探讨市政照明中应用太阳能光伏发电技术

摘 要：在人们对市政照明要求越来越高的同时太阳能发电技术应运而生，为市政照明系统设计带来了新的革命，利用太阳能发电技术进行市政照明可以节约能源，提高市政电能的利用效率，实现市政照明设计的科学化、合理化。本文对市政照明中太阳能光伏发电技术进行分析，旨在促进市政照明向着更加有序的方向发展。

关键词：市政照明；太阳能技术；光伏发电

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

未來绿色能源技术使用的主要是太阳能技术，随着科技的发展，太阳能技术在中国普遍使用，我国政府也大力支持光伏发电，光伏产品制造厂商也在积极建厂，其生产的产品业也主要集中于需要进行全球销售的太阳能组件。但是目前来看，世界上很多国家，包括中国对太阳能技术的应用还处于初级阶段，太阳能产品生产厂家为了能够获得更好的发展，需要向一些有着丰富经验的太阳能产品生产厂家学习，实现企业利润的最大化。现阶段太阳能产品在市政照明方面的应用越来越多，将太阳能电缆同其它市政电缆铺设在统一管道内，不仅便于管理，还能够减少市政照明规划设计方面的成本，其市场前景一片看好。

1 市政照明中太阳能电缆的敷设

太阳能电缆沟道敷设有两种方法，一种是把电缆敷设在专用的沟道内，另一种是把电缆与其他公用管线一起敷设在同一条沟道内。不管采用哪一种方法，使用沟道敷设方式都具有如下特点：①电缆复杂，②可以把多种不同电缆敷设在一起，③便于将来更换电缆，④可以用在难以采用管道敷设工程的场合，⑤可以与其他设施共用一条沟道。至于沟道的构筑，可以在地面开挖，也可以地下掘进。地面开挖沟道要受到地面建筑的限制，需要一定的条件；在不具备地面开挖条件的地方，就采用地下掘进的方法来构筑沟道。

2 市政照明中太阳能技术的优缺点

将太阳能发电技术应用在道路照明上，不仅安全、节能、环保，而且避免了电力电缆的长途铺设。近年来国内国外相关的太阳能道路照明技术不断涌现，在市政电缆共同沟中敷设太阳能电缆，不仅能够减少长距离敷设电缆带来的浪费，还便于对市政电缆进行控制和管理。

太阳能转换成电能主要有两种不同的方法：第一种方法是将太阳辐射能转换成热能，就是利用太阳辐射能来发电；第二种方法是将太阳光转换成电能，这需要通过光电器件，这种技术就是我们通常所说的“光伏发电”。从现阶段的市政照明来看，太阳能发电利用的主要是光伏技术，这项技术利用的是光电转换装置，通过光电转换装置中半导体器件的光伏效应原理直接将太阳光转换成电能。市政中使用的太阳能照明系统主要由四部分组成，包括太阳能电池板、充放控制器、蓄电池以及灯泡，太阳能发电既可以直接产生直流电，也可以通过逆变器转换成220V交流电源，市政中太阳能照明系统主要取决于太阳能电池板的面积以及转换率。

太阳能无处不在，可谓是取之不尽、用之不竭，但是现阶段对太阳能发电的研究尚处于初级阶段。随着科技的发展，太阳能发电使用范围会越来越广，太阳能发电会从原来的注重发电的数量向重视发电质量转变，太阳能转换效率的提高能够推动太阳能发电技取得突破性进展，会为市政照明系统的设计带来革命，太阳能技术在市政照明中的应用前景一片看好。

3 案例分析——太阳能技术在市政照明中的应用

在福建福州市内一共有上百条人行通道，在通道内晚上的照明效果非常好，但是其路灯配电的设计却存在不足，路灯的电缆没有单独铺设，主要是从附近路灯接电，这样就会出现一种问题，通道内的灯在晚上才能照明，白天却不能发挥作用。人行通道碰到阴天、下雨等天气状况时，通道内的照明效果较差，长通道的中间更是糟糕，可见度极低，伸手不见五指，抢劫等治安事件时常发生。鉴于此，福州市对市内的人行通道的照明以及安全问题十分关注。福州市为了解决这一问题曾经也想了很多办法，但是很多办法都存在敷设费用过高的问题，此外有些方法可能还会破坏地面，影响交通。通过多方面综合考虑，最后采用了利用太阳能发电来解决人行通道白天照明问题，福州市首先在五一路人行通道安装了5套13W的太阳能灯泡，照明效果不错，之后的几年内，又扩大了范围，其太阳能路灯的架设依然受到广泛好评。

福州市五一路人行通道长72m，宽6m，高度大约是2.5m，该通道的中间没有采光口。此次架设太阳能路灯，直接在该通道内均匀布置了8套节能灯，其电源主要是通道外面的太阳能电池板。设计之初，计划采用的是12V直流电源供电，但是通道太长，在通道电缆线路上产生的电压降太大，最终还是采用逆变器将12V直流电转变成220V交流电源供电。

在通道内架设的太阳能路灯只在白天照明时使用，晚上照明则还是从附近路灯接电，架设的太阳能路灯平均照明时间为12h。清晨将通道内的太阳能路灯关闭，太阳能蓄电池得到来自充放控制器的供电信号时，立即开始供电，太阳能蓄电池的反应时间为0.5s，这时太阳能蓄电池开始供电，一直供电至傍晚，傍晚市政路灯开始供电时，会向充放控制器传输停止供电信号，太阳能蓄电池对停电信号做出响应，开始停止供电，此时太阳能蓄电池停止向太阳能路灯供电，太阳灯路灯开始使用市政路灯电源进行照明。通过这种方法实现太阳能蓄电池与市政电缆交替供电，确保通道的路灯能够24h进行照明。除此之外，为了防止市政电缆断电，太阳能蓄电池可以在市政电缆断电时连续三天为通道内路灯持续供电，确保通道内路灯的照明。

人行通道的太阳能路灯在阳光明媚时并不能发挥出其应有的作用，但是在阴雨天、清晨或者是傍晚时会发挥很好的照明效果。根据调查，在太阳能路灯没有安装之前，通道内时有发生抢劫案，但是装上太阳能路灯进行照明后，抢劫案就大幅减少，通道内照明条件的改善发挥着至关重要的作用，照明的能见度有了很大提高，使市民的安全感大大提高。

4 总结

总而言之，太阳能路灯的应用大大降低了市政照明的成本，在节能的同时带给市民更好的生活体验，未来太阳能技术应用会越来越广泛，市政照明中太阳能光伏发电技术的应用也会越来越普遍，市政照明设计会向着更好的方向发展。

参考文献：

[1]王建宁.太阳能在道路照明技术中的应用[J].光伏工程，2010（06）：10-12.

[2]吴春海.太阳能在市政照明的应用前景[J].中国市政工程，2006（05）：20-25.

作者简介：苏芳（1980-），女，福建宁德人，本科，工程师。