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太阳能在城市照明的应用前景 摘 要：本文通过对太阳能在城市照明的优缺点进行分析比较，提出太阳能灯在 造价、功率和景观等方面的现实选择和发展方向，并以立交桥人行通道太阳灯项 目为例，进一步阐述太阳能在城市照明的应用前景。 关键词：太阳能；城市照明；应用； 一、太阳能简介及广阔前景 我国幅 员广大，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，全国各地太阳年辐射总 量达 3340-8400MJ/m2，中值为 5852MJ/m2 。从全国太阳年辐射总量的 分布来看， 西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西 部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以 及台 湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。位于广东南部的深圳，日照时间 长，太阳能资源相当丰富，具备应用太阳能的条件。 近年 来，电力供应持续紧张，同时，石油、煤等常规能源价格不断攀升，给以 太阳能为代表的新能源的大规模应用创造了良好的外部条件。而且，随着环保观 念深入人 心，各级政府制订了一系列推动太阳能应用的措施，深圳市 2003 年发 布的《深圳市能源发展规划大纲（2000-2010 ）》，强调要大力发展太阳能，为 深 圳大规模应用太阳能创造了良好的政策环境。 目前， 太阳能产品在国内的应用越来越广泛，如太阳能热水器、太阳能光伏发 电系统、太阳能路灯、太阳能广告牌、太阳能交通指示牌等，特别是太阳能热水 器已成为国民 经济的重要产业。据统计，深圳 2001 年的太阳能集热面积已达 43000m2 ，近两年每年新增 1 万平方米，预计未来几年的发展速度会加快，今年 落成的深圳 园博园安装了容量达 1 兆瓦的太阳能光伏发电系统，号称亚洲第一、 与常规能源相比，太阳能具有广阔的发展前景： 1、节能——太阳能能量巨大，取之不尽用之不竭，减少资源损耗。 2 、环保——太阳能无比清洁，无任何污染，是真正的绿色能源。 3、经济——太阳能无处不在，免费使用，无需支付电费。 4 、安全——太阳能可直接提供电压 36 伏以下直流电，安全可靠。 二、太阳能在城市照明的优缺点和现实选择 太阳能 转换为电能有两种基本途径：一种是把太阳辐射能转换为热能，即“太阳 热发电” ；另一种是通过光电器件将太阳光直接转换为电能，即“太阳光发电” 。 从城市照 明角度看，一般采用“太阳光发电”，即通过转换装置把太阳光转换成 电能利用，因为光电转换装置通常利用半导体器件的光伏效应原理进行转换，因 此又称太阳能 光伏技术。一套基本的太阳能照明系统包括太阳能电池板、充放 电控制器、蓄电池和灯泡，既可直接产生低压直流电，也可通过逆变器转换成 220 伏交流电，然后 供给照明负载（系统图见图）。太阳能照明系统的功率主 要取决于电池板的面积和转换效率，目前电池板主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅 等三种，主流产品是单晶 硅，转换效率在 10-15%之间。 与传统路灯相比，太阳能照明的优点和缺点同样明显。优点如下： 一、太阳能照明节能、环保、零排放，无污染，是真正的绿色照明。 二、无需进行电力增容配套，可单独安装，节约配电系统开支。按深圳实际推算， 路灯配电系统价格约为 4-5 元/W 。 三、一次投资，长期受益，无需支付电费，节电效果明显。以目前使用最多的高 压钠灯为例，每瓦年耗电费:1W×1.15 （电感镇流器的电耗）×11.5h÷1000×365×0.8 元/W.h=3.86 元。 四、安装方便，无需挖沟埋线，避免损坏道路，节省施工费用，特别对无电源和 难于敷设电缆的路段，更有现实意义。 五、可直接提供电压 36 伏以下直流电，安全可靠，适合油田等特殊场所使用。 六、自动控制，维护管理简便，安全可靠，无电缆被盗的烦恼。 但是，太阳能照明的局限性也显而易见： 一、造价较高。为方便与传统路灯比较，换算为灯泡每瓦功率所需价格进行对比。 考 虑阴雨天的影响，功率 1 瓦灯泡需要 4 峰瓦电池板供电，国内产品（包括灯 杆、灯具、光电逆变装置、基础等全部费用）每峰瓦价格约 60-80 元，换算为灯 泡功 率则价格为 240-320 元/W 。相比之下，传统路灯价格低很多，按深圳实际 推算，路灯（包括配电系统、灯杆、灯具、破挖路面、敷设管线、基础等全部费 用）价格约为 35-100 元/W 。 二、功率偏小，电池板对城市景观影响大。因为电池板转换效率不高，电池板面 积约 为 0.005m2/峰瓦，则 100W 节能灯需要的 400 峰瓦电池板面积达 2m2 ，已 经很难满足防风和城市景观的要求，要提高灯泡功率只能寄望电池板转换效 率 的大幅提高。根