太阳能路灯在道路照明中应用的优势与劣势

摘 要: 随着社会经济的发展，地球资源日益贫乏，能源与环境问题越来越引起全社会的关注，可再生能源的开发与利用越来越受到人们的重视。太阳能作为一种新能源，与传统的发电方式相比，具有安全、环保、维护简单、资源永不枯竭等特点，在照明领域中得到广泛的应用。本文介绍了太阳能灯系统的组成和原理并总结了太阳能路灯在道路照明中应用的优势与劣势，以供广大同仁学习交流。

关键词：太阳能路灯； LED光源； 环保； 节能

中图分类号：TE08 文献标识码：A

引言：随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用；另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。太阳能——本世纪人类的主要能源之一，太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿万桶石油，可以说是取之不尽、用之不竭。

一.太阳能路灯的概述

1.太阳能路灯系统组成和工作原理

太阳能路灯系统主要由太阳电池组件、组件支架、光源、电控箱（内装控制器、蓄电池）、灯杆（含灯具）等几部分组成。

太阳能路灯利用太阳电池的光生伏特效应原理，白天太阳电池吸收太阳能光子能量产生电能，通过控制器储存在蓄电池里，当夜幕降临或灯具周围光照度较低时，蓄电池通过控制器向光源供电。太阳能路灯是一个自动控制的工作系统，只要设定该系统的工作模式就会自动运行工作。

2.太阳能路灯的特点

太阳能路灯有很多的独特的地方，太阳能路灯以晶体硅太阳能电池供电，它能把太阳的光能转化为电能，在白天太阳能电池板给蓄电池充电，到了晚上蓄电池给灯源供电，不需要复杂昂贵的管线铺设，而且可任意调整布局。所以在人口密集度低，而离骨干电网远，且交通不便的偏远地区，太阳能是最佳能源选择。太阳能路灯的独特之处决定了其广大应用领域，在我国的很多地方都能应用到。

太阳能路灯的最大特点就是他们基本全部采用太阳能照明，完全是免费的资源，可以无限的利用。所以在经济较发达地区，建设和建筑物一体化的屋顶太阳能并网光伏发电设施，起初在公益性的建筑上应用，而后逐渐推广到其他地方，同时在道路、公园、车站等公共场地中推广使用了光能路灯。这些太阳能路灯的应用都得益于太阳能路灯的独特之处，不但对太阳能的利用效率高，而且非常的环保。

二. 普通照明与太阳能路灯对比分析

随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓是无处不在。太阳能作为一种“取之不不尽，用之不竭”的安全、环保新能源越来越受到重视。这样，太阳能照明产品随着太阳能热水器普及之后应运而生，在这里就太阳能路灯和使用普通照明路灯的效果作实用对比。

1. 普通照明灯安装复杂

普通照明路灯工程有复杂的作业程序，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。然后需要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：太阳能路灯安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺栓固定即可。

2. 普通照明路灯电费高昂

普通照明路灯工作中有固定高昂的电费，要长期不间断的对线路和其他配置进行维护和更换，维护成本逐年递增。太阳能路灯免电费：太阳能路灯是一次性投入，无任何维护成本，三年可回收投资成本，长期受益。

综上所述，长期来看，太阳能LED灯具有节省投资，性价比高的特点，使用可再生能源，一次性投入，长期受益。

三. 太阳能路灯的局限性

1 .太阳能路灯不适于密集的城区

（1）城区的照明灯功率太大，一般都是250w的钠灯或者是400w的钠灯，如果用最节能的led光源需要用112w和180w的led灯去取代，才有相同的效果，目前太阳能路灯大多做到80W左右，100 W以上的太阳能路灯需独立太阳能电站供电，费用昂贵，再加上安装等问题整个照明做下来价格不菲，比传统的照明灯具贵3到5倍左右，对于政府方面来说承担不起。所有我们常见的太阳能路灯大多在公园小区新农村建设中，因为功率较小，亮度适合，费用低等特点越来越受到人们的欢迎。

（2）城市里面高楼大厦较多，对于太阳能电池遮挡严重，直接影响光照时间，也就是利用光照时间太短，其次，太阳能路灯控制器很多是根据太阳能板接收光照强度控制的，在城市里面车辆很多，加上楼体亮化，一般环境亮度比较高，会影响控制器的操作。

2. 太阳能路灯不适于北方天气

因为北方冬天冰雪天气较多，并且积雪较厚，会覆盖太阳能板，不易融化，且太阳能板的倾角不足以使积雪滑落，影响光电转换，若积雪较厚，易造成太阳能板的损坏，因此，目前太阳能路灯还不适合东北的气候。

本人认为有三种方式可解决北方气候对太阳能应用的局限性

第一种方式，可采用市电与太阳能互补的方法，在冰雪天气，采用市电供电，在晴好天气，采用太阳能供电，需正常敷设电缆及安装电气配电装置，无法体现出太阳能的优势，但此种方式造价较高，初期投资比正常路灯与太阳能路灯均高。

第二种方式，可采用风能与太阳能互补的方法，简称风光互补，风光互补发电系统是一种风能和光能转化为电能，并具有相互补充因自然状况变化而影响发电的功能，工作原理是利用风作为动力，带动发电机旋转，把风能转变为电能，向蓄电池组充电并储存电能。利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电，供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。此种方式将风能与电能这两种洁净能源较完美的结合在一起，无论什么自然条件下，只要有风或者阳光都可以对蓄电池进行持续充电。

3. 太阳能路灯的寿命有限

太阳能板受日照条件的影响，昼夜的更迭和气候的变化，太阳电池表面灰尘都影响它的工作效率。其自身的组件组合损失、控制器，逆变器损失、蓄电池效率损失、线路损失、季节性负载损失也是影响它的工作效率的最大因素，据乐观估计，其利用效率仅为30%。

它的寿命虽然从原理上讲是很长的，然而实际却有限，太阳电池的组件由于受到雨水、热和紫外线的辐射而恶化。此外脏物、灰尘等都影响着它的使用寿命。太阳能路灯如不定期清洁，由于热斑效应造成太阳能电池板损坏。

四. 结束语

综上所述，面对人类的可持续发展，能源问题越来越受到全球各个国家的重视，从现有常规能源向清洁、可再生的新能源过渡已提到议事上来了。因此，如风能，太阳能等新型可再生能更加受到了人们的关注，因为新能源是依托高新技术的发展，开辟持久可再生能源的道路，以满足人类不断增长的能源需求，并保护地球的洁净。利用太阳能发电，既不需要燃料，也没有烟尘和灰渣，不污染环境，非常清洁。特别是太阳能电池组件，使用寿命可达20 年以上，性能稳定，同时维护费用较低，在未来的能源领域里定会有广阔的发展前景。太阳能路灯也将会成为全国乃至全世界各大城市中的焦点。

参考文献

[1] 王君一.太阳能利用技术[M].北京：金盾出版社，2008.

[2] 周志敏.太阳能LED照明技术与工程应用[M].人民邮电出版社，2011.

[3] 胡兴军.太阳能照明原理、组成及控制系统[J].电源技术应用,2010(07).