探討市政照明中應(yīng)用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)

摘 要：在人們對市政照明要求越來越高的同時太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為市政照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了新的革命，利用太陽能發(fā)電技術(shù)進(jìn)行市政照明可以節(jié)約能源，提高市政電能的利用效率，實(shí)現(xiàn)市政照明設(shè)計(jì)的科學(xué)化、合理化。本文對市政照明中太陽能光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行分析，旨在促進(jìn)市政照明向著更加有序的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：市政照明；太陽能技術(shù)；光伏發(fā)電

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.066

未來綠色能源技術(shù)使用的主要是太陽能技術(shù)，隨著科技的發(fā)展，太陽能技術(shù)在中國普遍使用，我國政府也大力支持光伏發(fā)電，光伏產(chǎn)品制造廠商也在積極建廠，其生產(chǎn)的產(chǎn)品業(yè)也主要集中于需要進(jìn)行全球銷售的太陽能組件。但是目前來看，世界上很多國家，包括中國對太陽能技術(shù)的應(yīng)用還處于初級階段，太陽能產(chǎn)品生產(chǎn)廠家為了能夠獲得更好的發(fā)展，需要向一些有著豐富經(jīng)驗(yàn)的太陽能產(chǎn)品生產(chǎn)廠家學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利潤的最大化。現(xiàn)階段太陽能產(chǎn)品在市政照明方面的應(yīng)用越來越多，將太陽能電纜同其它市政電纜鋪設(shè)在統(tǒng)一管道內(nèi)，不僅便于管理，還能夠減少市政照明規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的成本，其市場前景一片看好。

1 市政照明中太陽能電纜的敷設(shè)

太陽能電纜溝道敷設(shè)有兩種方法，一種是把電纜敷設(shè)在專用的溝道內(nèi)，另一種是把電纜與其他公用管線一起敷設(shè)在同一條溝道內(nèi)。不管采用哪一種方法，使用溝道敷設(shè)方式都具有如下特點(diǎn)：①電纜復(fù)雜，②可以把多種不同電纜敷設(shè)在一起，③便于將來更換電纜，④可以用在難以采用管道敷設(shè)工程的場合，⑤可以與其他設(shè)施共用一條溝道。至于溝道的構(gòu)筑，可以在地面開挖，也可以地下掘進(jìn)。地面開挖溝道要受到地面建筑的限制，需要一定的條件；在不具備地面開挖條件的地方，就采用地下掘進(jìn)的方法來構(gòu)筑溝道。

2 市政照明中太陽能技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

將太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用在道路照明上，不僅安全、節(jié)能、環(huán)保，而且避免了電力電纜的長途鋪設(shè)。近年來國內(nèi)國外相關(guān)的太陽能道路照明技術(shù)不斷涌現(xiàn)，在市政電纜共同溝中敷設(shè)太陽能電纜，不僅能夠減少長距離敷設(shè)電纜帶來的浪費(fèi)，還便于對市政電纜進(jìn)行控制和管理。

太陽能轉(zhuǎn)換成電能主要有兩種不同的方法：第一種方法是將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能，就是利用太陽輻射能來發(fā)電；第二種方法是將太陽光轉(zhuǎn)換成電能，這需要通過光電器件，這種技術(shù)就是我們通常所說的“光伏發(fā)電”。從現(xiàn)階段的市政照明來看，太陽能發(fā)電利用的主要是光伏技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)利用的是光電轉(zhuǎn)換裝置，通過光電轉(zhuǎn)換裝置中半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)原理直接將太陽光轉(zhuǎn)換成電能。市政中使用的太陽能照明系統(tǒng)主要由四部分組成，包括太陽能電池板、充放控制器、蓄電池以及燈泡，太陽能發(fā)電既可以直接產(chǎn)生直流電，也可以通過逆變器轉(zhuǎn)換成220V交流電源，市政中太陽能照明系統(tǒng)主要取決于太陽能電池板的面積以及轉(zhuǎn)換率。

太陽能無處不在，可謂是取之不盡、用之不竭，但是現(xiàn)階段對太陽能發(fā)電的研究尚處于初級階段。隨著科技的發(fā)展，太陽能發(fā)電使用范圍會越來越廣，太陽能發(fā)電會從原來的注重發(fā)電的數(shù)量向重視發(fā)電質(zhì)量轉(zhuǎn)變，太陽能轉(zhuǎn)換效率的提高能夠推動太陽能發(fā)電技取得突破性進(jìn)展，會為市政照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來革命，太陽能技術(shù)在市政照明中的應(yīng)用前景一片看好。

3 案例分析——太陽能技術(shù)在市政照明中的應(yīng)用

在福建福州市內(nèi)一共有上百條人行通道，在通道內(nèi)晚上的照明效果非常好，但是其路燈配電的設(shè)計(jì)卻存在不足，路燈的電纜沒有單獨(dú)鋪設(shè)，主要是從附近路燈接電，這樣就會出現(xiàn)一種問題，通道內(nèi)的燈在晚上才能照明，白天卻不能發(fā)揮作用。人行通道碰到陰天、下雨等天氣狀況時，通道內(nèi)的照明效果較差，長通道的中間更是糟糕，可見度極低，伸手不見五指，搶劫等治安事件時常發(fā)生。鑒于此，福州市對市內(nèi)的人行通道的照明以及安全問題十分關(guān)注。福州市為了解決這一問題曾經(jīng)也想了很多辦法，但是很多辦法都存在敷設(shè)費(fèi)用過高的問題，此外有些方法可能還會破壞地面，影響交通。通過多方面綜合考慮，最后采用了利用太陽能發(fā)電來解決人行通道白天照明問題，福州市首先在五一路人行通道安裝了5套13W的太陽能燈泡，照明效果不錯，之后的幾年內(nèi)，又?jǐn)U大了范圍，其太陽能路燈的架設(shè)依然受到廣泛好評。

福州市五一路人行通道長72m，寬6m，高度大約是2.5m，該通道的中間沒有采光口。此次架設(shè)太陽能路燈，直接在該通道內(nèi)均勻布置了8套節(jié)能燈，其電源主要是通道外面的太陽能電池板。設(shè)計(jì)之初，計(jì)劃采用的是12V直流電源供電，但是通道太長，在通道電纜線路上產(chǎn)生的電壓降太大，最終還是采用逆變器將12V直流電轉(zhuǎn)變成220V交流電源供電。

在通道內(nèi)架設(shè)的太陽能路燈只在白天照明時使用，晚上照明則還是從附近路燈接電，架設(shè)的太陽能路燈平均照明時間為12h。清晨將通道內(nèi)的太陽能路燈關(guān)閉，太陽能蓄電池得到來自充放控制器的供電信號時，立即開始供電，太陽能蓄電池的反應(yīng)時間為0.5s，這時太陽能蓄電池開始供電，一直供電至傍晚，傍晚市政路燈開始供電時，會向充放控制器傳輸停止供電信號，太陽能蓄電池對停電信號做出響應(yīng)，開始停止供電，此時太陽能蓄電池停止向太陽能路燈供電，太陽燈路燈開始使用市政路燈電源進(jìn)行照明。通過這種方法實(shí)現(xiàn)太陽能蓄電池與市政電纜交替供電，確保通道的路燈能夠24h進(jìn)行照明。除此之外，為了防止市政電纜斷電，太陽能蓄電池可以在市政電纜斷電時連續(xù)三天為通道內(nèi)路燈持續(xù)供電，確保通道內(nèi)路燈的照明。

人行通道的太陽能路燈在陽光明媚時并不能發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，但是在陰雨天、清晨或者是傍晚時會發(fā)揮很好的照明效果。根據(jù)調(diào)查，在太陽能路燈沒有安裝之前，通道內(nèi)時有發(fā)生搶劫案，但是裝上太陽能路燈進(jìn)行照明后，搶劫案就大幅減少，通道內(nèi)照明條件的改善發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，照明的能見度有了很大提高，使市民的安全感大大提高。

4 總結(jié)

總而言之，太陽能路燈的應(yīng)用大大降低了市政照明的成本，在節(jié)能的同時帶給市民更好的生活體驗(yàn)，未來太陽能技術(shù)應(yīng)用會越來越廣泛，市政照明中太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用也會越來越普遍，市政照明設(shè)計(jì)會向著更好的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建寧.太陽能在道路照明技術(shù)中的應(yīng)用[J].光伏工程，2010（06）：10-12.

[2]吳春海.太陽能在市政照明的應(yīng)用前景[J].中國市政工程，2006（05）：20-25.

作者簡介：蘇芳（1980-），女，福建寧德人，本科，工程師。