常见问题

1 前言

由太阳能电池、蓄电池、控制器、发光体组成的太阳能路灯可以实现自主供电，独立安全，安装时方便快捷，无需架线，再加上可靠耐用、减少噪声污染，根据周围的光线自动调控，天黑灯会自动亮，天明自动熄灭，管理非常方便等诸多优势。太阳能灯具的主要类型有太阳能庭院灯、太阳能路灯、太阳能草坪灯、太阳能景观灯、太阳能信号灯。

当前国际常规能源价格不断上涨，国内能源供应紧张，许多城市出现拉闸限电的尴尬，能源替代已上升到国家能源战略安全的高度。太阳能作为无限可再生能源，逐步部分替代城市生产、生活常规能源已是大势所趋。西藏太阳能资源居全国首位，是世界上太阳能最丰富的地区之一，在太阳能资源方面较其它地区有得天独厚的优越条件，具有太阳能利用的良好基础。如果能大力推广太阳能路灯，充分利用太阳能，就能缓解制约西藏经济发展的一个重要瓶颈----电力供需矛盾，从而必将会造福于西藏人民。

2 太阳能路灯的的组成及其工作原理

太阳能路灯的工作原理是：太阳能灯具利用太阳电池组件发电，蓄电池储电，控制器控制蓄电池的充放电来工作的。控制器分为光控和光控+时控两种。白天，当阳光照射到太阳电池组件表面，太阳电池的光伏效应产生电能通过控制器对蓄电池进行充电；夜晚，光线逐渐减弱，太阳电池的工作电压、工作电流不断下降，当工作电压小于控制器设定电压时，控制器启动负载，此时太阳能灯点亮，当设定的时间到达或环境光线过强时控制器自动关闭负载，太阳电池充电开始。由此不断循环。

太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳。如输出电源为交流220V或110V，还要配置逆变器。

2.1 太阳能电池板

太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的地区，采用多晶硅太阳能电池为好，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的地区，采用单晶硅太阳能电池为好，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好，因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。

2.2 太阳能控制器

无论太阳能灯具大小，一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命，必须对它的充电放电条件加以限制，防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时太阳能控制器应兼有路灯控制功能，具有光控、时控功能，并应具有夜间自动切控负载功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。

2.3 蓄电池

由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，蓄电池过大，一方面蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷（路灯）相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上，系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20～30%，才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日耗量高6倍以上为宜。

2.4 光源

太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标，一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED光源。

1）低压节能灯：功率小，光效较高，但使用寿命2000小时，电压低灯管发黑，一般适合太阳能草坪灯、庭院灯。

2）低压钠灯：低压钠灯光效高（可达200Lm/w），但需逆变器，低压钠灯价格贵，整个系统造高，采用较少。

3）无极灯：功率小，光效较高。该灯在220V（纯正弦波，频率50赫兹）普通市电条件下使用，寿命可以达到5万小时，在太阳能灯具上使用寿命大大减少和普通节能灯差不多（因为太阳能灯具都是方波逆变器，太阳能电源220V输出频率、项位、电压都是不能和普通市电相比的）。

4）LED：LED灯光源，寿命长，可达1000000小时，工作电压低，不需要逆变器，光效较高，国产50Lm/w，进口80Lm/w。目前太阳能LED照明系统依然存在光效较低和造价较高的问题，影响了推广应用。随着科学技术的进步，太阳能电池光效的逐渐提高，LED光效到2020年有望达到1501m/w[8]，光源寿命提高也非常迅速。所以太阳能LED照明作为一种新型的户外照明装置，今后将会有更快、更大的发展，前景非常广阔。

2.5 灯杆及灯具外壳

灯杆的高度应根据道路的宽度、灯具的间距，道路的照度标准确定。灯具外壳根据我们收集了许多国外太阳灯资料，在美观和节能之间，大多数都选择节能，灯具外观要求不高，相对实用就行。

3 太阳能路灯的优点分析：

(1)节能：以太阳能光电转换提供电能，取之不尽、用之不竭；

(2)环保：无污染、无噪音、无辐射；安全：绝无触电、火灾等意外事故；

(3)方便：安装简洁，不需要架线或“开膛破肚”挖地施工、也没有停电限电顾虑；

(4)寿命长：产品科技含量高，控制系统、均是国际品牌、智能化设计，质量可靠；

(5)品位高：科技产品、绿色能源，使用单位重视科技、绿色形象提高、档次提升；

(6)投资少：一次性投资与交流电等价（交流电投资从变电、进电、控制箱、电缆、工程起），一次投资、长期受用；

(7)适用广：太阳能源源于自然，所以凡是有日照的地方都可以使用，特别适合于绿地景观灯光配备，高档次住宅及室外照明，旅游景点海岸景观照明及点缀，工业开发区、工矿企业路灯，各大院校室外灯光照明。

4 太阳能路灯在西藏的推广利用

太阳能照明作为太阳能最重要的利用方式之一，也越来越受到能源行业和照明行业的关注。目前中国太阳能照明技术已经比较成熟，太阳能灯具的可靠性得到很大程度的提高，业界先进企业的太阳能照明灯具已经达到甚至超过国家照明标准。在能源紧张、拉闸限电的城市及用电困难的边远地区，有着很强的可推广性。中国已有成功推广的样板可供参考，太阳能照明灯具在中国大规模推广的条件已经成熟。

4.1 西藏太阳能资源丰富

西藏自治区丰富充足的太阳能，是长期的、普遍的、廉价的巨大能源，它不仅能直接地向人们提供大量的热能和光能，而且给植物的生长也提供了充足的能源。有人做过这样的试验，一月份在拉萨把一块铁皮涂成黑色，放在阳光下照射，竟能晒到70℃。

如表所示，西藏地处青藏高原腹心地带，空气稀薄，透明度高，年际变化小，大部分地区年日照时间长达3200——3300小时，平均每天9小时左右，年日照平均天数在275--330天之间，辐射强度大，年均辐射总量7000兆焦耳/平方米，属于我国太阳能最丰富的省区，也是世界上最大、地势最高的举世无双的自然地理单元，仅次于终年酷热的非洲撒哈拉大沙漠，属世界第二位。西藏地域呈东向西递增分布，年变化呈峰型，资源优势得天独厚，太阳能的应用前景十分广阔。到达地面的太阳总辐射能多少，与太阳高度角的大小、地理纬度、海拔高度、大气透明度等因素有关。西藏纬度较低。属中低纬度地区。太阳高度角大，单位面积上所接受的辐射量多。加上西藏的平均海拔高度为4000米以上，大气层薄，所含杂质和水汽少，干净清洁，透明度好，云量少，阳光通过大气层能量损失少，日照时间长，日照百分率高；南来的暖湿气流由于受高山的阻挡，造成本地区晴天多，阴雨少，即使在雨季西藏自治区的大多数县和拉萨、日喀则市又多降夜雨，白天日照尚充足，太阳能辐射强度仍较大。西藏自治区各地年日照总时数一般在2000小时上下，日照百分率为50%以上。因此，在西藏各地都有推广利用太阳能路灯的巨大潜能。

4.2 西藏对太阳能资源的利用现状

太阳能的利用遍及我们生产生活的各个领域，主要是光电、光热的应用，比如：利用太阳能采暖供热系统解决城镇采暖供热；建立太阳能游泳馆；推广太阳能路灯、太阳能暖气厕所；推广太阳能光伏户用系统；建立小型太阳能发电站；开展太阳能光伏蓄水节水灌溉等等。 从20世纪80年代开始，西藏利用太阳能光伏发电在解决通信、广播、电视电源和无电人口用电等方面取得显著成效，曾成功地实施了“科学之光”、“阳光计划”、“阿里光电计划”等太阳能专项计划，成为全国第一个也是规模最大的实施太阳能专项计划的省份。西藏是我国太阳能光伏电站最多的地区，共建有县和乡级光伏发电项目300多个，安装上万套光伏照明系统，总容量近7000千瓦。太阳能热利用也得到广泛应用。1983年10月，在寒冷的藏北那曲镇，建起了第一座太阳能采暖办公楼。目前在拉萨已有很多单位修建了太阳能浴室。据不完全统计，全自治区已累计建立3－5千瓦的光伏电站300多座，全区7个县建成10－100千瓦规模的县级太阳能光电站，推广各类小型独立光伏发电系统约5400千瓦，为农牧民补贴安装11万多台太阳灶，已有太阳能采暖房78万平方米，太阳能热水器采光面积约1万平方米，太阳能温室140多座，已有近50多万农牧民因此告别了无电历史，全区各类太阳能光电设施容量超过2.3兆瓦，全区每年的开发利用节能量相当于13万吨标准煤，太阳能电池也在开始利用。西藏在使用和利用太阳能源方面，已迈出了可喜的第一步，还正在向广度、深度进行探索。

4.3 太阳能路灯在西藏尚在试点阶段，还有待进一步推广应用

太阳能的用途很广，尤其西藏缺乏燃料的情况下，有大力推广和提倡的必要。但是，目前在西藏由于太阳能产品种类少，价格高，仅限于照明、烧水，处于低水平利用阶段，远远达不到人们的需求。其中太阳能路灯在西藏尚在试点阶段。

随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的双重优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。我国太阳能路灯首先在沿海发达地区使用，上海市于2005年在崇明岛建成风光互补道路照明工程。在北京奥运会主要场馆及其相关场所，太阳能路灯得到普遍应用。太阳能资源相对丰富的西藏自2000年以来在拉萨等地安装了一些作为试点的太阳能路灯，但之后未能得到进一步推广利用。

在能源日趋紧张、电力供应持续紧张的今天，国家有关部委明确提出城市道路照明要向“高效、节能、环保、健康”的“绿色照明”方向发展，太阳能路灯正成为城市道路照明行业的新宠。但是环保、节能的太阳能路灯在西藏推广应用步伐迟缓，主要是太阳能路灯的一次性投入偏高，需要政府财政的大力支持。

5 结语

目前采用的太阳能发电照明系统是根据中国国情和民情研发的，性价比较高。从目前的情况来看，太阳能发电照明技术是惟一可以迅速在全国范围内应用的成熟技术。近年来，国家出台了一系列利好政策扶持可再生能源的发展，包括2006年开始施行的《可再生能源促进法》、《可再生能源中长期发展规划》。这一系列的利好对太阳能行业是一个鼓励和支持。太阳能灯是光电转换技术的一种应用产品，具有节能、环保、安全、无需布线、安装简便、自动控制、可根据需要随时变换插放的位置等优点，在城市道路照明行业中的发展前景十分看好。

80年代以来，西藏依靠科技致力于发展太阳能事业，将太阳能转换为热能、电能，使一大批居民特别是散居在偏远山区的农牧民告别了靠酥油灯照明，靠捡牛粪和上山砍伐树木烧水、做饭的历史，并在一定程度上享受到了各种家用电器带来的现代文明。但是，太阳能路灯在西藏尚在试点阶段，还有待进一步推广应用。针对西藏缺乏燃料、电能紧张的情况，太阳能路灯有大力推广和提倡的必要。