淺談太陽能路燈在城市道路中的應(yīng)用

李瑞軍+王敏

摘 要：我國以發(fā)達(dá)城市作為太陽能路燈的發(fā)展基地，大力宣傳此應(yīng)用的最佳效果以及對人們使用的方便性，本文探討了太陽能路燈在城市道路中的應(yīng)用情況，供參考。

關(guān)鍵詞：太陽能；LED；城市道路；應(yīng)用

LED是一種環(huán)保節(jié)能型的半導(dǎo)體光源，具有很強(qiáng)的發(fā)展前景。陽能LED路燈會在半夜人多車多的情況下增強(qiáng)使用效率點(diǎn)亮LED路燈，有很好的照明效果，在剩下的時間段能夠利用超節(jié)能的輸出模式，節(jié)約電能的浪費(fèi)消耗，延長路燈的使用時間。

1 太陽能路燈的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 推動技術(shù)發(fā)展

太陽能LED路燈是國家為了促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展而推行的一種高科技技術(shù)應(yīng)用。這種技術(shù)的應(yīng)用在實(shí)際太陽能LED領(lǐng)域有很大的發(fā)展，但是缺乏推行的力度，主要是因?yàn)樵谑姓芾碇腥鄙儋Y金的大力支持，造成太陽能LED路燈技術(shù)的應(yīng)用被忽略，阻礙了發(fā)展的腳步。其次，太陽能LED路燈的功率越來越大，因此成本會越來越高，對于一般的城市來說，在一定程度上很難達(dá)到資金的要求。

1.2 受到很多的關(guān)注與推廣

我國以發(fā)達(dá)城市作為太陽能LED路燈的發(fā)展基地，全面引領(lǐng)其他地方城市道路對太陽能LED路燈在城市道路中的應(yīng)用，大力宣傳此應(yīng)用的最佳效果以及對人們使用的方便性，我國也在很多的地區(qū)發(fā)展了半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。積極引進(jìn)國內(nèi)外半導(dǎo)體照明龍頭企業(yè)，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，建立健全半導(dǎo)體照明產(chǎn)品應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)鏈培養(yǎng)的扶持政策體系，促進(jìn)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這種太陽能LED路燈的應(yīng)用很受大家的廣泛關(guān)注，甚至這些城市已經(jīng)摒棄了傳統(tǒng)使用的路燈。

1.3 覆蓋面較廣

由于城市道路對太陽能LED路燈的大力宣傳與廣泛應(yīng)用，此應(yīng)用已經(jīng)覆蓋了我國大多數(shù)的城市。很多的城市道路為保證太陽能LED路燈照明的穩(wěn)定性與使用壽命，經(jīng)常會對太陽能LED路燈做嘗試性應(yīng)用，確保在使用過程中不出現(xiàn)使用障礙，完善太陽能LED路燈在城市道路中的應(yīng)用。

2 太陽能路燈的應(yīng)用

2.1 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)特征

2.1.1 可持續(xù)性。全世界都在面臨著化石能源日益枯竭的現(xiàn)象，是因?yàn)楝F(xiàn)在大規(guī)模的工業(yè)開采和不斷增長的能源消費(fèi)需求。而太陽能輻射，是一種新能能源，取之不盡的。硅元素在地球中的含量豐富，是太陽能光伏發(fā)電所用的一種能源。在發(fā)展太陽能光伏發(fā)電中占據(jù)了有利的條件，為改善能源結(jié)構(gòu)提供了保障，更好的使用太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。

2.1.2 高技術(shù)、高成本。傳統(tǒng)能源發(fā)電裝置，大多數(shù)國家和企業(yè)已經(jīng)掌握其生產(chǎn)技術(shù)，電力產(chǎn)品成本低，主要由鍋爐，汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等組成。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)因設(shè)備的技術(shù)要求高而導(dǎo)致成本高是制約光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大因素。光伏產(chǎn)業(yè)是太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程，而裝備是貫穿太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。由于技術(shù)壁壘高，生產(chǎn)市場壟斷，成本較高，占整個光伏系統(tǒng)價值的30%左右，使太陽能電池成為系統(tǒng)中的核心部件。

2.1.3 儲能技術(shù)。太陽能光伏發(fā)電的關(guān)鍵是儲能技術(shù)。實(shí)現(xiàn)太陽能光伏發(fā)電是利用白天的太陽能輻射轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽鞘侨旌蛴秒?，只有?shí)現(xiàn)白天和晚上發(fā)電互補(bǔ)，才能用光伏產(chǎn)品。還有，儲能技術(shù)的成本過高，也使光伏不能很好的運(yùn)用。只有當(dāng)太陽能儲能技術(shù)徹底解決了，光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入大型儲能階段，才能在全國普及和應(yīng)用。

2.2 對比

2.2.1 發(fā)光效果。150W的傳統(tǒng)高壓鈉燈光通量是17000lm，其產(chǎn)生的照明效果為113lm/W，但是能夠利用的折射光通率僅為33%左右。而100W的太陽能LED路燈光通量是7000lm，但產(chǎn)生的照明效果為70lm/W，其利用的折射光通率卻在70%-80%之間。在實(shí)際應(yīng)用中的折射光通量，太陽能LED燈要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的高壓鈉燈。根據(jù)鎮(zhèn)流器的消耗、燈具的使用效率以及利用的光通率三個因素，可以得出在小功率的光源對比中，太陽能LED路燈要比高壓鈉燈節(jié)省電量。

2.2.2 使用壽命。一般傳統(tǒng)的高壓鈉燈的平均使用壽命大約是4年，而太陽能LED路燈的平均使用壽命為10年，但卻沒有實(shí)質(zhì)性的依據(jù)可以證明。對于這兩者之間的壽命比可以通過對芯片的封裝及燈具散熱的具體情況，觀察電源衰減的情況。

2.2.3 維護(hù)、維修。太陽能LED路燈的內(nèi)部構(gòu)成部件很復(fù)雜，除了芯片，若是其他的某個部件損壞都會造成芯片不亮。若是太陽能LED路燈不亮，就需要取下LED路燈進(jìn)行全方面的檢測與維修。

2.2.4 節(jié)能。道路照明的時間大約為10h/天，按照每年365天算，若是使用133套180W傳統(tǒng)的高壓鈉燈和43套120W鈉燈，這一年使用的電量則為10.62萬KWh，而太陽能LED路燈的壽命為10年，則在10年內(nèi)都使用太陽能LED路燈，則可以節(jié)省106.22萬KWh的電量。

2.3 設(shè)計(jì)

2.3.1 光照設(shè)計(jì)。利用光學(xué)中的自由曲面設(shè)計(jì)可以很好的將光照的效果顯示出來，自由曲面是指非對稱的曲面。因?yàn)榇蟛糠值墓庠凑凵涑龅墓舛际遣黄骄模艺丈涞慕嵌群艽?，必須利用光學(xué)自由曲面的設(shè)計(jì)，將照明的地面有均勻的亮度。常運(yùn)用的光照均勻方法有重疊和剪裁法。

2.3.2 配光設(shè)計(jì)。對于配光設(shè)計(jì)方面，必須將太陽能LED路燈按照一定的排列順序列起來，形成一個擴(kuò)展光源，利用反光板和燈罩將空間的光度均勻分布，實(shí)現(xiàn)道路均勻照明的效果。因?yàn)樘柲躄ED路燈排列的間隙較小，散熱有一定的難度，所以要嚴(yán)格控制安裝的個數(shù)，但滿足不了大面積的均勻照明效果。因此對太陽能LED路燈的配光設(shè)計(jì)還是很有必要的，目前，常用的分配方法有區(qū)域分割以及直接映射。

2.3.3 熱設(shè)計(jì)。太陽能LED路燈的使用中，對溫度的測試是很重要的，它對路燈發(fā)光的效率有很大的影響。LED作為半導(dǎo)體元件的發(fā)光物體，會跟隨者溫度的變化，其物理特性也會發(fā)生變化，例如：降低外量子的效率；溫度升高，會造成太陽能LED路燈反光的波長發(fā)生偏移，加大了光衰的效率，降低了使用的壽命。

2.4技術(shù)

2.4.1 功率大，其太陽能LED路燈的發(fā)熱問題就越嚴(yán)重?？刂茰囟仁菫榱吮Ｗo(hù)太陽能LED路燈在城市道路中使用的壽命，若PN結(jié)的溫度越高，則構(gòu)件發(fā)生變化的可能性就越高，特別是顯色和色溫的關(guān)系。因此，提高太陽能LED路燈的制造水平，是保證路燈使用壽命的前提。

2.4.2 建立一個具有評價的系統(tǒng)也很必要。太陽能LED路燈與傳統(tǒng)的高壓鈉燈產(chǎn)生的光源相比較，其前者的光照與配光有很好的效果，但是在光學(xué)和色度學(xué)上看重這兩種效果，則就需要建立一個新型的評價系統(tǒng)。

結(jié)束語

太陽能LED路燈在城市道路中的應(yīng)用與傳統(tǒng)的高壓鈉燈有很大的區(qū)別，其利用的是太陽電池作為電源，但其成本很高，為了降低成本的投入，對于一般的城市來說，在一定程度上很難達(dá)到資金的要求。因此，太陽能LED路燈在城市道路中的應(yīng)用，沒有在實(shí)際應(yīng)用中落實(shí)、發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]曾國川.探討太陽能LED路燈照明系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].城市建筑，2013，（06）.

[2]楊貴香.LED路燈在市政道路中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2013，（19）.

[3]吳淑梅，霍彥明，徐梅.LED光源在照明中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2008（9）.