張丹云 吳娟

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技技術(shù)水平不斷提高，節(jié)能減排已經(jīng)成為世界各國共同關(guān)心的一個(gè)話題。而太陽能技術(shù)的普遍推廣使得國內(nèi)各級政府都大力支持光伏發(fā)電，讓能源制造廠積極擴(kuò)建。然而從太陽能光伏技術(shù)在道路照明中的運(yùn)用實(shí)例來看，我國對此的運(yùn)用還處于研究初級階段。相關(guān)處理技術(shù)尚未完善，道路照明成本并未得到有效降低。本文將從太陽能光伏的運(yùn)用原理出發(fā)，分析其在照明中的合理應(yīng)用，以便于城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃管理。

【關(guān)鍵詞】太陽能；光伏；道路照明；應(yīng)用

引言：

城市道路照明是城市耗電較大的項(xiàng)目之一，行之有效的方法變式利用太陽能光伏發(fā)電。國內(nèi)關(guān)于太陽能光伏發(fā)電的實(shí)例已經(jīng)有很多。然而其造價(jià)高、技術(shù)難成為了社會(huì)相關(guān)人士廣泛關(guān)注并探討的問題。并且對于太陽能光伏發(fā)電照明的技術(shù)沒有較為全面的規(guī)范指標(biāo)，引發(fā)了一系列安全問題。

一、太陽能光伏發(fā)電的技術(shù)運(yùn)用背景

二十一世紀(jì)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的世紀(jì)，同時(shí)也是一個(gè)能源日益短缺的世紀(jì)。隨著二次能源的大量開發(fā)，‘節(jié)能已經(jīng)成為了影響全世界的重要名詞。人類離不開能源，不管是電能、風(fēng)能、核能還是其他能源，對于我們的生產(chǎn)和生活來說都起著不可替代的作用。并推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代化工業(yè)市場的崛起，每個(gè)國家對能源的需求和消耗都在顯著增。調(diào)查得知年增長率可達(dá)到4%—6%。數(shù)據(jù)顯示，從二十世紀(jì)走向二十一世紀(jì)的過程中。世界上的燃料消耗量就增加了近二十倍，尤其是這三十多年，消耗量指數(shù)呈直線上升趨勢。有相關(guān)人士表示，預(yù)計(jì)到二十二世紀(jì)世界的能源需求將高達(dá)220億噸。這個(gè)數(shù)據(jù)告訴我們，如果還不將能源加以合理開發(fā)并運(yùn)用，那么到那個(gè)時(shí)候人類便要面臨恐怖的能源危機(jī)。

（一）光伏發(fā)電原理簡析

光伏發(fā)電是在太陽能技術(shù)的沿用上創(chuàng)新而來，利用了光生伏打效應(yīng)原理。太陽能電池可以將太陽光直接轉(zhuǎn)換成電能，當(dāng)光線照射在太陽能電池上并被界面層吸收，就有足夠能量的光子在硅中將電子激發(fā)，從而產(chǎn)生電子空穴。界面層附加的電子以及空穴在還原之前會(huì)通過空間電荷的電廠作用被分離開來。太陽能光伏的發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池方陣、蓄電池組、充放電控制器、逆變器、交流配電柜、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備組成。使用的晶體硅電池中多為單晶和多晶電池，效率在11%-14%左右，而由一個(gè)或以上的太陽能電池組成的電池板被稱為光伏組件。

（二）光伏發(fā)電技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)能夠大大降低道路照明成本，提高安全性能；同時(shí)還具有環(huán)保、方便的優(yōu)點(diǎn)。為了避免沿路鋪設(shè)較長的電力電纜設(shè)備，國內(nèi)外都在極大地推廣太陽能光伏照明技術(shù)的運(yùn)用。不僅能夠降低長距離建設(shè)電纜的費(fèi)用，還便于市政的電力控制和管理。眾所周知，太陽能無處不在。相對于其他能源來說，其來源廣，用處大。但是目前技術(shù)人員對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究尚處于初級階段，在照明的處理中還存在一些實(shí)際問題，如太陽能電池造造價(jià)高、蓄電池的泄露處理、天氣不好等，這些都有待于解決。

不可否認(rèn)，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的使用范圍將越來越廣，會(huì)從以往的使用太陽能光伏發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量發(fā)電。太陽能電池的光能轉(zhuǎn)化效率將直接影響到光伏發(fā)電的效率，如果在未來幾年太陽能光伏技術(shù)能夠取得較大的突破，那么城市的道路照明系統(tǒng)將引來一場巨大的變革。

二、太陽能光伏在道路照明中的運(yùn)用案例

城市的照明系統(tǒng)具有多種商業(yè)用途，比如廣場的商業(yè)燈照明、隧道照明、步行街亮化等。還有公園的綠地照明及室內(nèi)照明，特別是隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，照明系統(tǒng)也在不斷地完善。市政在照明規(guī)劃中也開始重視環(huán)保節(jié)能，越來越多的‘光污染工程被取締，換用了高效長壽的太陽能光伏系統(tǒng)。

太陽能光伏的供電方式主要有兩種：一是采用單體供電法，即一個(gè)路燈和一個(gè)電池板相互獨(dú)立的組合方式。這種方式安裝和移動(dòng)都比較方便，并不需要安置任何管線。單體供電運(yùn)用的較為廣泛，對于城鎮(zhèn)建設(shè)和規(guī)劃來說，這種方式可以提高城市的整體美觀。另外一種采用的是集中供電的方式，一般用8——10個(gè)路燈為一組，這種方式能夠讓光伏系統(tǒng)最大限度地接觸到陽光，提高太陽能的轉(zhuǎn)化效率，并且對燈具的選擇來說更為廣泛。這種方式與單體供電不同，需要埋設(shè)簡單的管線，適用于城市中道路路燈的改造。

福州市內(nèi)有百條道路，各式各樣，在夜晚中照明路燈能帶來很美的效果，然而其供電設(shè)備卻存在很大的缺陷。如路燈的電纜是集中鋪設(shè)，由附近的路燈連接供電，這種串聯(lián)的供電方式會(huì)造成一個(gè)問題，即路燈只有在夜晚才會(huì)照明。在陰雨天時(shí)，道路上的照明效果很差，照明度極低。為了解決這個(gè)問題，市政府以及技術(shù)人員想了很多辦法，但都由于各種原因而被放棄，最后想出利用太陽能光伏發(fā)電照明來解決白日照明的問題。首先在路人通道上采用單體供電的方式，安裝了幾套太陽能燈泡，然后采用交流電源供電，這種照明效果不錯(cuò)，后來在福州市中受到廣泛的運(yùn)用。

太陽能光伏技術(shù)比較可用于照明系統(tǒng)，還可以研發(fā)出太陽能光伏路燈。這種路燈可以通過自動(dòng)控制的工作系統(tǒng)，只需要在安裝之時(shí)設(shè)置系統(tǒng)的工作模式，就能在陰雨天或者夜晚散發(fā)光明。太陽能光伏路燈是較為美好的照明燈具，不僅可以運(yùn)用在城鎮(zhèn)道路中，還可以推廣給廣大個(gè)體戶，讓居民在家也能享受太陽能光伏技術(shù)帶來的便利。太陽能作為可再生能源，具有環(huán)保、量大的優(yōu)勢，這也是其成為我國可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。目前我國的不少城市在道路照明上都應(yīng)用了太陽能光伏技術(shù)，比如08年舉辦的北京奧運(yùn)會(huì)，就廣泛的使用了這種技術(shù)，充分體現(xiàn)了我國重視人文、綠色運(yùn)動(dòng)的精神，提高了外國對我國環(huán)保節(jié)能的認(rèn)知水平。

結(jié)束語：

總而言之，太陽能光伏照明技術(shù)的運(yùn)用可以大大降低城鎮(zhèn)的照明成本，在滿足節(jié)能的同時(shí)給用戶提供更好的生活體驗(yàn)。伴隨著新型能源的不斷開發(fā)，太陽能光伏發(fā)電將呈現(xiàn)出控制靈活、照明效果好、低成本的趨勢。未來太陽能光伏照明技術(shù)的應(yīng)用會(huì)逐漸普遍，城鎮(zhèn)道路照明將有一個(gè)更美好的發(fā)展方向。

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