太阳能光伏发电路灯照明工程设计方法
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摘 要：太阳能光伏发电路灯照明系统是现阶段国家主要研究的对象，是对新能源利用的一次大胆尝试，将太阳能有效的应用到路灯照明系统当中，有效的对照明系统进行设计，能在一定程度上对环境进行保护，节约电力资源的消耗。在对太阳能进行研究的过程中，研究人员研发出太阳能光伏电池的模型，并且对电池模型进行不断的完善。本文主要深入的分析太阳能照明系统的设计方案，并深入地对太阳能光伏发展的设计方式进行探讨，希望能对今后新能源的利用提供有效地帮助。
关键词：太阳能；光伏发电；路灯照明；工程设计；设计方法随着时代的不断发展，全球对能源的需求量也在不断地增加，太阳能光伏发电作为全新的能源利用形式，在不断的发展过程中已经逐渐地应用到人们的日常生活中。我国现阶段的发展要求在绿色环保、节碳减排的理念中进行，太阳能光伏发电能够有效地降低电力资源的产生和消耗，保证绿色发展的同时满足人们对电力的需求。目前，太阳能光伏发电已经在我国照明系统中进行应用，在应用的过程中需要对太阳能光伏照明系统进行有效的设计，确保太阳能的价值能够全面地发挥。
1、太阳能光伏照明系统中存在的问题
1.1 太阳能光伏系统的效率
太阳能光伏系统的总效率主要是由电池组的转化率和控制率等方面组成，现阶段太阳能电池的转换率只有 20%左右，而控制器和蓄电池的功率要远比转换率高出许多。因此，如何提升电池组的转换率，降低组成中单体的功率，是太阳能光伏发电企业今后发展和研究中的重点问题以及难点问题。
1.2 太阳能蓄电池的选择
太阳能蓄电池的使用年限一般都会在 15 年到 20 年之间，而普通的蓄电池使用年前会在 3 年左右，因此蓄电池的使用寿命会直接影响太阳能光伏发电系统的有效运行，也是太阳能光伏发电中最为薄弱的环节之一。虽然太阳能储能电池能够在一定程度上解决这个问题，但是储能电池的价格较高，很难在照明系统设计中大范围的使用。随着科学技术和经济的不断发展，太阳能蓄电池的种类也在不断的增多，在设计的过程中需要充分的对蓄电池的种类进行选择，在保证使用年限的基础上，加强对太阳能蓄电池的合理应用。
1.3 太阳能产品的质量和系统的设计
太阳能光伏发电技术在现阶段的发展速度较快，较多的相关产品和企业也在不断的增多，但是所生产的产品并没有形成一个系列，产品的质量也有高低之分，甚至在光源的选择和电路系统的设计中也存在许多的缺陷和安全隐患，这样的问题都阻碍着太阳能光伏发电产品的经济性、安全性和可靠性。除此之外，我国对太阳能光伏产品的质量缺少有效的检测方式和标准制度，导致太阳能光伏照明技术的行业受到较为严重的影响。
2、太阳能光伏发电路灯照明系统设计的优化策略
2.1 光源的选择和需要注重的问题
近几年来路灯的照明系统设计需要在绿色环保的理念下进行，而太阳能光伏发电作为清洁型的新能源，在照明系统中的应用逐渐广泛。太阳能照明系统的组成主要有太阳能电池板、蓄电池、光源以及灯杆等多种不同的部件，在对照明系统光源的选择上，在经历过白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯后，在太阳能灯源上目前应用的主要是荧光灯和高强度气体放电灯。随着科学手段的不断进步，LED 灯源作为第四种全新发展的照明灯源，具有较高的能效、超长的工作寿命、低直流电压、定向发光等，还能提供多种彩色的光源，更加精巧，这些优势都是 LED 不断应用与太阳能照明系统设计中的主要优势。并且 LED 灯源的研发已经达到 136lm/W 的阶段，这种水平已经完全取代传统的荧光灯和高强度气体放电灯，是今后很长一段时间中，都无法取代的灯源形式。
但是在实际的应用过程中，需要格外注重在大功率的 LED 应用过程中，需要对 LED 散热的问题进行全面的考虑，目前 LED对能源的消耗 80%以上都会转变成热量，而 LED 的半导体不具有耐高温性能，散热问题如果不加以重视，很可能引起灯源的衰竭，影响 LED 使用的年限。为了能够有效地解决 LED 散热的问题，需要研发人员进行大量的测试和对比，从中不断的对散热技术进行选择，近几年来 LED 烟囱式散热方法的应用，让 LED 的光源衰竭问题得到有效地控制，是现阶段 LED 安装和设计中首选的散热方式
[2] 。
2.2 蓄电池的选择和控制
现阶段，大多数太阳能 LED 照明系统中的电池选择都是铅酸蓄电池，这种电池的使用寿命较短，并且在使用的过程中会对周边的环境造成严重的污染，这些问题都是影响太阳能照明系统发展的首要问题。在不断地对太阳能蓄电池的研究过程中，可以用胶体或者卷绕的方式来对铅酸蓄电池进行改善，胶体铅蓄电池或者卷绕式蓄电池的使用都较为安全，并且自身放电性能较小、深入放电性能较为良好、可以循环使用等众多的有限，但是这两种蓄电池依旧存在着一定的安全污染问题。近几年来锂电池的出现，不仅能够解决蓄电池对环境的污染问题，还能有效地增强蓄电池的使用寿命，只是现阶段锂电池的价格较高，应用的范围较小，随着后续不断的应用，锂电池的价格会有明显的下降，在今后的发展中有着良好的应用前景，但是锂电池依旧存在使用年限较短的问题。
太阳能光伏发电照明系统中，放电的方式决定着蓄电池使用的寿命，因此从太阳能的经济性和可靠性进行分析和考虑，需要根据地区环境的变化，来选择最为合适的蓄电池种类，保证放电时常的同时，增加蓄电池的使用寿命，控制好照明系统的功率，不断地对蓄电池进行优化创新，为太阳能照明系统的普及奠定良好的发展基础。如贵州的大部分地区都安装了大量的亮化路灯，保障了居民的出行。
结束语：
太阳能光伏发电技术是对新能源技术的主要应用，也同时是现阶段能源的重要补充项目，对未来新能源的利用和发展奠定着良好的基础。通过上文的介绍可以看出，太阳能光伏发电不仅能够有效的节约电力资源的使用，还能有效地改善路灯照明系统的转变，是未来路灯照明系统中会广泛应用的技术和能源，加强对路灯照明系统的设计，保证太阳能的充分利用，为我国的发展提供良好的前景。
参考文献
[1]杜国红，叶飞，沈柳青. 太阳能路灯照明系统设计与实现[J]. 科技创新导报，2019，016（026）：75-76.
[2]李俊彩. 超级电容光伏路灯在照明设计中的应用研究[J].
市政技术，2020，v.38；No.218（05）：33-34.
