發(fā)布時間:2018/7/16 9:57:59 來源:本站
太陽能是一種清潔、環(huán)保、取之不盡的能源,太陽能的應(yīng)用正在不斷擴大中,而中國正在這個大環(huán)境下,逐漸成為光伏產(chǎn)業(yè)大國。太陽能路燈作為龐大光伏產(chǎn)業(yè)中的一個分支,是太陽能在生活中環(huán)保作用的一種最具體的體現(xiàn)。
太陽能路燈是通過太陽能光伏電池將光能轉(zhuǎn)為電能供路燈使用。它的主要優(yōu)點有以下三個方面,第一,安裝方便,不用布線從而減少了開挖路面對環(huán)境的破壞,這點對不方便使用市電的山區(qū)、海島優(yōu)勢更為明顯。第二,較高的安全性,太陽能路燈的供電電壓為12V,即使燈桿漏電也不會造成人身傷害。第三,易維護性,因無需使用電纜,及避免了電池使用的專用性,進而降低了被盜與被破壞的機率,有效降低維護成本。正是基于以上幾個優(yōu)勢,太陽能路燈被政府極力推廣使用。但太陽能路燈在使用中存在一些問題,本文就此做一淺析。
本款太陽能路燈采用非晶硅光伏電池,功率27W,電壓15V,充電電流1.6A,LED照明燈功率6W,燈(照度6LUX)的開關(guān)通過光控控制。開燈后前4小時全亮,4小時后至天亮半亮。同時,如控制電路圖1所示,本款太陽能路燈可通過調(diào)節(jié)編碼開關(guān)DPI101,輸出不同功率,調(diào)節(jié)燈光的亮度,這個設(shè)計有利于根據(jù)不同的使用環(huán)境提供合理光照度。
圖1 控制電路圖
現(xiàn)就在路燈使用中發(fā)現(xiàn)的一些問題做具體分析。從2008年8月投用至2010年6月,據(jù)統(tǒng)計,僅有三盞路燈因人為損壞,其余保持正常工況。而從2010年下半年開始,路燈損壞量開始增加,巡查頻率從以前每個月一檢調(diào)增至每半個月一檢,但故障量卻增至每次二三十盞。從2011年開始,幾乎每次檢查都有上百盞太陽能路燈出現(xiàn)故障,通過現(xiàn)場記錄分析與廠家技術(shù)人員測量,其故障主要集中在電池供電量不足。通過進一步的故障排查,電池電量不足主要有三個方面原因,一是外部條件造成充電量不足,二光伏電池效率降低,三是電池性能的降低。
1.材料原因
路燈建設(shè)初期,因考慮到投資成本,光伏電池均采用非晶硅,而非晶硅本身的光電轉(zhuǎn)換效率較低,基于已收集的技術(shù)資料,非晶硅的效率約為13%左右,單晶硅約為17%左右,多晶硅約為15%左右。
2.光照不足
首先,路燈結(jié)構(gòu)為固定式。
圖2 路燈結(jié)構(gòu)圖
如圖2所示,本款太陽能路燈的光伏電池板為曲面傾角,電池板與路燈為一體式,因考慮到照明效果,不能做到電池板的方向在最佳光入射角,進而造成太陽利率降低,光照不足,導(dǎo)致使電池充電不足。
其次,周圍樹木和建筑物的遮擋也是造成光照不足的原因之一。湖區(qū)南岸,離燈20m左右就是很多高層建筑,加上不足2m內(nèi)又有樹木,尤其在冬天,光照時間更短,這都造成了電池充電時間不足。
3.天氣原因
經(jīng)查閱2012年的氣象數(shù)據(jù),廈門的陰雨天數(shù)達90天,2014年5月就近20多天的陰雨天,再加霧霾天,都使光照嚴(yán)重不足,進而造成電池充電不足。
因光伏電池在使用后,由于灰塵的遮蓋及自身太陽能電池板性能的降低,也可能造成充電不足。由于缺乏必要的儀器進行測量,故在此不作分析。
本款太陽能路燈的電池為江蘇華富電池廠生產(chǎn)的閥控膠體免維護電池,供電電壓為12V,30AH,可在陰雨天連續(xù)5天供電,其設(shè)計壽命為5年。蓄電池安裝在燈桿頂端箱體,受以上條件限制,電池不能進行有效的充電補充,從而大大降低了電池的性能,據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù),被更換的電池容量都降到正常狀態(tài)的80%以下。
通過以上的分析,個人認(rèn)為,太陽能路燈光伏電池和畜電池的性能對整個路燈系統(tǒng)的性能起到?jīng)Q定性作用,而路燈的安裝和使用環(huán)境又對整個太陽能路燈的使用效率起決定性作用。因此,應(yīng)根據(jù)使用地的光照條件,合理選用光伏電池功率及畜電池的容量,或采用光電互補形式進行供電。
綜上所述,太陽能路燈在城市中要充分發(fā)揮其性能,應(yīng)根據(jù)所處環(huán)境,合理選擇與使用,從而避免節(jié)能不節(jié)錢的狀況發(fā)生
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