一款太陽(yáng)能道路照明設(shè)計(jì)

　　太陽(yáng)能路燈由于采用太陽(yáng)能輻射進(jìn)行發(fā)電，對(duì)于路燈安裝的具體地點(diǎn)具有特殊的要求，太陽(yáng)能路燈安裝前必須對(duì)安裝地點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查?？辈榈膬?nèi)容主要有：

　　a  察看安裝路段道路兩側(cè)（主要是南側(cè)或東、西兩側(cè)）是否有樹木、建筑等遮擋，有樹木或者建筑物遮擋可能影響采光的，測(cè)量其高度以及與安裝地點(diǎn)的距離，計(jì)算確定其是否影響太陽(yáng)能電池組件采光；對(duì)太陽(yáng)能光照的一般要求是太陽(yáng)能光照至少能保證上午9：00至下午3：00之間不能有影響采光的遮擋。

　　b  觀察太陽(yáng)能燈具安裝位置上空是否有電纜、電線或其它影響燈具安裝的設(shè)施（注意：嚴(yán)禁在高壓線下方安裝太陽(yáng)能燈具）；

　　c  了解太陽(yáng)能路燈基礎(chǔ)及電池艙部位地下是否有電纜、光纜、管道或其它影響施工的設(shè)施，是否有禁止施工的標(biāo)志等。安裝時(shí)盡量避開以上設(shè)施，確實(shí)無(wú)法避開時(shí)，請(qǐng)與相關(guān)部門聯(lián)系，協(xié)商同意后方可進(jìn)行施工。

　　d  避免在低洼或容易造成積水的地段安裝；

　　e  對(duì)安裝地段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照；

　　f  測(cè)量路段的寬度、長(zhǎng)度、遮擋物高度和距離等參數(shù)，記錄路向并和照片等資料一起提供給方案設(shè)計(jì)者供參考。

　　2.2 安裝布置

　?。?）根據(jù)道路的寬度、照明要求，選擇安裝布燈方式：

　　a、單側(cè)布置

　　b、雙側(cè)對(duì)稱布置；

　　c、雙側(cè)交錯(cuò)布置

圖1 太陽(yáng)能路燈布置的三種方式

　?。?）燈具的懸臂長(zhǎng)度不宜超過(guò)安裝高度的1/4，燈具的仰角不宜超過(guò)15°；

　　（3）燈具的安裝高度（H）、間距（S）與路寬（W）和布置方式間的關(guān)系如下：

表1 燈具的安裝高度（H）、間距（S）與路寬（W）和布置方式間的關(guān)系

　　2.3 光源選擇

　　太陽(yáng)能路燈光源的選擇原則是選擇適合環(huán)境要求、光效高、壽命長(zhǎng)的光源。同時(shí)為了提高太陽(yáng)能發(fā)電的使用效率，盡量選擇直流輸入光源，避免由于引入逆變器而帶來(lái)的功率損失（由于小型逆變器的效率比較低，一般低于80%）。

　　常用的光源類型有：三基色節(jié)能燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈、LED、陶瓷金鹵燈、無(wú)極燈等。現(xiàn)針對(duì)應(yīng)用最多的太陽(yáng)能燈具光源加以分析比較：

表2 常見直流輸入光源特征一覽表

　　具體選用時(shí)參照道路狀況和客戶要求進(jìn)行選擇，需要注意的是各種光源都有一定的功率限制和常用規(guī)格，選擇功率時(shí)盡量選擇常用的光源功率。近年來(lái)也出現(xiàn)了一些新型的光源，如混光型節(jié)能路燈燈具，將高顯色性、高色溫的金鹵燈和高效光源低壓鈉燈兩種光源系統(tǒng)一體化置于燈具電器倉(cāng)內(nèi)，使整體光效及顯色性色溫明顯提高的同時(shí)，一定程度上也提高了照明質(zhì)量。

　　2.4 系統(tǒng)配置計(jì)算

　　太陽(yáng)能路燈配置的計(jì)算一般按照獨(dú)立光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行，可以采用專用的設(shè)計(jì)軟件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，近年來(lái)使用較多的如加拿大環(huán)境資源部和美國(guó)宇航局（NASA）聯(lián)合開發(fā)的RetScreen軟件等。下面介紹太陽(yáng)能路燈配置的簡(jiǎn)單估算方法：

　　2.4.1 峰值日照時(shí)數(shù)的計(jì)算

　　公式如下：

　　峰值日照時(shí)數(shù)=A/（3.6×365）

　　A為傾斜面的上年輻照總量，單位為MJ/m2

　　例如：某地的方陣面上的年輻照為6207 MJ/m2，則年峰值日照時(shí)數(shù)為：

　　6207÷3.6÷365=4.72小時(shí)

　　2.4.2 系統(tǒng)電壓的確定

　　a  太陽(yáng)能路燈光源的直流輸入電壓作為系統(tǒng)電壓，一般為12V或24V，特殊情況下也可以選擇交流負(fù)載，但必須增加逆變器才能工作；

　　b  選擇交流負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)的直流電壓在條件允許的情況下，盡量提高系統(tǒng)電壓，以減少線損；

　　c  系統(tǒng)直流輸入電壓選擇還要兼顧控制器、逆變器等電器件的選型。

　　2.4.3 太陽(yáng)能板的容量計(jì)算

　　對(duì)于太陽(yáng)能路燈，整體系統(tǒng)配置計(jì)算公式如下：

　　P= 光源功率×光源工作時(shí)間×（17/12）÷峰值日照時(shí)數(shù)÷（0.85×0.85）

　　其中P為電池組件的功率，單位為W；

　　光源工作時(shí)間單位為h；

　　峰值日照時(shí)數(shù)單位為h；

　　0.85分別為蓄電池的庫(kù)侖效率和電池組件衰減、方陣組合損失、塵埃遮擋等綜合系數(shù)；

　　例如：光源功率為18W，每天工作8小時(shí)，當(dāng)?shù)氐哪耆照諘r(shí)數(shù)為4.0，則需要的太陽(yáng)能板功率為18×8×（17/12）÷4÷（0.85×0.85）=70.5W

　　具體選擇太陽(yáng)能板的功率時(shí)根據(jù)太陽(yáng)能板的規(guī)格進(jìn)行選取即可。

　　2.4.4 蓄電池容量計(jì)算

　　首先根據(jù)當(dāng)?shù)氐年幱晏烨闆r確定選用的蓄電池類型和蓄電池的存貯天數(shù)，一般北方選擇的存貯天數(shù)在3**5天，西部少雨地區(qū)可以選用2天，南方的多雨地區(qū)存貯天數(shù)可以適當(dāng)增加。容量計(jì)算公式如下：

　　蓄電池容量=負(fù)載功率×日工作時(shí)間×（存貯天數(shù)+1）÷放電深度÷系統(tǒng)電壓

　　其中：蓄電池容量單位為Ah;

　　負(fù)載功率單位為W；

　　日工作時(shí)間單位為h；

　　存貯天數(shù)單位為d；

　　放電深度，一般取0.7左右

　　系統(tǒng)電壓?jiǎn)挝粸閂

　　例如：光源功率為18W，每天工作8小時(shí)，蓄電池存貯天數(shù)為3天，則需要的蓄電池容量為：18×8×4÷0.7÷12=68Ah

　　然后根據(jù)系統(tǒng)電壓和容量的要求選配蓄電池。

　　以上計(jì)算沒有考慮溫度的影響，若蓄電池的最低工作溫度低于-20℃，應(yīng)對(duì)蓄電池的放電深度加以修正，具體修正系數(shù)可咨詢蓄電池廠家。