探討市政照明中應用太陽能光伏發電技術

摘 要：在人們對市政照明要求越來越高的同時太陽能發電技術應運而生，為市政照明系統設計帶來了新的革命，利用太陽能發電技術進行市政照明可以節約能源，提高市政電能的利用效率，實現市政照明設計的科學化、合理化。本文對市政照明中太陽能光伏發電技術進行分析，旨在促進市政照明向著更加有序的方向發展。

關鍵詞：市政照明；太陽能技術；光伏發電

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

未來綠色能源技術使用的主要是太陽能技術，隨著科技的發展，太陽能技術在中國普遍使用，我國政府也大力支持光伏發電，光伏產品制造廠商也在積極建廠，其生產的產品業也主要集中于需要進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的應用還處于初級階段，太陽能產品生產廠家為了能夠獲得更好的發展，需要向一些有著豐富經驗的太陽能產品生產廠家學習，實現企業利潤的最大化。現階段太陽能產品在市政照明方面的應用越來越多，將太陽能電纜同其它市政電纜鋪設在統一管道內，不僅便于管理，還能夠減少市政照明規劃設計方面的成本，其市場前景一片看好。

1 市政照明中太陽能電纜的敷設

太陽能電纜溝道敷設有兩種方法，一種是把電纜敷設在專用的溝道內，另一種是把電纜與其他公用管線一起敷設在同一條溝道內。不管采用哪一種方法，使用溝道敷設方式都具有如下特點：①電纜復雜，②可以把多種不同電纜敷設在一起，③便于將來更換電纜，④可以用在難以采用管道敷設工程的場合，⑤可以與其他設施共用一條溝道。至于溝道的構筑，可以在地面開挖，也可以地下掘進。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，就采用地下掘進的方法來構筑溝道。

2 市政照明中太陽能技術的優缺點

將太陽能發電技術應用在道路照明上，不僅安全、節能、環保，而且避免了電力電纜的長途鋪設。近年來國內國外相關的太陽能道路照明技術不斷涌現，在市政電纜共同溝中敷設太陽能電纜，不僅能夠減少長距離敷設電纜帶來的浪費，還便于對市政電纜進行控制和管理。

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

太陽能無處不在，可謂是取之不盡、用之不竭，但是現階段對太陽能發電的研究尚處于初級階段。隨著科技的發展，太陽能發電使用范圍會越來越廣，太陽能發電會從原來的注重發電的數量向重視發電質量轉變，太陽能轉換效率的提高能夠推動太陽能發電技取得突破性進展，會為市政照明系統的設計帶來革命，太陽能技術在市政照明中的應用前景一片看好。

3 案例分析——太陽能技術在市政照明中的應用

在福建福州市內一共有上百條人行通道，在通道內晚上的照明效果非常好，但是其路燈配電的設計卻存在不足，路燈的電纜沒有單獨鋪設，主要是從附近路燈接電，這樣就會出現一種問題，通道內的燈在晚上才能照明，白天卻不能發揮作用。人行通道碰到陰天、下雨等天氣狀況時，通道內的照明效果較差，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生。鑒于此，福州市對市內的人行通道的照明以及安全問題十分關注。福州市為了解決這一問題曾經也想了很多辦法，但是很多辦法都存在敷設費用過高的問題，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，又擴大了范圍，其太陽能路燈的架設依然受到廣泛好評。

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。此次架設太陽能路燈，直接在該通道內均勻布置了8套節能燈，其電源主要是通道外面的太陽能電池板。設計之初，計劃采用的是12V直流電源供電，但是通道太長，在通道電纜線路上產生的電壓降太大，最終還是采用逆變器將12V直流電轉變成220V交流電源供電。

在通道內架設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，架設的太陽能路燈平均照明時間為12h。清晨將通道內的太陽能路燈關閉，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，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行照明。通過這種方法實現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三天為通道內路燈持續供電，確保通道內路燈的照明。

人行通道的太陽能路燈在陽光明媚時并不能發揮出其應有的作用，但是在陰雨天、清晨或者是傍晚時會發揮很好的照明效果。根據調查，在太陽能路燈沒有安裝之前，通道內時有發生搶劫案，但是裝上太陽能路燈進行照明后，搶劫案就大幅減少，通道內照明條件的改善發揮著至關重要的作用，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

總而言之，太陽能路燈的應用大大降低了市政照明的成本，在節能的同時帶給市民更好的生活體驗，未來太陽能技術應用會越來越廣泛，市政照明中太陽能光伏發電技術的應用也會越來越普遍，市政照明設計會向著更好的方向發展。

參考文獻：

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

[2]吳春海.太陽能在市政照明的應用前景[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。