太阳能路灯在大恒煤业的推广与应用

李世兴　孙玉明　刘林春　孙磊

摘  要：我矿2016年8月份在矿内安设了太阳能路灯后，给员工上下班带来了很大的方便，同时也得到了广大员工的一直认可，目前路灯使用效果良好。由于我矿有一部分员工在白土窑生活区居住，而矿区到白土窑生活区这段路没有照明设施，给夜晚上下班员工带来很多不便，同时还存在安全隐患。为了解决这个问题，给员工们有一个更加优异的生活、工作环境，结合矿实际情况，在矿区至白土窑生活区段安设太阳能路灯。

关键词：太阳能路灯;大恒煤业;推广与应用

一、实施方案

方案一：路灯电源引综掘二队生活区

1、矿大门外250米新修道路，道路宽12米，每间隔25米外行右侧路边安设1盏路灯，共需10盏，路灯高6米。路灯采用普通250W高压汞灯。

2、自新修路到白土窑生活区路长900米，在靠近山体异侧路边每间隔30米安设1盏路灯，共需30盏，路灯高6米。路灯采用普通250W高压汞灯。

优点：①不受天气环境原因影响。②亮度好。

缺点：

①施工较为麻烦。首先要铺设电缆，这里就要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。

②普通路灯使用中会产生固定高昂的电费，按照每天照明使用9小时，一年电费高达19710元（0.25*0.6*9*40*365=19710），并且要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。

③普通路灯故障率比较高，维护不方便。

方案二：

1、矿大门外250米新修道路，道路宽12米，每间隔25米外行右侧路边安设1盏路灯，共需10盏，路灯高6米。路灯采用太阳能LED单火路灯。

2、自新修路到白土窑生活区路长900米，在靠近山体异侧路边每间隔30米安设1盏路灯，共需30盏，路灯高6米。路灯采用太阳能LED单火路灯。

优点：

①节能，不产生电费。以太阳能光电转换提供电能，取之不尽、用之不竭;使用太阳能照明灯具不会产生电费，一次性投入，无需任何维护成本。

②安全性好。由于太阳能灯不使用交流电，而是采用蓄电池吸收太阳能，将光能转化为电能，直流低压12V供电，是最安全的电源，绝无触电、火灾等意外事故。

③安装施工、维护简单。太阳能路灯的安装，不用铺设任何线路，只需做一个水泥基座，用不锈钢螺丝固定即可;没有停电限电的顾虑。

④产品科技含量高。控制系统、配件均是国际品牌、智能化设计，质量可靠，使用寿命20年以上。

缺点：

①太阳能路灯蓄电池一般2-5年需要更换一次。

②太阳能路灯受气候天气影响大，在遇到连续阴雨时只能工作5天左右。

结合我矿实际情况以及响应国家节能政策，决定对矿区至白土窑生活区段照明安设太阳能路灯。

二、太阳灯路灯的主要优势

1、市电照明路灯安装复杂：市电照明路灯工程中有复杂的作业程序，首先要铺设电缆，这里就需要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。太阳能路灯安装简便：太阳能路燈安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。

2、市电照明路灯电费高昂：市电照明路灯工作中需要支付固定高昂的电费，并且需要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。太阳能路灯具免电费：太阳能路灯是一次性投入，无任何维护成本，长期受益。

3、市电照明路灯存在安全隐患：市电照明路灯在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面都会带来诸多安全隐患。 太阳能路灯没有安全隐患：太阳能路灯是超低压产品，运行安全可靠。太阳能路灯的其它优势：绿色环保。

4、综上对比所述，太阳能路灯具有安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等特性。

对于太阳能厂区道路照明系统设计一般我们需要考虑以下几个问题：

1、从功能上道路照明系统的主要功能是保证安全，提高交通运输效率、保障人身安全、提供舒适环境、提升工厂形象。

2、在满足道路照明各项功能需要的基础上，提高道路照明系统的能效，降低系统功耗，节约能源，减少污染，以达到节能和环保的目的

3、另外还要结合当地的光资源情况，当地阴雨天气情况，电池板受灰尘覆盖、温度影响、控制器、蓄电池的各种效率等实情况进行综合考虑。

三、太阳能路灯照明设计

1、太阳能路灯的组成

太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及支架。

2、工作原理介绍

太阳能路灯是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池板，白天接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至5lux左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电12小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是控制路灯打开和关闭，同时保护蓄电池，延长蓄电池使用寿命。

3、太阳能电池组选型

太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的是单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池。在太阳光充足、日照好的东西部地区，采用多晶硅太阳能电池为好，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区，采用单晶硅太阳能电池为好，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。

4、蓄电池选型

由于太阳能电池板发电系统的输入能量极不稳定，再加上路灯的使用是在晚上，所以需要配置蓄电池系统才能工作。现在市面上大多采用铅酸蓄电池。铅酸蓄电池由于其铅酸的腐蚀性和可再生利用性均无法达到环保和节能要求，另外维护和保养复杂，也使太阳能灯具在环保节能方面大打折扣。就这一问题，经过研究和探索，选择采用完全环保不腐蚀铅基板的超微颗粒复合硅盐化成液的硅能蓄电池，可使蓄电池反复使用并大大提高了性能，另外维护和保养更简单。

5、控制器选型

无论太阳能灯具大小，一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。控制器不仅延长蓄电池的使用寿命，且对它的充电放电条件加以限制，防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方，控制器还具备温度补偿功能。同时选用的太阳能控制器具有路灯控制功能，具有光控、时控功能，并具有夜间自动切控负载功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。

6、光源选型

太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标，一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED光源。根据我矿的实际情况和要求这次方案采用高亮30WLED路灯头，可比原低压钠灯节能60%。

7、安全性能

LED路灯的工作电压一般为12V或24V，属安全电压，不做电气保护接地。但太阳能路灯金属灯杆应做防雷接地，接地电阻不大于10欧姆。

四、总结

通过以上分析得知：太阳能一次性投入略高于普通灯具，但在运行成本及维护上大大节省。太阳能路灯除储电池外整体可用25年，10年后太阳能路灯的经济效益更为可观（每年可节约各种费用达10多万元）。并且完全符合节能减排的国家相关政策，并为子孙后代造福。