太阳能光伏发电在市政照明中的应用

太阳能光伏发电在市政照明中的应用

郝伟康

天津市政工程设计研究总院有限公司 天津300000

摘要：近年来，由于我们国家的技术进步，使得太阳能发电技术在照明行业得到了广泛的应用。目前，世界上许多国家对利用太阳能光伏发电技术进行了研究，尚处在摸索阶段。因此，要使中国的太阳能发电技术得到充分的应用，就必须学习先进国家在太阳能发电技术上的成功应用，从而促进其发展。

关键词：市政照明；光伏发电；太阳能电池；逆变器

作为全球公认的洁净性能源，太阳能既有巨大的使用价值，又有明显的环保特性，伴随着太阳能光伏发电技术的推广，它获得了广大群众的一致认同和称赞。当前，我国太阳能光伏发电技术具有清洁性、可持续发展性和环保性等优点，并以此为基础，注重提升太阳能光伏能源的利用效率。这样，就可以在某种意义上达到了保护环境和获取能源的目标，给自然资源以充分的生机，从而推动了我国的可持续发展。

1光伏发电技术理念

光伏发电的基本原理是利用半导体硅把光能转化为电能，其技术原理与植物利用叶绿体把光能转化为有机物相似。在采集能量的时候，只要把光伏电板放在容易与阳光相接触的地方，在感知到光源的时候，就可以将它进行吸收，然后，通过化学能，可以生成自由带电离子，在自由闭合电路中，就可以产生了带电离子的运动，进而产生了电流，将电流转换为电能，以达到生产的多种要求。与其它能源相比，太阳能电池作为一种成本低廉、运行方便的新能源，具有效率高、成本低、无污染、易于推广的优点。我国光伏发电技术研发已经进行了几年，但仍然有许多关键技术点需要进一步突破。在推广及应用过程中，光伏发电技术也会遭遇到一些问题，比如：地方政策不支持、占地面积较大、安装位置较高、一次性投入较大等。清洁能源的建造和使用一定会是一种必然的发展方向，因此，国家可以提倡绿色发展的思想，增加对其进行的投资，并制定相应的优惠政策，从而对光伏发电技术的研发和推广起到积极的推动作用。

2太阳能光伏发电在市政照明中的应用

2.1直流并网的优势

（１）并网易控，电网波动小。直流并网设备中的直流变换柜能够允许较宽的电压输入范围，功率输出易控，可根据太阳能电池板提供的电量，以恒流源的形式灵活地将能量注入负载电路中，便捷地实现输出功率的控制。且光伏发电交流并网故障短路电流暂态过程持续周期长、波动大；而直流并网的系统短路电流仅短时振荡，恢复非常快。(2)变换装置比较简便，可靠性较高。在我国环保战略推动下，电动汽车充电桩大量投入应用的背景下， DC变换技术及器件的稳定性问题日益突出。通过交流变换来完成对市电的频率和相位的追踪，需要使用大量的电容、电感元件来完成，而直流电压转换设备的结构则要简单、可靠得多。(3)在一定程度上独立于主电网，增强了整体网络的安全性能。直流配电系统是对市电进行整流而构成的，它的直流部分对市电的影响被半导体元件所隔离，不会产生对电网的能量反送，所有的发电量都是由自己的负荷所消耗，所以，光伏发电系统接入的电能对市电电网的影响很小。然而，由于在交流并网中没有这样的隔离作用，因此，在配电网络中，通常不需要对光伏发电进行积极的调整，然而，由于光伏发电是一种间歇式的能源，其加入不仅会对稳定状态下的电压造成冲击，而且还会造成整个系统的电压波动，从而造成整个系统的电压超限，因此需要对其进行有效的调控和补偿。(4)具有良好的可扩展性。利用半导体器件及线路，该直流电网更容易完成多个太阳面板电站的并网及隔离与防护，并且该多个太阳面板电站的连接架构也比较简单。多台逆变器接入电网时，需要解决相位与频率一致性问题，需要保证系统同步运行，这就对逆变器及继电保护的可靠性提出了更高的要求。

2.2施工技术管理

灯光工程建设一般分为初级、复级、终级3个时期，在工程建设中，每一时期的工作内容都不尽相同。第一，在前期，建筑工人必须掌握和掌握各种新型的建筑灯光技术，并进行有效的革新，熟悉建筑灯光的工作程序，熟悉电缆和地线的走向和数目，并采用有效的方法对建筑灯光进行防护；第二是重铺期，重铺期与整个市政公路建设的质量有着十分紧密的联系，其中重铺期所涉及到的各类施工机械和装备，是影响市政公路建设成败的重要因素；第三，最后一个阶段，为了保证照明工程的质量，必须进行照明工程的检验和维护，并对所有的线路状况及照明设备进行细致的检验。

2.3光伏建筑一体化

在中国，太阳能光伏发电技术的使用有着非常广阔的前景，特别是在各个建筑和安装的过程中，它的使用起着非常关键的作用。目前，中国已经通过使用太阳能光伏发电技术，实现了光伏建筑一体化的目的。其工作原理也比较简单，主要是在工程建筑物的顶部安装对应的太阳能光伏发电技术模块，或具有类似原理的双玻模块，然后将太阳能光伏发电系统连接到建筑施工所使用的电路之上。这样，可将太阳能转化为电能，保证所产生的电能的补偿性作用，实现在保证工程建设正常用电的同时，有充足的电子设备正常运行电网的目的。在建设项目的建设中，由于自然环境的原因，或者是人为的原因，或者是电力供应的缺乏，都有可能导致项目停电，从而对建设项目的顺利进行产生重大的影响，这时就可以利用太阳能光伏发电技术来进行发电，对各种建筑机械进行正常运行进行维护。以我国对太阳能光伏发电技术的应用程度为基础，通过对其进行分析，可以看出，光伏建筑一体化拥有着很好的发展前景和很大的发展优势。当前，我国已经将光伏建筑一体化技术运用到了工程建筑的许多方面，并且取得了很好的效果，而且它本身的技术成熟度比较高，具备了一定的工程施工保障性。但是，到现在为止，国内在光伏建筑集成方面还处在初步的研究阶段，如果想要深入地发掘出光伏建筑集成的应用领域和应用模式，并对其模块的性能进行改进，都需要投入大量的投资费用和研究时间。

2.4光伏发电和隧道照明的协同案例

在隧道监控系统项目中，将光伏发电充分利用于隧道照明，设置亮度检测仪，可以实时检测洞内外的亮度，并将相关数据发送到照明控制主机。照明控制主机计算得出相应隧道内的照度值，逐步调整加强照明段的发光亮度，使得隧道内的照明亮度与外场亮度相适应。当外场亮度增大时，照明控制主机发出增强加强段照明的信号，加强照明用电量增加；同时光伏发电系统受太阳光照射产生电能，外场亮度增加时，光伏发电系统的发电量相应增加。光伏发电和隧道加强照明协同一致，可充分利用光伏发电，减少市电电能消耗。

结语

总的来说，在市政照明中采用太阳能光伏发电可以降低照明费用，还可以解决当市政电源停电时，不能继续用电的问题，确保市政照明的稳定性和安全性，为人们提供更好的生活环境。随着我国科技的发展和对绿色能源的需要，在今后很久的一段时间里，太阳能光伏发电的应用将会越来越广泛。实践表明，太阳能光伏发电技术的应用可以有效地节约电能资源，达到低碳、节能的效果。

参考文献

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