城市道路照明应用太阳能光伏发电技术探析

《城市道路照明应用太阳能光伏发电技术探析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、城市道路照明应用太阳能光伏发电技术探析　　摘要：降低城市道路照明耗电的有效方法之一是应用太阳能光伏发电。目前已有较多的应用实例，且由于节能但同时造价较高的原因，其引起了社会的广泛关注及议论。目前这方面的技术规范还未建立，已经建设的项目质量部分不尽如人意。本文试图从技术的角度对城市道路照明应用太阳能光伏发电进行探讨，以与同行交流。关键词：道路照明太阳能光伏发电中图分类号：TK511文献标识码：A典型的道路照明光伏系统如图1，主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器、自动控制切换器、交直流变换器五大部分组成。这些部件不涉及机械传动装置，技术性能可靠稳定寿命长、安装维护简便。在控制器的控制下，

2、白天太阳升起之后，太阳能板被阳光照射，产生电能，并储存于蓄电池中；夜幕降临，太阳能板不再产生电能，而蓄电池开始通过控制装置等向光源供电。如果蓄电池容量不足，则装置自动切换到市电供电。第二天周而复始。一、电池板发电量计算7太阳能电池功能是将光能转换成电能。众多太阳能光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种，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，因多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶低，转换效率在近几年不断提高。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，因单晶硅太阳能电池电性能参数比较稳

3、定。道路照明工程设计计算中，峰值功率Pm是电池板选择时需要明确的参数，根据该参数，系统每天发电量为：系统每天发电量=PmXHXKXL式中,H---太阳能组件安装地域日平均峰值日照时数K---太阳能组件的斜面修正系数，根据所在地区纬度，一般取0.9～0.95L---由衰减、灰尘、充电效率等引起的损失系数，一般取0.9图2为我国太阳能总辐射量分布图。太阳能分布表总辐射量与日平均峰值日照时数间的对应关系年总辐射量千焦/厘米2年4204605005405806206607007407日平均峰值日照时数H3.193.503.824.144.464.785.105.425.75区域划分丰富区较

4、丰富区可利用区贫乏区年总辐射量千焦/厘米2年≥580500-580420-500≤420全年日照时数≥3000H2400-3000H1600-2400H≤1600地域内蒙西部、新疆南部甘肃西部、青藏高原新疆北部、东北、内蒙东部、华北、陕北、宁夏、甘肃部分、青藏高原东侧、海南、台湾东北北端、内蒙呼盟、长江下游、两广、福建、贵州部分、云南、河南、陕西重庆、川、贵、桂、赣部分地区特征日照时数≥3300小时年日照百分率≥0.75日照时数2600-3300小时年日照百分率≥0.6-0.75太阳能丰富区到贫乏区的过度带日照时数≤1800小时年日照百分率≤0.4建议不使用太阳能的地区连续阴雨天2

5、375图2太阳能总辐射量分布图二、市电转换装置的采用7一方面，相对于太阳能光伏组件而言，城市道路路灯的耗电较大。区别于支路、次干道、主干道，也区别于光源类型，每杆路灯光源的安装容量主要在100W至400W。以100W路灯每晚亮灯时间11小时为例，其耗电在1.3KWH。对于太阳能板，按照单晶硅型、每平米峰值功率150W考虑，平均每天发电量约为0.65KWH。另一方面，不同于景观照明，城市道路照明属于功能性照明，具有一定的可靠性要求，也就是较高的亮灯率，以提供车行人流的安全。而太阳能电池，能源来源于阳光。在阴天时，太阳能电池不能产生电能，路灯就要利用蓄电池前面未能用完剩余的电能，于是，

6、我们必须提高蓄电池容量，增加太阳能组件，使得系统可以在一天内收集、储存足够两天用的电能。然而，连续阴雨天呢？据统计，深圳近年出现过连续阴雨天十四天的情况。难道我们要按照14天阴雨天来设计道路照明光伏系统吗？基于以上，当路灯系统应用太阳能光伏时，笔者建议采用市电作为备用电源，一方面保证了路灯的亮灯可靠性，另一方面，也能有效控制工程造价。图1采用了自动控制切换器，其自动检测蓄电池电压。当蓄电池储蓄的电能较低，输出电压低于设定值时，切换器自动将市电无缝切换为路灯的输入电源，从而保证路灯工作的连续性。三、蓄电池容量选择太阳能路灯对所用蓄电池的基本要求是：71、应能把白天太阳能电池组件产生的

7、能量完全存储下来；2、自放电率低；3、使用寿命长；4、深自放电能力强；5、充电效率高；6、少维护或免维护；6、工作温度范围宽；7、价格低廉；8，环保，无污染。能够和太阳能电池配套使用的蓄电池种类很多，目前广泛采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种。国内目前主要使用铅酸免维护蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能要求可靠、无人值守、用电容量相对较大的太阳能路灯。普通铅酸蓄电池需要经常维护且环境污染较大，碱性镍镉蓄电