太陽能路燈在大恒煤業(yè)的推廣與應用

李世興　孫玉明　劉林春　孫磊

摘? 要：我礦2016年8月份在礦內(nèi)安設了太陽能路燈后，給員工上下班帶來了很大的方便，同時也得到了廣大員工的一直認可，目前路燈使用效果良好。由于我礦有一部分員工在白土窯生活區(qū)居住，而礦區(qū)到白土窯生活區(qū)這段路沒有照明設施，給夜晚上下班員工帶來很多不便，同時還存在安全隱患。為了解決這個問題，給員工們有一個更加優(yōu)異的生活、工作環(huán)境，結合礦實際情況，在礦區(qū)至白土窯生活區(qū)段安設太陽能路燈。

關鍵詞：太陽能路燈;大恒煤業(yè);推廣與應用

一、實施方案

方案一：路燈電源引綜掘二隊生活區(qū)

1、礦大門外250米新修道路，道路寬12米，每間隔25米外行右側路邊安設1盞路燈，共需10盞，路燈高6米。路燈采用普通250W高壓汞燈。

2、自新修路到白土窯生活區(qū)路長900米，在靠近山體異側路邊每間隔30米安設1盞路燈，共需30盞，路燈高6米。路燈采用普通250W高壓汞燈。

優(yōu)點：①不受天氣環(huán)境原因影響。②亮度好。

缺點：

①施工較為麻煩。首先要鋪設電纜，這里就要進行電纜溝的開挖、鋪設暗管、管內(nèi)穿線、回填等大量基礎工程。然后進行長時間的安裝調(diào)試，如任何一條線路有問題，則要大面積返工。而且地勢和線路要求復雜、人工和輔助材料成本高昂。

②普通路燈使用中會產(chǎn)生固定高昂的電費，按照每天照明使用9小時，一年電費高達19710元（0.25*0.6*9*40*365=19710），并且要長期不間斷對線路和其它配置進行維護或更換，維護成本逐年遞增。

③普通路燈故障率比較高，維護不方便。

方案二：

1、礦大門外250米新修道路，道路寬12米，每間隔25米外行右側路邊安設1盞路燈，共需10盞，路燈高6米。路燈采用太陽能LED單火路燈。

2、自新修路到白土窯生活區(qū)路長900米，在靠近山體異側路邊每間隔30米安設1盞路燈，共需30盞，路燈高6米。路燈采用太陽能LED單火路燈。

優(yōu)點：

①節(jié)能，不產(chǎn)生電費。以太陽能光電轉換提供電能，取之不盡、用之不竭;使用太陽能照明燈具不會產(chǎn)生電費，一次性投入，無需任何維護成本。

②安全性好。由于太陽能燈不使用交流電，而是采用蓄電池吸收太陽能，將光能轉化為電能，直流低壓12V供電，是最安全的電源，絕無觸電、火災等意外事故。

③安裝施工、維護簡單。太陽能路燈的安裝，不用鋪設任何線路，只需做一個水泥基座，用不銹鋼螺絲固定即可;沒有停電限電的顧慮。

④產(chǎn)品科技含量高。控制系統(tǒng)、配件均是國際品牌、智能化設計，質(zhì)量可靠，使用壽命20年以上。

缺點：

①太陽能路燈蓄電池一般2-5年需要更換一次。

②太陽能路燈受氣候天氣影響大，在遇到連續(xù)陰雨時只能工作5天左右。

結合我礦實際情況以及響應國家節(jié)能政策，決定對礦區(qū)至白土窯生活區(qū)段照明安設太陽能路燈。

二、太陽燈路燈的主要優(yōu)勢

1、市電照明路燈安裝復雜：市電照明路燈工程中有復雜的作業(yè)程序，首先要鋪設電纜，這里就需要進行電纜溝的開挖、鋪設暗管、管內(nèi)穿線、回填等大量基礎工程。然后進行長時間的安裝調(diào)試，如任何一條線路有問題，則要大面積返工。而且地勢和線路要求復雜、人工和輔助材料成本高昂。太陽能路燈安裝簡便：太陽能路燈安裝時，不用鋪設復雜的線路，只要做一個水泥基座，然后用不銹鋼螺絲固定就可。

2、市電照明路燈電費高昂：市電照明路燈工作中需要支付固定高昂的電費，并且需要長期不間斷對線路和其它配置進行維護或更換，維護成本逐年遞增。太陽能路燈具免電費：太陽能路燈是一次性投入，無任何維護成本，長期受益。

3、市電照明路燈存在安全隱患：市電照明路燈在施工質(zhì)量、景觀工程的改造、材料老化、供電不正常、水電氣管道的沖突等方面都會帶來諸多安全隱患。 太陽能路燈沒有安全隱患：太陽能路燈是超低壓產(chǎn)品，運行安全可靠。太陽能路燈的其它優(yōu)勢：綠色環(huán)保。

4、綜上對比所述，太陽能路燈具有安全無隱患、節(jié)能無消耗、綠色環(huán)保、安裝簡便、自動控制免維護等特性。

對于太陽能廠區(qū)道路照明系統(tǒng)設計一般我們需要考慮以下幾個問題：

1、從功能上道路照明系統(tǒng)的主要功能是保證安全，提高交通運輸效率、保障人身安全、提供舒適環(huán)境、提升工廠形象。

2、在滿足道路照明各項功能需要的基礎上，提高道路照明系統(tǒng)的能效，降低系統(tǒng)功耗，節(jié)約能源，減少污染，以達到節(jié)能和環(huán)保的目的

3、另外還要結合當?shù)氐墓赓Y源情況，當?shù)仃幱晏鞖馇闆r，電池板受灰塵覆蓋、溫度影響、控制器、蓄電池的各種效率等實情況進行綜合考慮。

三、太陽能路燈照明設計

1、太陽能路燈的組成

太陽能路燈由以下幾個部分組成：太陽能電池板、太陽能控制器、蓄電池組、光源、燈桿及支架。

2、工作原理介紹

太陽能路燈是利用光生伏特效應原理制成的太陽能電池板，白天接收太陽輻射能并轉化為電能輸出，經(jīng)過充放電控制器儲存在蓄電池中，夜晚當照度逐漸降低至5lux左右、太陽能電池板開路電壓4.5V左右，充放電控制器偵測到這一電壓值后動作，蓄電池對燈頭放電。蓄電池放電12小時后，充放電控制器動作，蓄電池放電結束。充放電控制器的主要作用是控制路燈打開和關閉，同時保護蓄電池，延長蓄電池使用壽命。

3、太陽能電池組選型

太陽能電池板是太陽能路燈中的核心部分，也是太陽能路燈中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能，送至蓄電池中存儲起來。在眾多太陽光電池中較普遍且較實用的是單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池。在太陽光充足、日照好的東西部地區(qū)，采用多晶硅太陽能電池為好，因為多晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝相對簡單，價格比單晶低。在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區(qū)，采用單晶硅太陽能電池為好，因為單晶硅太陽能電池性能參數(shù)比較穩(wěn)定。

4、蓄電池選型

由于太陽能電池板發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定，再加上路燈的使用是在晚上，所以需要配置蓄電池系統(tǒng)才能工作。現(xiàn)在市面上大多采用鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池由于其鉛酸的腐蝕性和可再生利用性均無法達到環(huán)保和節(jié)能要求，另外維護和保養(yǎng)復雜，也使太陽能燈具在環(huán)保節(jié)能方面大打折扣。就這一問題，經(jīng)過研究和探索，選擇采用完全環(huán)保不腐蝕鉛基板的超微顆粒復合硅鹽化成液的硅能蓄電池，可使蓄電池反復使用并大大提高了性能，另外維護和保養(yǎng)更簡單。

5、控制器選型

無論太陽能燈具大小，一個性能良好的充電放電控制器是必不可少的。控制器不僅延長蓄電池的使用壽命，且對它的充電放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電。在溫差較大的地方，控制器還具備溫度補償功能。同時選用的太陽能控制器具有路燈控制功能，具有光控、時控功能，并具有夜間自動切控負載功能，便于陰雨天延長路燈工作時間。

6、光源選型

太陽能路燈采用何種光源是太陽能燈具是否能正常使用的重要指標，一般太陽能燈具采用低壓節(jié)能燈、低壓鈉燈、無極燈、LED光源。根據(jù)我礦的實際情況和要求這次方案采用高亮30WLED路燈頭，可比原低壓鈉燈節(jié)能60%。

7、安全性能

LED路燈的工作電壓一般為12V或24V，屬安全電壓，不做電氣保護接地。但太陽能路燈金屬燈桿應做防雷接地，接地電阻不大于10歐姆。

四、總結

通過以上分析得知：太陽能一次性投入略高于普通燈具，但在運行成本及維護上大大節(jié)省。太陽能路燈除儲電池外整體可用25年，10年后太陽能路燈的經(jīng)濟效益更為可觀（每年可節(jié)約各種費用達10多萬元）。并且完全符合節(jié)能減排的國家相關政策，并為子孫后代造福。