太阳能光伏在道路照明中的应用探讨

张丹云 吴娟

【摘要】：随着经济的发展和科技技术水平不断提高，节能减排已经成为世界各国共同关心的一个话题。而太阳能技术的普遍推广使得国内各级政府都大力支持光伏发电，让能源制造厂积极扩建。然而从太阳能光伏技术在道路照明中的运用实例来看，我国对此的运用还处于研究初级阶段。相关处理技术尚未完善，道路照明成本并未得到有效降低。本文将从太阳能光伏的运用原理出发，分析其在照明中的合理应用，以便于城镇建设规划管理。

【关键词】太阳能；光伏；道路照明；应用

引言：

城市道路照明是城市耗电较大的项目之一，行之有效的方法变式利用太阳能光伏发电。国内关于太阳能光伏发电的实例已经有很多。然而其造价高、技术难成为了社会相关人士广泛关注并探讨的问题。并且对于太阳能光伏发电照明的技术没有较为全面的规范指标，引发了一系列安全问题。

一、太阳能光伏发电的技术运用背景

二十一世纪是一个经济飞速发展的世纪，同时也是一个能源日益短缺的世纪。随着二次能源的大量开发，‘节能已经成为了影响全世界的重要名词。人类离不开能源，不管是电能、风能、核能还是其他能源，对于我们的生产和生活来说都起着不可替代的作用。并推动着社会的发展。随着现代化工业市场的崛起，每个国家对能源的需求和消耗都在显著增。调查得知年增长率可达到4%—6%。数据显示，从二十世纪走向二十一世纪的过程中。世界上的燃料消耗量就增加了近二十倍，尤其是这三十多年，消耗量指数呈直线上升趋势。有相关人士表示，预计到二十二世纪世界的能源需求将高达220亿吨。这个数据告诉我们，如果还不将能源加以合理开发并运用，那么到那个时候人类便要面临恐怖的能源危机。

（一）光伏发电原理简析

光伏发电是在太阳能技术的沿用上创新而来，利用了光生伏打效应原理。太阳能电池可以将太阳光直接转换成电能，当光线照射在太阳能电池上并被界面层吸收，就有足够能量的光子在硅中将电子激发，从而产生电子空穴。界面层附加的电子以及空穴在还原之前会通过空间电荷的电厂作用被分离开来。太阳能光伏的发电系统是由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备组成。使用的晶体硅电池中多为单晶和多晶电池，效率在11%-14%左右，而由一个或以上的太阳能电池组成的电池板被称为光伏组件。

（二）光伏发电技术的优缺点

利用太阳能光伏发电技术能够大大降低道路照明成本，提高安全性能；同时还具有环保、方便的优点。为了避免沿路铺设较长的电力电缆设备，国内外都在极大地推广太阳能光伏照明技术的运用。不仅能够降低长距离建设电缆的费用，还便于市政的电力控制和管理。众所周知，太阳能无处不在。相对于其他能源来说，其来源广，用处大。但是目前技术人员对太阳能光伏发电技术的研究尚处于初级阶段，在照明的处理中还存在一些实际问题，如太阳能电池造造价高、蓄电池的泄露处理、天气不好等，这些都有待于解决。

不可否认，太阳能光伏发电技术的使用范围将越来越广，会从以往的使用太阳能光伏发电转变为质量发电。太阳能电池的光能转化效率将直接影响到光伏发电的效率，如果在未来几年太阳能光伏技术能够取得较大的突破，那么城市的道路照明系统将引来一场巨大的变革。

二、太阳能光伏在道路照明中的运用案例

城市的照明系统具有多种商业用途，比如广场的商业灯照明、隧道照明、步行街亮化等。还有公园的绿地照明及室内照明，特别是随着当前经济和科学技术的高速发展，照明系统也在不断地完善。市政在照明规划中也开始重视环保节能，越来越多的‘光污染工程被取缔，换用了高效长寿的太阳能光伏系统。

太阳能光伏的供电方式主要有两种：一是采用单体供电法，即一个路灯和一个电池板相互独立的组合方式。这种方式安装和移动都比较方便，并不需要安置任何管线。单体供电运用的较为广泛，对于城镇建设和规划来说，这种方式可以提高城市的整体美观。另外一种采用的是集中供电的方式，一般用8——10个路灯为一组，这种方式能够让光伏系统最大限度地接触到阳光，提高太阳能的转化效率，并且对灯具的选择来说更为广泛。这种方式与单体供电不同，需要埋设简单的管线，适用于城市中道路路灯的改造。

福州市内有百条道路，各式各样，在夜晚中照明路灯能带来很美的效果，然而其供电设备却存在很大的缺陷。如路灯的电缆是集中铺设，由附近的路灯连接供电，这种串联的供电方式会造成一个问题，即路灯只有在夜晚才会照明。在阴雨天时，道路上的照明效果很差，照明度极低。为了解决这个问题，市政府以及技术人员想了很多办法，但都由于各种原因而被放弃，最后想出利用太阳能光伏发电照明来解决白日照明的问题。首先在路人通道上采用单体供电的方式，安装了几套太阳能灯泡，然后采用交流电源供电，这种照明效果不错，后来在福州市中受到广泛的运用。

太阳能光伏技术比较可用于照明系统，还可以研发出太阳能光伏路灯。这种路灯可以通过自动控制的工作系统，只需要在安装之时设置系统的工作模式，就能在阴雨天或者夜晚散发光明。太阳能光伏路灯是较为美好的照明灯具，不仅可以运用在城镇道路中，还可以推广给广大个體户，让居民在家也能享受太阳能光伏技术带来的便利。太阳能作为可再生能源，具有环保、量大的优势，这也是其成为我国可持续发展的重要途径。目前我国的不少城市在道路照明上都应用了太阳能光伏技术，比如08年举办的北京奥运会，就广泛的使用了这种技术，充分体现了我国重视人文、绿色运动的精神，提高了外国对我国环保节能的认知水平。

结束语：

总而言之，太阳能光伏照明技术的运用可以大大降低城镇的照明成本，在满足节能的同时给用户提供更好的生活体验。伴随着新型能源的不断开发，太阳能光伏发电将呈现出控制灵活、照明效果好、低成本的趋势。未来太阳能光伏照明技术的应用会逐渐普遍，城镇道路照明将有一个更美好的发展方向。

参考文献：

[1]徐国平.试论太阳能光伏发电在城市照明系统中的应用及前景[B]；国网湖南电力公司株洲供电分公司；512000.

[2]杜亮，苏蓓蓓.太阳能发电系统研究[J]；科技创新导报，2011（23）.