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(duì)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(huì)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(shí)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(shí)間。

1 太陽能路燈的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 推動(dòng)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(huì)越來越高，對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(huì)對(duì)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(gè)光伏系統(tǒng)價(jià)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(chǔ)能技術(shù)。太陽能光伏發(fā)電的關(guān)鍵是儲(chǔ)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?，但是是全天候用電，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(chǔ)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(chǔ)能技術(shù)徹底解決了，光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入大型儲(chǔ)能階段，才能在全國普及和應(yīng)用。

2.2 對(duì)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(gè)因素，可以得出在小功率的光源對(duì)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(duì)于這兩者之間的壽命比可以通過對(duì)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(gè)部件損壞都會(huì)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(shí)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(duì)稱的曲面。因?yàn)榇蟛糠值墓庠凑凵涑龅墓舛际遣黄骄?，而且照射的角度很大，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(duì)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(gè)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(gè)數(shù)，但滿足不了大面積的均勻照明效果。因此對(duì)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(duì)溫度的測試是很重要的，它對(duì)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(huì)跟隨者溫度的變化，其物理特性也會(huì)發(fā)生變化，例如：降低外量子的效率；溫度升高，會(huì)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(gè)具有評(píng)價(jià)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(gè)新型的評(píng)價(jià)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(duì)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。

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