发布时间:2018/7/16 9:57:59 来源:本站
太阳能是一种清洁、环保、取之不尽的能源,太阳能的应用正在不断扩大中,而中国正在这个大环境下,逐渐成为光伏产业大国。太阳能路灯作为庞大光伏产业中的一个分支,是太阳能在生活中环保作用的一种最具体的体现。
太阳能路灯是通过太阳能光伏电池将光能转为电能供路灯使用。它的主要优点有以下三个方面,第一,安装方便,不用布线从而减少了开挖路面对环境的破坏,这点对不方便使用市电的山区、海岛优势更为明显。第二,较高的安全性,太阳能路灯的供电电压为12V,即使灯杆漏电也不会造成人身伤害。第三,易维护性,因无需使用电缆,及避免了电池使用的专用性,进而降低了被盗与被破坏的机率,有效降低维护成本。正是基于以上几个优势,太阳能路灯被政府极力推广使用。但太阳能路灯在使用中存在一些问题,本文就此做一浅析。
本款太阳能路灯采用非晶硅光伏电池,功率27W,电压15V,充电电流1.6A,LED照明灯功率6W,灯(照度6LUX)的开关通过光控控制。开灯后前4小时全亮,4小时后至天亮半亮。同时,如控制电路图1所示,本款太阳能路灯可通过调节编码开关DPI101,输出不同功率,调节灯光的亮度,这个设计有利于根据不同的使用环境提供合理光照度。
图1 控制电路图
现就在路灯使用中发现的一些问题做具体分析。从2008年8月投用至2010年6月,据统计,仅有三盏路灯因人为损坏,其余保持正常工况。而从2010年下半年开始,路灯损坏量开始增加,巡查频率从以前每个月一检调增至每半个月一检,但故障量却增至每次二三十盏。从2011年开始,几乎每次检查都有上百盏太阳能路灯出现故障,通过现场记录分析与厂家技术人员测量,其故障主要集中在电池供电量不足。通过进一步的故障排查,电池电量不足主要有三个方面原因,一是外部条件造成充电量不足,二光伏电池效率降低,三是电池性能的降低。
1.材料原因
路灯建设初期,因考虑到投资成本,光伏电池均采用非晶硅,而非晶硅本身的光电转换效率较低,基于已收集的技术资料,非晶硅的效率约为13%左右,单晶硅约为17%左右,多晶硅约为15%左右。
2.光照不足
首先,路灯结构为固定式。
图2 路灯结构图
如图2所示,本款太阳能路灯的光伏电池板为曲面倾角,电池板与路灯为一体式,因考虑到照明效果,不能做到电池板的方向在最佳光入射角,进而造成太阳利率降低,光照不足,导致使电池充电不足。
其次,周围树木和建筑物的遮挡也是造成光照不足的原因之一。湖区南岸,离灯20m左右就是很多高层建筑,加上不足2m内又有树木,尤其在冬天,光照时间更短,这都造成了电池充电时间不足。
3.天气原因
经查阅2012年的气象数据,厦门的阴雨天数达90天,2014年5月就近20多天的阴雨天,再加雾霾天,都使光照严重不足,进而造成电池充电不足。
因光伏电池在使用后,由于灰尘的遮盖及自身太阳能电池板性能的降低,也可能造成充电不足。由于缺乏必要的仪器进行测量,故在此不作分析。
本款太阳能路灯的电池为江苏华富电池厂生产的阀控胶体免维护电池,供电电压为12V,30AH,可在阴雨天连续5天供电,其设计寿命为5年。蓄电池安装在灯杆顶端箱体,受以上条件限制,电池不能进行有效的充电补充,从而大大降低了电池的性能,据厂家提供的数据,被更换的电池容量都降到正常状态的80%以下。
通过以上的分析,个人认为,太阳能路灯光伏电池和畜电池的性能对整个路灯系统的性能起到决定性作用,而路灯的安装和使用环境又对整个太阳能路灯的使用效率起决定性作用。因此,应根据使用地的光照条件,合理选用光伏电池功率及畜电池的容量,或采用光电互补形式进行供电。
综上所述,太阳能路灯在城市中要充分发挥其性能,应根据所处环境,合理选择与使用,从而避免节能不节钱的状况发生
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