太阳能在市政照明的应用前景论文_徐文兵

太阳能在市政照明的应用前景论文_徐文兵

摘要:在本文中,本人对太阳能在市政照明中所具备的优点以及缺点进行了一一对比和分析,并在此基础上提出了关于太阳能类灯在功率、造价以及景观等诸方面的发展方向以及现实选择,最后以人行通道上的照明灯的项目作为实例,对太阳能在市政照明所具备的应用前景进行了详细阐述。

关键词:太阳能;市政照明;人行通道;应用前景

一、太阳能在市政照明所具备的优点和缺点

如果要把太阳能变为电能,可以通过两种方式:其一是将太阳辐射能变为热能,也就是太阳能发热;其二是以光电器件的形式把太阳能变为电能,也就是太阳光发电。如果自市政照明的角度来看,一般都是以太阳能发电(太阳能光伏技术)的方式来发电。换言之,是以光电转换器具的方式,借助半导体的光伏原理将太阳光变为电能。

一般来讲,太阳能的照明系统大致包括有充放电控制器、太阳能电池板、灯泡以及蓄电池等,其一方面能直接转变为低压直流电的方式提供照明,另一方面也能凭借逆变器而变为220V的交流电来提供照明。

太阳能的照明系统自身功率往往取决于其自身电池板的转换功率以及面积。现如今,电池板大致分为多晶硅、单晶硅以及非晶硅等三类,以单晶硅为主流产品,其转换功率为10%至15%之间的范围。

(一)太阳能在市政照明中所具备的优点

1、太阳能市政照明具备环保、节能、无污染、零排放的优点,可以实现真正、彻底的绿色照明。

2、太阳能不必实施电力增容配置,能单独安装,从而节省因为配电系统所需要的开支。从现在一般城市的实际情况来推算,一般而言,路灯的配电系统自身的价格在每瓦4至5元左右,而因为太阳能的存在,将大幅度减少这笔配置所需要的开支。

3、仅需一次性投资,便能实现长久的受益,不必支付电费,因此其节约用电的效果更为明显。以现在最为普遍的高压钠灯作为例子来讲,每年每瓦所消耗的电费大约在4元左右,而如果安装太阳能灯,则可以大幅度减少这笔费用。

4、安装较为方便,不必埋线挖沟,从而避免了道路的损坏,并且节省了施工所需费用,尤其是针对附近的很难敷设电缆以及没有电源的路段来讲,其现实意义更为凸显。

5、能直接提供低于36V的直流电,因此安全性比较高,稳定性比较强,比较适合那些油田等较为特殊的场所来应用。

6、在管理和维修等方面较为简单,且安全性高,不必因为无电缆或者被盗而绞尽脑汁。

(二)太阳能在市政照明中所具备的缺点

1、需要很高的造价。同传统的路灯相比较太阳能电灯在造价上要远远高于传统路灯。

2、电池板会很大的影响到城市的景观。电池板的转换率普遍很低,很难满足城市的景观需求以及防风需求。

3、对外在环境的依赖性很大。太阳能的电池板须当保证具有充足的日照长度,如果阴雨天的持续时间很长,则会严重影响到太阳能的发电。此外,其对于安装的位置以及角度也有极高的要求,而城市道路旁边往往建有很高的楼层,所以往往遮光现象较为严重,所以更加加大了在城市道路上安装太阳能照明灯的难度。

4、同传统的直流电灯相比较,太阳能灯的选择余地比较小,且价格相对来讲比较高,在光色上也无法达到让人满意的效果。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆假如说通过逆变器变为220V的交流电,则会出现因为逆变器的存在而影响城市市容且损坏功率等现象。

总之,在短时间内,太阳能型照明灯尚无法彻底取代传统的照明灯,不过我们也不必过分求全责备而无所作为。我们可以将目标集中于小功率之上,争取在功率、造价以及景观等几方面达到平衡,以便最大限度的普及太阳能型照明灯。

比如说,现如今市面上所存在的小功率型太阳能草坪灯、庭院灯便很有特色,设计得较为别致,且其电池板也不大,因此具备较强的竞争力。再比如说,公交站台上因为具有较大顶棚,且造型较为特别,所以只要不严重遮光,也是可以以太阳能的方式来发电,为站台的广告牌发电的。再比如说,低于那些附近没有配电系统的道路且很难敷设电缆、挖掘路面的区域(比如说立交桥的人行道),便可以考虑安装太阳能照明灯来为行人提供照明。

二、实例分析

某市的立交桥共计两百条人行道,一般而言,夜间的照明效果较好,不过因为在建设的过程中未能对其单独配电,所以都是通过附近的路灯来接电,于是致使通道灯的关灯时间和开灯时间必须得同路灯的开关时间保持一致,且白天不能开灯。因为该区域的人行通道不是地下通道,所以白天光线较强的时间段尚可维持照明,但是在傍晚、清晨或者阴雨天等时间段不开灯,则会导致通道内比较阴暗,行人走路不够安全,甚至会发生持刀抢劫等犯罪事件。

为了杜绝该类情况的发生,该市政府在实际情况的基础上,通过各种努力,力求在景观、功率以及造价等方面达成平衡,最终采用太阳能发电的方式来提供了白天的照明,而夜间则依然沿用原来的通道路灯照明的方式提供照明。

该市于2004年10月在该立交桥安装了五套十三瓦的太阳能路灯,发现其照明效果较好之后又进一步扩大了安装的范围,在其他立交桥的人行通道上也相继安装了太阳能路灯。

其中,某立交桥的通道长度为七十二米,宽度为六米,高度在三米足有,中间没有采光口,在该条通道内布置有八套太阳能路灯,经由外面的太阳能电池板来提供电源,通过逆变器,将12V的直流电变为220V的交流电。

白天有太阳时,由蓄电池及电池板源源不断的充电的同时,为行人提供大约十二个小时的照明。夜间则关闭太阳能灯,改为市政通道路灯提供照明,从而确保该区域一天24小时内均能提供照明。而如果该区域因故而停电,则可以由太阳能路灯提供连续三个小时的照明。尽管太阳能路灯所提供的照明效果在阳光充足时不甚明显,不过其在傍晚、清晨以及阴雨天之时所提供的照明效果却普遍较好。据本人调查发现,因为该区域安装了太阳能路灯,直至今日,未发生过持刀抢劫案件,这跟照明条件的提升不无关系。

三、总结语

太阳能到处都有,只是一直以来都没有得到开发利用。而随着科技的发展,太阳能得到了越来越充分的利用,近几年来,太阳能灯也越来越多的出现在人们的视野中,太阳能灯具备环保、节能、无污染、零排放的优点,可以实现真正、彻底的绿色照明。此外,太阳能灯安装方便,使用安全,且能极大的减少费用开支,在这方面来讲,比传统的路灯占据优势。不过太阳能灯需要很高的造价,电池板会很大的影响到城市的景观,且对外在环境的依赖性很大,因此也具备传统路灯所不具备的缺点。所以,在短时间内,太阳能型照明灯尚无法彻底取代传统的照明灯,不过我们也不必过分求全责备而无所作为。我们可以将目标集中于小功率之上,争取在功率、造价以及景观等几方面达到平衡,以便最大限度的普及太阳能型照明灯,且未来的技术会越来越高端,随着技术的不断发展成熟,太阳能会得到更为广泛的应用,它终将会实现从量到质的升华和转变,一旦太阳能在效率的转换上有所突破,必然会为市政照明提供更进一步的改革,从而让市政照明因为太阳能的存在而发展更为久远。

参考文献

[1]徐国平.试论太阳能光伏发电在城市照明系统中的应用及前景[J].低碳世界,2014(14).

[2]楚宪峰,黄翔,王岩,et al.浅析青岛太阳能光伏发电发展的方向及推广对策[J].环境科学与管理,2009,34(1):124-126.

[3]蒲凌.太阳能照明在深圳市中心广场及南中轴景观环境工程中的应用[J].电气时代,2007(8):78-80.

论文作者:徐文兵

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期

论文发表时间:2019/4/23

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