用，能夠促進(jìn)公路工程的可持續(xù)發(fā)展。

（二）在公路隧道中的應(yīng)用

某公路隧道工程全長為824m，凈高為7.3m，凈寬為9m；已構(gòu)建的太陽能LED是由18km太陽能供電系統(tǒng)與812套LED照明燈具所組成的，此系統(tǒng)體了美觀節(jié)能的效果，在總功耗上大約為6kw，和原設(shè)計相比節(jié)約了80%左右。從實際應(yīng)用效果來看，此照明系統(tǒng)的應(yīng)用，由于對LED加以應(yīng)用，使得功耗得到有效降低，并且開啟時間很短，開關(guān)次數(shù)不會對系統(tǒng)的應(yīng)用壽命受到影響；使太陽能LED照明系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化控制，滿足白晝照明要求，使供電成本得到有效控制[5]。此外，將太陽能LED燈應(yīng)用到橋梁工程當(dāng)中也具備顯著作用，例如：基于橋面以直接的方式將太陽能LED燈鑲嵌，這樣不但在拆換上非常方便，而且不會對橋身造成損壞，在美觀效果上也非常好。

四、結(jié)語

通過本課題的探究，認(rèn)識到太陽能發(fā)光二極管路燈（太陽能LED燈）的優(yōu)勢突出，包括：高效節(jié)能、綠色環(huán)保、低溫耐受度高、能耗低、使用壽命長以及安全性高等。因此，可以利用太陽能LED燈，合理科學(xué)地應(yīng)用到公路交通工程路燈照明當(dāng)中，使照明效果得到有效提升，與此同時使公路交通工程照明符合節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的理念，進(jìn)一步促進(jìn)公路交通工程的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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