太陽能路燈根據(jù)實際情況需要,可在12V直流節(jié)能燈、低壓鈉燈、高壓鈉燈、無極電磁感應(yīng)燈、LED燈等多種光源中進行選擇。不管選用那種光源,其亮度與光源的功率有直接關(guān)系,也直接影響系統(tǒng)配置和投資費用。在相同照明時間條件下,光源功率越大,亮度越高,系統(tǒng)配置越大,費用越高;功率越小,亮度越低,系統(tǒng)配置降低,費用減少。太陽能路燈采用何種光源是太陽能燈具是否能正常使用的重要指標(biāo),一般太陽能燈具采用低壓節(jié)能燈、低壓鈉燈、無極燈、LED光源。
1)太陽能路燈專用節(jié)能燈。太陽能路燈專用節(jié)能燈的特點有:電流小,可延長蓄電池的放電時間。光效:40lm/W;色溫:2700K、4000K、64000K;顏色:白、紅、綠、藍等;壽命:6000h;額定電壓:DC12V、DC24V;電壓范圍:DC10.8V~DC14.4V、DC22V~DC28V。
2)太陽能路燈專用低壓鈉燈。低壓鈉燈相比常用光源,同樣的光通量及照度,節(jié)電可達50%以上。由于低壓鈉燈的發(fā)光管密封在高真空并涂有紅外線反射膜的玻璃殼中,它的發(fā)光效率基本不受外部環(huán)境溫度的影響,其輻射光譜純正、穩(wěn)定、無雜散光,該波長光線透霧性強。低壓鈉燈發(fā)出589.0和589.6nm的單色黃光,其光效最高可達200lm/W,就35W而言,總光通量為4600lm,光效為137lm/W,在低功率電光源產(chǎn)品中光效最高。壽命為18000h。
3)太陽能路燈專用雙電弧管高壓鈉燈。直流24V(12V)輸入到電子鎮(zhèn)流器,輸出低頻(或高頻)供給燈,該壓脈沖啟動,由于采用電子鎮(zhèn)流器點燈,對燈泡的壽命大有益處,可提高燈泡壽命30﹪以上(前提是電子鎮(zhèn)流器必須有可靠的設(shè)計和質(zhì)量)雙電弧管高壓鈉燈的優(yōu)點有:
①使用壽命特別長,是單管的兩倍。
②兩管交替使用,重新啟動后自動更換另一根燈管工作。
③遇到突發(fā)情況后,立刻就可以重新啟動。
④有一只電弧管壞仍能保亮。
⑤適用于對光源使用壽命要求較高及不易更換維修的場所。
4)無極燈。功率小,光效較高。無極燈以其高光效(系列光效≥63Lm/w)、高顯色性(≥80)、長壽命(≥5萬小時)、無頻閃(工作頻率2.65MHz)、環(huán)保(不含液態(tài)汞),可立即啟動和再啟動,不怕震動,可在任意方向安裝等優(yōu)勢。在電源電壓大范圍變動下能恒壓供電,輸出穩(wěn)定的光通量。輸入端的凈化電路和防輻射處理使電磁干擾EMC完全符合國家檢測標(biāo)準(zhǔn)。由于其啟動電壓、電流和正常工作電壓電流基本一樣,因此特別適合用于太陽能路燈系統(tǒng),是專門為太陽能系統(tǒng)開發(fā)的新型光源。由于燈泡體內(nèi)無燈絲,因此具有超常使用壽命,長達80000h。此外,由于燈泡的發(fā)光涂層為三基色粉,發(fā)光柔和,眩光大大降低。高頻無極放電燈不需或較少維護,具有高可靠性。
5)太陽能路燈專用金鹵燈。金鹵燈的最大優(yōu)點是發(fā)光效率特別高,光效高達80~90Lm/W,正常發(fā)光時發(fā)熱少。由于金鹵燈的光譜是在連續(xù)光譜的基礎(chǔ)上迭加了密集的線狀光譜,故顯色指數(shù)特別高,即彩色還原性特別好,可達90%。另外,金鹵燈的色溫高,可達5000~6000K,壽命可達2000h~18000h。金鹵燈的缺點是啟動困難,小功率金鹵燈啟動困難表現(xiàn)的更為特出。金鹵燈啟動后亮度系逐漸增加,如果啟動能量過大,啟動速度過快,會影響燈泡壽命,所以在電路設(shè)計時應(yīng)充分考慮。
6)LED燈。LED燈壽命長,可達1000000h,工作電壓低,不需要逆變器,光效較高,國產(chǎn)為50lm/W,進口為80lm/W。隨著技術(shù)進步,LED的性能將進一步提高。LED燈是一種通過直流低壓點亮發(fā)光二極管組來實現(xiàn)照明需求的一種新型照明方式,具有亮度高、顯色性好等特點;另外,由于LED路燈的輸入為低壓直流,能與太陽能結(jié)合起來,LED作為太陽能路燈的光源將是今后發(fā)展的趨勢。
(5)燈桿及燈具外殼
燈桿的高度應(yīng)根據(jù)道路的寬度、燈具的間距,道路的照度標(biāo)準(zhǔn)確定。燈具一般是指用于安裝照明光源的部分,也就是通常所說的燈頭;燈桿分為變徑桿、錐形桿、組合桿等多種形式,并通過挑臂與燈具連接。一般的燈桿、燈具都可作為太陽能燈的選擇對象。如果采用在燈桿上直接安裝太陽能電池組件的方案,需根據(jù)太陽能電池組件面積加工制作太陽能電池組件的支架,同時考慮燈桿的抗風(fēng)強度問題。燈具和燈桿的選擇面較寬,一般滿足實用、美觀的要求即可。
(6)線纜和連接緊固輔件
線纜用于連接太陽能電池組件、蓄電池、充放電控制器、光源等器件。線纜的線徑標(biāo)準(zhǔn)隨系統(tǒng)配置需要確定,線纜的長度隨燈桿高度和器件安裝位置確定。連接緊固輔件用于固定各器件連線的輸入、輸出端子;固定燈桿及燈具
2.太陽能照明存在的問題
1)太陽能光伏系統(tǒng)的效率。目前,太陽能電池的轉(zhuǎn)換率只有17%左右,因此提高電池組件的轉(zhuǎn)換率,降低單位功率造價是太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的重點和難點。
2)太陽能電池的容量。目前太陽能電池還很難使用在主干道照明上。公路主干道的照明有較高的照度要求,就目前太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和價格來講,還不能夠滿足這個要求。但在不久的將來,隨著技術(shù)水平的提高,太陽能照明在公路主干道上的應(yīng)用將會普及。
3)太陽能儲能元件。太陽能電池的使用壽命在25年以上,普通蓄電池的使用壽命在2~3年,所以蓄電池是太陽能光伏系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。儲能電容可以在一定程度上解決這個問題。儲能電容的使用壽命可以達到10年以上,而且控制電路簡單,但是昂貴的價格限制了它的應(yīng)用,目前僅僅應(yīng)用在部分交通信號燈和裝飾燈上。隨著技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展,它將是一種最有希望成為和太陽能電池配套的理想儲能元件。
4)太陽能產(chǎn)品的質(zhì)量。近年來,太陽能光伏技術(shù)發(fā)展很快,產(chǎn)品生產(chǎn)廠家較多。但是,有些產(chǎn)品沒有形成系列,質(zhì)量參差不齊,甚至在光源的選擇以及電路設(shè)計中存在許多缺陷,降低了產(chǎn)品的經(jīng)濟性和可靠性。同時,國家缺少相應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測系統(tǒng),使太陽能光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)化受到影響。
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