太阳能路灯在城市照明中的应用模式分析

李 明

(哈尔滨市路灯管理处，哈尔滨 150001)



太阳能路灯在城市照明中的应用模式分析

李 明

(哈尔滨市路灯管理处，哈尔滨 150001)

太阳能作为一种新型的清洁能源，逐渐应用于人们的日常生活，比如太阳能热水器，太阳能源于自然，运输方便，可再生，具有其他能源无可比拟的优势。通过分析太阳能路灯在城市照明中的应用现状，对太阳能路灯在城市照明中应用的可行性进行分析，探讨如何将太阳能路灯系统应用于城市照明系统。

太阳能路灯；城市照明；应用模式

随着城市经济的发展，城市对电力的需求逐渐增加，使用太阳能路灯进行照明可以有效缓解城市在发展过程中出现的电力短缺问题，对于未来城市照明发挥着重要作用。

1 太阳能路灯在城市照明中的应用

1.1 使用太阳能路灯的必要性

近年来，随着我国城市现代化建设的发展，很多人走进城市里，这在一定程度上推动了城市经济的发展，另一方面，也给城市中有限的资源和环境带来了压力。近年来，我国经济迅猛发展，生态环境也在一定程度上遭到破坏，因此，节能、环保、可持续发展等理念应运而生。太阳能作为一种新型能源，取材于自然，对环境没有污染，越来越被人们看好。因此，使用太阳能路灯进行城市照明将成为未来城市照明的新趋势。

1.2 太阳能路灯应用模式

目前，城市照明中应用的太阳能路灯基本上是每组独立运行，不与公用交流供电系统并网。对于一些接收不到足够太阳光照射的城市，转换的电能很少，难以满足路灯照明的实际需要。相反，对于那些太阳光照充足的城市，转换的电能远远超出了太阳能路灯用于照明的实际需要。由于各组路灯是独立运行的，多余的太阳能转换来的电能不能被输送出去，这在一定程度上造成了资源的浪费。因此，有必要对当前的太阳能路灯照明模式进行改进，改变各组路灯单独运行的状态，实现资源的有效利用。为此，可以考虑将太阳能路灯与交流供电网络并网，将那些光照充足城市中的多余电能输送到电能不足的城市，实现资源互补，更好地发挥太阳能路灯的照明作用。

2 太阳能路灯在城市照明中的可行性分析

尽管实现太阳能路灯与交流供电网络并网是一种比较好的模式，但是这一模式到底能不能实现，还要从多方面进行综合考量。具体来说，要考虑如果将太阳能路灯和交流供电系统联结起来，会不会对交流供电系统产生不良影响。因此，对太阳能路灯在城市照明中的可行性进行分析，应从两方面考虑：一是对于那些缺乏足够太阳光照的城市，将太阳能路灯接入交流供电系统，可能不会对该城市的交流供电系统产生不良影响，相反还会因为太阳能路灯和交流供电系统二者并网，促进路灯发挥照明作用。二是对于那些太阳光照过多的城市，如果将太阳能路灯和交流供电系统二者并网，则可能会产生一些有利影响。在系统正常工作的情况下，太阳能路灯和交流电网络密切配合，可以在一定程度上减轻电网压力，改善电网电压的调节能力，降低内耗，如果交流电网出现问题，路灯依然可以发挥照明作用，为整个城市带来光明。

3 如何将太阳能路灯系统应用于城市照明系统中

3.1 获取太阳能路灯设计所需数据

3.1.1 太阳辐射量

我国幅员辽阔，在这片广阔的土地上又划分为不同的省市。每个省市由于所处的地理位置不同，其气候也是不同的。有些省份全年都有足够的光照，有些省份一年到头都在下雨。由此可以看出，每个地区接收到的太阳辐射量是不同的，这就为太阳能路灯的设计增加了难度。路灯设计人员在设计太阳能路灯时，首先要清楚各地区的太阳辐射量，根据各个地区太阳辐射量的不同，合理调试太阳能电池组件倾斜角及方位角。

3.1.2 光源功率

在对太阳能路灯进行设计时，光源功率在很大程度上决定着道路照明的标准值，甚至对整个照明系统参数的稳定性都有一定影响，因此应科学计算。

3.1.3 太阳能路灯的工作时间

要明确太阳能路灯夜间的工作时间，要根据各个地区的昼夜变化确定，明确各个地区什么时候进入黑夜，什么时候天开始由黑夜变成白天，哪一时间段最需要太阳能路灯发挥照明作用，哪一时间段对太阳能路灯的照明需求不多，等等。城市路灯夜间照明时间是太阳能路灯系统组件大小的核心参数，只有先弄清楚太阳能路灯在夜间需要发挥照明作用的时间，才能计算出路灯每日到底有多少功耗，并以此推算太阳能电池组件充电电源的计算结果。

3.1.4 各个地区的阴雨天数

太阳能虽然是一种清洁能源，能够长远利用，具有其他资源无可比拟的优势，但是太阳能也有其不足之处，比如，太阳能可能会受到天气的影响，阴天和晴天的太阳辐射量是不同的，太阳能路灯所获取的光照也是不同的，能够转换的电能也不相同。因此，技术人员在设计太阳能路灯时，要充分考虑该地区的天气情况，明确该地区有多少天在下雨，路灯需要在下雨的情况下工作多长时间。另一方面，还要考虑该地区多久下一次雨，两次下雨间隔多少天。

3.2 掌握太阳能路灯设计的技术参数

3.2.1 电池组件

要想保证太阳能路灯长久使用，就要把好太阳能路灯设计关，对太阳能路灯设计的每个环节都要重视起来，认真对待。比如，在电池组件的选择上，既要符合国家出台的行业规范要求，满足质量性能及寿命的使用要求，还要考虑应用转换效率高的组件及附属配套设备，防止热斑效应烧毁电池。

3.2.2 控制器

控制器是对太阳能路灯中的蓄电池进行保护的一种装置，是不可缺少的重要部分。要求控制器具有蓄电池反接保护、太阳能电池反接保护，在夜间要实现反充电保护，要防止夜间蓄电池将电流传递给组件。当蓄电池承接过量电流或出现短路时，控制器要保护蓄电池不被损坏。除此之外，还应具备过充保护及智能保护等功能。

3.2.3 蓄电池

蓄电池作为太阳能路灯中的一个重要零件，对路灯的质量有着重要影响，因此，要重视蓄电池的选择，把好蓄电池的质量关。在挑选蓄电池的过程中，要从蓄电池的电池容量、性能等方面进行综合考量，不仅要挑选质量上乘的太阳能电池，还要对所选电池进行地埋式防护处理，减轻外界温度对电池性能、电池使用寿命的不良影响。要借助一定的仪器，对所选电池进行检测，比如，对电池的容量大小进行检测，对电池是否容易出现短路及电池短路后电池本身会不会损坏进行检测，检测循环充放电，等等。要把电池放进水中，做浸水实验、渗水实验，检测电池的封闭性。

要让太阳能路灯真正落地，还需要从长计议。比如：如何挑选性价比高的蓄电池和电池组件，要考虑我国各地区接受太阳光照的差异性，各个地区有多少天是晴天，有多少天在下雨，各组太阳能路灯独立运转还是将太阳能路灯与交流电系统合网。使用太阳能路灯符合可持续发展理念，有利于解决日益紧张的电力资源短缺问题。因此，要做好准备工作，做好太阳能路灯走进城市的调研工作。同时，还要做好太阳能路灯设计工作，设计出符合城市照明需要的太阳能路灯。

4 结语

相信随着科技的发展，随着人们对太阳能路灯的深入研究，在不久的将来，太阳能路灯定会出现在城市中，坚守在照明的岗位上，促进城市的发展。

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[3] 钱科军，袁越.分布式发电对配电网可靠性的影响研究[J].电网技术，2008，(11)：123-124.

[4] 韦钢，吴伟力，胡丹云，等.分布式电源及其并网时对电网的影响[J].高电压技术，2007，(01)：90-91.

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[6] 吴春海，吴贵才.太阳能在城市照明的应用前景[J].照明工程学报，2005，(02)：165-166.

Analysis on the application mode of solar streetlight in urban lighting

LI Ming

(Harbin Streetlight Management Office, Harbin 150001, China)

As a new type of clean energy, solar energy has gradually applied to people′s daily life, such as solar water heaters, whose energy derives from nature with convenient transportation, which is superior to other energy. By analyzing the application status of solar streetlight in urban lighting, the feasibility of application of solar streetlight in urban lighting is analyzed, and how to apply solar streetlight system to urban lighting system was discussed.

Solar streetlight; Urban lighting; Application model

2017-02-13

TU18

A

1674-8646(2017)08-0122-02