LED太陽(yáng)能路燈技術(shù)在S333線運(yùn)用

尹炫入

南陽(yáng)市臥龍區(qū)公路管理局，河南南陽(yáng) 473000

世界能源需求的不斷攀升和自然資源的日益枯竭，對(duì)人類提出了新的挑戰(zhàn)，盡可能以高效和可持續(xù)的方式使用能源成為了當(dāng)務(wù)之急。太陽(yáng)能是地球上最直接最普遍也是最清潔的新能源越來(lái)越受重視。目前，我國(guó)道路照明占整個(gè)照明用電量的25%～30%,因此道路照明節(jié)能具有很大的潛力和空間。太陽(yáng)能路燈是一種利用太陽(yáng)能作為能源的路燈，因其具有不受公共供電影響，不用開(kāi)溝埋線，不消耗常規(guī)電能，只要陽(yáng)光充足就可以就地安裝等特點(diǎn)，日益受到人們的廣泛關(guān)注。太陽(yáng)能路燈即可用于城鎮(zhèn)公園、草坪的照明，又可用于人口分布密度較小，交通不便、缺乏常規(guī)燃料，難以用常規(guī)能源發(fā)電地區(qū)。太陽(yáng)能路燈最大的好處就在于它使用的是清潔的太陽(yáng)能，每一個(gè)路燈就像是一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)，通過(guò)太陽(yáng)能電池板吸收光線，轉(zhuǎn)換成電能，再儲(chǔ)蓄到自帶的蓄電池中，不需要再消耗額外的電能。太陽(yáng)能路燈的安裝簡(jiǎn)單、方便，只需要有一個(gè)基座固定，所有的線路和控制部分均放置在燈架之中，形成一個(gè)整體。下面結(jié)合省道333線LED太陽(yáng)能路燈項(xiàng)目的實(shí)施做簡(jiǎn)要介紹。

1 LED太陽(yáng)能路燈構(gòu)成及工作原理簡(jiǎn)介

LED太陽(yáng)能路燈主要組成部分如下：太陽(yáng)能光伏電池板、控制器、膠體鉛酸蓄電池組、LED（發(fā)光二極管）照明燈具、燈桿及基礎(chǔ)。太陽(yáng)能電池板就是將光能（主要為太陽(yáng)光）轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。依據(jù)光生伏打效應(yīng)即依據(jù)PN結(jié)的內(nèi)建電場(chǎng)使光生載流子分離達(dá)到結(jié)的兩邊而產(chǎn)生光電壓,連接到外電路得到功率輸出。太陽(yáng)能電池的功率與光照強(qiáng)度有關(guān)光照越強(qiáng)，則功率輸出越強(qiáng)。太陽(yáng)能光伏電池板白天接收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能經(jīng)過(guò)控制器儲(chǔ)存在膠體鉛酸蓄電池中，夜晚蓄電池對(duì)LED燈具供電。控制器的主要作用是控制路燈打開(kāi)和關(guān)閉，同時(shí)保護(hù)蓄電池，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，通過(guò)光控制，時(shí)間控制，過(guò)充電維護(hù)，保養(yǎng)和反向放電維護(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈系統(tǒng)的智能化控制，為路燈系統(tǒng)提供可靠的技術(shù)保障。膠體鉛酸蓄電池是對(duì)液態(tài)電解質(zhì)的普通鉛酸蓄電池的改進(jìn)，用膠體電解液代換了硫酸電解液，在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面較普通電池提高。LED照明燈具，它具有光效高、壽命長(zhǎng)、高荷電吸收能力、良好的可充性能、無(wú)需保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是道路照明的理想光源。

2 道路概況

省道S333線LED太陽(yáng)能路燈項(xiàng)目全長(zhǎng)24.3km。其中:獨(dú)山站至石橋北段長(zhǎng)14.4km,路基寬15m,路面寬12m, 路肩寬1.5m。石橋北至蓮花溫泉段長(zhǎng)9.9km,路基寬23m,路面寬15,路肩寬4m。

3 設(shè)計(jì)方案

由于太陽(yáng)能路燈使用的是新技術(shù)，并且整個(gè)行業(yè)處在起步發(fā)展階段，很多廠家的產(chǎn)品組合起來(lái)綜合穩(wěn)定性差。我們?cè)诙喾娇疾鞂?duì)比的基礎(chǔ)上采用飛利浦公司的成套產(chǎn)品。由于飛利浦LED燈具輸出光效高，在滿足照明需求的前提下，明顯節(jié)約電池板尺寸及蓄電池容量，降低系統(tǒng)功耗，節(jié)約能源，減少污染，使整個(gè)系統(tǒng)更加節(jié)能和綠色環(huán)保。采用飛利浦專業(yè)的路面照明設(shè)計(jì)，在亮度基本一致的情況下，明顯降低路燈照明的功率瓦數(shù)（66W），并顯著提高照明的均勻度。依據(jù)負(fù)載情況，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驙顩r、地理?xiàng)l件、使用環(huán)境、道路照明要求（可分時(shí)段多級(jí)智能控制輸出亮度，滿足不同時(shí)段需求）、相關(guān)技術(shù)規(guī)范不斷進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，它不但降低太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)成本，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)堅(jiān)固可行，同時(shí)具有防盜，防破壞設(shè)計(jì)。系統(tǒng)質(zhì)量可靠，更少的維護(hù)需求甚至零維護(hù)。具有數(shù)據(jù)采集功能，方便維修。由于太陽(yáng)能板、蓄電池、LED照明燈具、控制器均為飛利浦生產(chǎn)，有統(tǒng)一質(zhì)量保證和良好的系統(tǒng)銜接，方便維護(hù)。

3.1 本方案設(shè)計(jì)的原則

1）保證連續(xù)4天陰雨天情況下，仍能正常照明；

2）保證每天亮燈12小時(shí)，其中晚上前5個(gè)小時(shí)100%亮度，然后1個(gè)小時(shí)50%亮度，最后6個(gè)小時(shí)10%亮度；

3）照度平均值達(dá)到13（lux）左右；

4）結(jié)合南陽(yáng)空氣中粉塵較多、沿線植物遮擋較多、未來(lái)LED性能的遞減等因素，配置方案中含有一定的富余量。

3.2 具體設(shè)計(jì)方案

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4.施工中質(zhì)量控制

4.1 基礎(chǔ)開(kāi)挖混凝土澆筑

基礎(chǔ)坑開(kāi)挖尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。根據(jù)規(guī)范要求安裝鋼筋： 骨架尺寸、間距、垂直度、保護(hù)層設(shè)置、 預(yù)埋件位置及加固等嚴(yán)格執(zhí)行驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。模板采用木模或組合鋼模，幾何尺寸不得小于設(shè)計(jì)值，加固須滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求，確保澆注混凝土?xí)r模板不跑模、脹模。基礎(chǔ)內(nèi)電纜護(hù)管從基礎(chǔ)中心穿出。澆制鋼筋混凝土基礎(chǔ)前必須排除坑內(nèi)積水。混凝土澆筑應(yīng)對(duì)稱、分層進(jìn)行，每層厚度控制在 25cm～30cm，采用插入式振搗器施工。掌握混凝土的初凝時(shí)間，確保混凝土層面銜接質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)中間吊模的澆注時(shí)不翻漿而且能加高混凝土。在砼強(qiáng)度達(dá)到 2.5MPa 時(shí)才可拆模。灑水養(yǎng)生時(shí)應(yīng)用細(xì)水均勻澆養(yǎng)，或采用聚酯薄膜保濕、保溫養(yǎng)生 7d。待基礎(chǔ)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá) 75%以上時(shí)方可進(jìn)行回填。確保不碰壞基礎(chǔ)成品，力求對(duì)稱、分層回填，采用夯實(shí)機(jī)具壓實(shí)。

4.2 燈具組裝

太陽(yáng)能燈具組裝和一般燈具組裝不一樣的地方主要是安裝太陽(yáng)能電池板及固定框架，固定框架與燈桿的夾角提前在燈具廠加工好，確保太陽(yáng)能板傾斜角度與設(shè)計(jì)圖紙一致。同時(shí)還要保證太陽(yáng)能電池板的方向（北半球太陽(yáng)能光伏板正南，南半球太陽(yáng)能光伏板正北），為了保證朝向準(zhǔn)確，施工現(xiàn)場(chǎng)必須準(zhǔn)備指南針，確保太陽(yáng)能電池板安裝方向準(zhǔn)確。

4.3 燈具安裝調(diào)試

燈具安裝前應(yīng)清理基礎(chǔ)預(yù)埋件絲扣膠帶，安裝燈桿使用吊車采用特制的鎖扣（防滑、牢固、能自松卸方便拆缷， 控制吊點(diǎn)（桿高的 1/3 處） ，超過(guò)4級(jí)風(fēng)不得安裝。采用薄鋼板找平，用垂球法或紅外鉛直儀找正，立正后立即安裝地腳螺絲，保證各種螺母均勻緊固，加墊片和彈簧墊。緊固后螺出螺母不得少于兩個(gè)螺距。安裝好的燈桿應(yīng)進(jìn)行調(diào)試，除保證照度、均勻度等相關(guān)照明指標(biāo)還要保證路燈安裝高度（從光源到地面）、仰角、裝燈方向、太陽(yáng)能板傾斜角度、太陽(yáng)能電池板朝向保持一致，燈桿外觀順直、流線、平滑、垂直。燈頭及太陽(yáng)能電池板安裝堅(jiān)固可靠，接線應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范規(guī)定。燈桿的防銹層不得破壞，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)損壞的熱浸鋅、靜電噴塑涂層進(jìn)行及時(shí)修復(fù)。在燈臂、燈盤(pán)、燈桿內(nèi)穿線不得有接頭，穿線孔口或管口應(yīng)光滑、無(wú)毛刺，并應(yīng)采用絕緣套管或包扎，包扎長(zhǎng)度不得小于200mm。路燈安裝使用的金屬構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行熱浸鋅防腐防銹處理。

5 結(jié)論

太陽(yáng)能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源.也是清潔能源，不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。在太陽(yáng)能的有效利用當(dāng)中；大陽(yáng)能光電利用是近些年來(lái)發(fā)展最快，最具活力的研究領(lǐng)域，是其中最受矚目的項(xiàng)目之。太陽(yáng)能路燈超低壓產(chǎn)品，運(yùn)行安全可靠、節(jié)能無(wú)消耗、綠色環(huán)保、安裝簡(jiǎn)便、經(jīng)過(guò)對(duì)S333線太陽(yáng)能LED照明路燈系統(tǒng)的檢測(cè)測(cè)試觀察，結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。

[1]飛利浦公司安裝說(shuō)明.