市政照明中太阳能光伏发电技术的应用

市政照明中太阳能光伏发电技术的应用

张涛1陈静2

张涛1陈静2

1.昆明市城市照明控制中心

2.昆明市盘龙区廉租住房建设管理处

摘要：使用太阳能新能源光伏发电技术，既能减少燃料消耗，还能使得发电期间降低污染，不受地域因素的影响，是清洁、绿色、环保的发电技术，由于这些年人们对环境问题愈加重视，人们更多的开始关注清洁可再生能源，在对太阳能的开发阶段，光伏发电优势尽显，受到人们的青睐，未来市场形势一片大好。

关键词：市政照明太阳能光伏发电

前言

在科技的不断更新下，社会经济也发展的越来越好，但是能源资源需求量也越来越大，资源在不同程度的减少，也受到一定污染。为了市政照明的长远稳定发展，我们一定要使用可再生、清洁环保的能源，其中太阳能光伏发电是不二选择。这些年实现太阳能发电的技术也在不断更新，实践效果良好，市政照明设计工作也面临的变革，将太阳能发电技术与市政照明相结合，既能减少能源消耗，还能提高市政电能；利用率，使得市政照明更高效、科学的规划设计。

1光伏发电技术具有的优势

在城市道路照明中采用太阳能发电技术，既清洁无污染、绿色环保，还减少了电缆的长距离铺设。在为市政电缆挖设的沟中同时铺设太阳能电缆，既能避免电缆铺设过多引起的浪费，还能对市政电缆合理控制。其中，太阳能发电的优势有两点：（1）新型发电理念。发电理念是实现光子与电子间的直接转换，省略其他中间环节，减少资源消耗，中间环节就是热能变成机械能，再变成电磁能，该发电技术便于操作，效果优势明显。比起传统的发电技术，光伏发电清洁无污染、效率高、环保绿色。（2）太阳能存在无限性特征。我们所了解的，太阳能是可再生的环保能源，每天都有新的能量释放，因此太阳能资源无穷无尽，有无限性特点，任何时候都能使用。另外，太阳光遍布各地，之所以分昼夜与季节，是全球日照时间与强度有所不同，因此太阳能可以突破地域与气候因素的限制。

2光伏发电相关系统的构成及作用

2.1太阳电池部分

光伏发电技术最主要的就是太阳电池。要实现光能与电能的转换过程，基本单元就是太阳电池的每个单体，一般尺寸范围在4cm2至200cm2，其工作电压保持在0.5V至20～25mA内，一般而言避免单独使用。其中电池组件。就是将单体进行串并联，再加以封装，组件功率一般在几瓦到几十瓦，可以单独应用。进而串并联这些组件并合理安装，形成方阵，输出功率能够完成负载对功率的要求。

2.2具有储备能量功能的蓄电池部分

能进行储能的蓄电池，是光伏发电过程中不可缺少的一部分，发挥的作用很关键。因蓄电池能够储备电能，所以能持续性的运作不中断，所以效率高、污染较少。

2.3具有控制充电和放电功能的控制器

拿蓄电池来说，尤其是铅酸性质的蓄电池，在运转过程中，充电放点对其有一定危害，若是无法妥善处理这一情况，既会影响电池使用寿命，还限制其发电效果。所以要避免蓄电池充电过剩或是放电过度，要有明确的控制体系来避免这一问题的出现，也就是充电放电的控制装置。该装备的设置理念就是通过分析蓄电池的电压或荷电是否满足规定指标，若已到临界点，要结合检测数据对蓄电池进行控制，避免过度放电或充电。

2.4具有将直流电转换为交流电功能的逆变器

我们所了解到的，整流器的功能就是将交流电转换为直流电。但是逆变器的作用却正好对立，将直流电转换成交流电。如此将整流环节采取逆向操作就是“逆变”过程。太阳电池由于太阳照射而逐渐变成直流电，然而在供电过程中利用直流电供电限制较多。并且，若要进行提高或降低电压的操作，仅仅在交流系统中增设变压器即可，这对直流系统来说，要采取过多的技术措施来实现电压升高或降低操作。在光伏发电系统中，对逆变器也有严格要求，特别是逆变效率与稳定性都有较高水准，需要对直流电压有一定的适应性。

3太阳能相关技术在我国市政照明系统中的运用

如：某市人行道遍布城区各地，夜间照明情况较好，但是对路灯配电设计还是有所不知，路灯在设计电缆时并未考虑到单独规划，仅仅从邻区的路灯处接电，导致路灯设施只能在晚上照明，白天不起作用。遇到恶劣天气时，视线不好，路灯照明作用无法施展，对人们出行造成不便，尤其是较长通道的中间部分，路灯完全发挥不了作用，使得治安环境差，人们的体验感不好。因此，该市有关部门对人行道照明与道路安全也加大了重视力度。为处理这一问题该市也煞费苦心，要么因成本过高、要么因影响交通，使得问题久久得不到解决。在各方的探讨商议下，决定利用太阳能发电。该市最初在主干道采取试点，有了不错的成果，之后开始试用推行，受到民众青睐。

该主干道长宽高分别是73m、7m、2.4m，中间未设采光口。在该路段进行太阳能路灯试点，安装节能灯8套，供电设备是太阳能电池板。在设计过程中，最初规划用12V电压的直流电来供电，但是因通道过长，会引起较大电压损耗，因此要利用逆变器将12V直流电转化成220V交流电。

人行道上应用的太阳能路灯可以供应白天照明，夜间从邻区路灯接电，并且太阳能供电的路灯可以保持12小时的照明时间。如果太阳能供电的路灯停止运行，那么控制器就能及时向太阳能蓄电池发出指令，此时蓄电池开始发挥作用，到了傍晚，市政路灯供电过程中，向控制器提出指示，蓄电池就开始中止供电。以此种供电方法，蓄电池与电流间相互协作，为道路提供24小时照明服务。并且，为了避免市政电缆断电影响照明的情况，太阳能蓄电池能在市政电缆断电期间，提供3天供电照明，保障通道有足够的照明条件。

人行道上安装太阳能路灯，在艳阳高照的环境下并不能起到作用，然而在阴雨天气、视觉效果差的环境下，能实现良好的照明作用。由调查显示，在未设置太阳能照明路灯时，通道内治安差，抢劫案频发，然而在太阳能路灯安设之后，通道内较安全，照明条件对人们的生活产生重要影响，照明效果好，市民安全也有所保障。

4市政照明系统中太阳能相关技术具有的优点及缺点

在城市照明过程中应用的太阳能发电技术，有着极高的安全保障、清洁无污染、环保作用，还能避免对电缆过多铺设。这些年国内外各地都开始应用太阳能技术，在道路照明中备受青睐，市政部门在铺设太阳能电缆无需另设通道，合理利用普通电缆的沟即可，减少资源消耗，便于控制。

将太阳能转成电能，有两种途径，一是转换辐射能为热能，利用辐射能来实现发电；二是把太阳能的光转换为电能，这里要在光电器件的基础上进行，也就是我们所称的光伏发电。就当前的市政照明来说，要实现太阳能发电不可缺少的技术就是光伏技术，该技术是光能向电能转换的必备工具，利用其半导体的光伏作用来完成电能的转换。市政部门应用的太阳能照明系统包含4项，也就是太阳能电池板、能对充放电进行管理的控制器、蓄电池及灯泡，使用太阳能发电既能以直流电呈现，也能利用逆变器进行转换，产生220V的交流电，太阳能电池板自身的面积与转换率是影响照明的重要因素。

太阳能是再生能源，可无限量供应，在世界各地都有，但是当前对太阳能发电技术的科研还处于初级阶段。在科技的更新发展下，太阳能发电的应用面也越来越广，逐渐从重量发展为重质，全面提高太阳能转化率对发电技术的更新有积极意义，能极大的促进市政部门对照明系统的完善与改进。

5结语

总的来说，市政照明中应用太阳能光伏发电技术既能减少成本支出，还能为市民带来更新颖的体验，在社会经济的发展下，太阳能技术开始广泛应用于很多方面。并且以太阳能为主要能源的光伏发电优势尽显，未来也将有广阔的发展前景，市政照明设计也会愈加合理完善。

参考文献：

[1]樊桢.浅谈光伏电站建设对荒漠地区治理意义——以甘肃为例[J].中国经贸导刊，2015（35）：10-12.

[2]罗海华.我国民用太阳能光伏发电技术应用[J].企业科技与发展，2015（15）：15-16.