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【摘 要】针对我国城镇化速度不断加快，城市路灯对电能的消耗量日益增多，以常规能源电力为主的城市路灯系统的发展，大大加速了对环境造成的污染及恶化进程，不利于建设节能环保、低碳经济的发展思维。结合我国目前城市路灯系统高能耗对生态环境造成的严重挑战，本文提出了适应现代城市路灯领域的光伏照明系统：太阳能路灯。
【关键词】光伏照明系统；现代城市；能耗；太阳能路灯
随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓无处不在，太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的安全、环保新能源越来越受重视。同时，也随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。
一、太阳能路灯的优点：
1、市电照明路灯安装复杂：市电照明路灯工程中首先要铺设电缆，需要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则需大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本昂贵。太阳能路灯安装简便：太阳能安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定即可。
2、市电照明路灯电费高昂：市电照明路灯工作中需要支付固定高昂的电费，并且需要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。太阳能路灯具免电费：太阳能路灯是一次性投入，维护成本低，长期受益。
3、市电照明路灯存在安全隐患：市电照明路灯在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面都会带来诸多安全隐患。 太阳能路灯没有安全隐患：太阳能路灯是超低压产品，运行安全可靠。太阳能路灯的其它优势：绿色环保。
综上对比所述，太阳能路灯具有安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等特性。
二、太阳能路灯系统的组成：
太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能智能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及支架，系统结构简单，易于安装。
三、太阳能路灯的工作原理：
太阳能路灯是利用太阳能电池板，白天接收太阳辐射能并转化为电能经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当光线逐渐降低，充放电控制器检测到这一值后启动负载工作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电数小时后，充放电控制器检测到光线逐渐增强，天亮了，充放电控制器要求灯头停止工作，蓄电池放电结束，白天继续给蓄电池补充充电。充放电控制器的主要作用是控制路灯打开和关闭，同时保护蓄电池，延长蓄电池使用寿命。
四、太阳能路灯的设计原则：
1、从功能上道路照明系统的主要功能是保证交通安全，提高交通运输效率、保障人身安全、提供舒适环境。
2、在满足道路照明各项功能需要的基础上，提高道路照明系统的能效，降低系统功耗，节约能源，减少污染，以达到节能和环保的目的。
3、另外还要结合当地的光资源情况，当地阴雨天气情况，电池板受灰尘覆盖、温度影响、控制器、蓄电池的各种效率等实情况进行综合考虑。
五、太阳能路灯的设计要求：
1、电池板功率的计算和选用。
2、蓄电池容量、充放电控制和充放电状态显示。
3、连续阴雨天五天路灯仍能照明。
4、光线暗时路灯自动点亮，早上光线强时路灯自动熄灭。
5、系统断电时可以保存用户所设定的各种参数。
六、太阳能路灯的控制方案选择：
太阳能路灯跟普通路灯控制电路功能基本一样，都是为了完成晚上亮灯，早晨熄灯的作用。国内外常用的控制器有单独的光控制型、时钟控器型、经纬型控制器型等，但由于其工作原理不同，各有优缺点。
单独的光控型一般采用感光探头，当晚上光线弱时，自动开启路灯；早上光线较强时，自动关闭路灯，达到自动控制的作用。但在实际使用中，感光探头难以判断各种干扰光线，经常会产生误动作。
采用时钟控器型的路灯控制器，要预先设定开关时间，使路灯按时亮灯、准时熄灯，从而达到自动控制的目的。优点是定时开关预先设定的开关时间不受外界干扰，除本身故障外不会产生误动作。缺点是不能根据季节变化和特殊的天气情况自动变换开关时间，需人工经常调整开关时间，费时费力，不利于节省电力。
经纬型（方位角和倾斜角）控制器采用单片机技术，模拟日照规律，晚上能自动开灯、早晨能自动关灯。它采取光控开关时间的优点，克服了光控开关易受干扰的缺点，取钟控器时间准确之长处，克服了定时开关不会自动变换开关时间之短处。目前路灯控制常采用这种控制方式，但其价格较高，在路灯中使用将会增加不必要的成本。
本设计是考虑以上几种控制方式的特点，综合从节电、经济和实用等方面考虑，利用光控时控制结合型，实现太阳能路灯的设计。
七、太阳能路灯的光源的选择：
光源尽量选直流光源。目前常见的光源有直流节能灯、高频无极灯、低压钠灯和LED光源。LED 作为半导体光源，其发展势头强劲，是太阳能路灯最为理想的光源。本设计采用冷光源LED光源，不但节能，反而使用寿命更长。
八、太阳能路灯照明方式的设计：
根据城市道路及与其有关的特殊场所的照明方式分常规照明和高杆照明两种。常规照明有单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、横向悬索布置、和中心对称布置五种基本布灯方式。我们可以选择中心对称布置方式，既节省安装灯架，又节省地基浇筑材料，大大降低了成本。
九、结束语
从国家的主体发展思路来看，我们认为光伏照明系统在现代城市路灯领域里有着很大的发展空间，大量的应用太阳能光伏照明，不仅可以实现节能减排、绿色环保，为国家发展低碳经济做出应有的贡献，同时，也可以提高城市市民的生活品质及城市的整体品位。
参考文献：
[1]吴东威.太阳能LED在景观照明中的科学应用探析[J].科技风，2009年09期.
[2]姚宏，冯卫东，邱望标.太阳能LED路灯控制器设计[J].现代机械，2009年02期.
[3]杨战军.树立绿色 低碳发展理念发展LED路灯照明[A].海峡两岸第十八届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C]，2011年.
[4]徐军，彭咏龙，李亚斌.基于单片机控制的节能型太阳能LED路灯研究[J].电子质量，2008年10期.
[5]解召辉.路灯节能管理新途径[J].中国电力企业管理，2008年04期.
【关键词】光伏照明系统；现代城市；能耗；太阳能路灯
随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓无处不在，太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的安全、环保新能源越来越受重视。同时，也随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。
一、太阳能路灯的优点：
1、市电照明路灯安装复杂：市电照明路灯工程中首先要铺设电缆，需要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则需大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本昂贵。太阳能路灯安装简便：太阳能安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定即可。
2、市电照明路灯电费高昂：市电照明路灯工作中需要支付固定高昂的电费，并且需要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。太阳能路灯具免电费：太阳能路灯是一次性投入，维护成本低，长期受益。
3、市电照明路灯存在安全隐患：市电照明路灯在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面都会带来诸多安全隐患。 太阳能路灯没有安全隐患：太阳能路灯是超低压产品，运行安全可靠。太阳能路灯的其它优势：绿色环保。
综上对比所述，太阳能路灯具有安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等特性。
二、太阳能路灯系统的组成：
太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能智能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及支架，系统结构简单，易于安装。
三、太阳能路灯的工作原理：
太阳能路灯是利用太阳能电池板，白天接收太阳辐射能并转化为电能经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当光线逐渐降低，充放电控制器检测到这一值后启动负载工作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电数小时后，充放电控制器检测到光线逐渐增强，天亮了，充放电控制器要求灯头停止工作，蓄电池放电结束，白天继续给蓄电池补充充电。充放电控制器的主要作用是控制路灯打开和关闭，同时保护蓄电池，延长蓄电池使用寿命。
四、太阳能路灯的设计原则：
1、从功能上道路照明系统的主要功能是保证交通安全，提高交通运输效率、保障人身安全、提供舒适环境。
2、在满足道路照明各项功能需要的基础上，提高道路照明系统的能效，降低系统功耗，节约能源，减少污染，以达到节能和环保的目的。
3、另外还要结合当地的光资源情况，当地阴雨天气情况，电池板受灰尘覆盖、温度影响、控制器、蓄电池的各种效率等实情况进行综合考虑。
五、太阳能路灯的设计要求：
1、电池板功率的计算和选用。
2、蓄电池容量、充放电控制和充放电状态显示。
3、连续阴雨天五天路灯仍能照明。
4、光线暗时路灯自动点亮，早上光线强时路灯自动熄灭。
5、系统断电时可以保存用户所设定的各种参数。
六、太阳能路灯的控制方案选择：
太阳能路灯跟普通路灯控制电路功能基本一样，都是为了完成晚上亮灯，早晨熄灯的作用。国内外常用的控制器有单独的光控制型、时钟控器型、经纬型控制器型等，但由于其工作原理不同，各有优缺点。
单独的光控型一般采用感光探头，当晚上光线弱时，自动开启路灯；早上光线较强时，自动关闭路灯，达到自动控制的作用。但在实际使用中，感光探头难以判断各种干扰光线，经常会产生误动作。
采用时钟控器型的路灯控制器，要预先设定开关时间，使路灯按时亮灯、准时熄灯，从而达到自动控制的目的。优点是定时开关预先设定的开关时间不受外界干扰，除本身故障外不会产生误动作。缺点是不能根据季节变化和特殊的天气情况自动变换开关时间，需人工经常调整开关时间，费时费力，不利于节省电力。
经纬型（方位角和倾斜角）控制器采用单片机技术，模拟日照规律，晚上能自动开灯、早晨能自动关灯。它采取光控开关时间的优点，克服了光控开关易受干扰的缺点，取钟控器时间准确之长处，克服了定时开关不会自动变换开关时间之短处。目前路灯控制常采用这种控制方式，但其价格较高，在路灯中使用将会增加不必要的成本。
本设计是考虑以上几种控制方式的特点，综合从节电、经济和实用等方面考虑，利用光控时控制结合型，实现太阳能路灯的设计。
七、太阳能路灯的光源的选择：
光源尽量选直流光源。目前常见的光源有直流节能灯、高频无极灯、低压钠灯和LED光源。LED 作为半导体光源，其发展势头强劲，是太阳能路灯最为理想的光源。本设计采用冷光源LED光源，不但节能，反而使用寿命更长。
八、太阳能路灯照明方式的设计：
根据城市道路及与其有关的特殊场所的照明方式分常规照明和高杆照明两种。常规照明有单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、横向悬索布置、和中心对称布置五种基本布灯方式。我们可以选择中心对称布置方式，既节省安装灯架，又节省地基浇筑材料，大大降低了成本。
九、结束语
从国家的主体发展思路来看，我们认为光伏照明系统在现代城市路灯领域里有着很大的发展空间，大量的应用太阳能光伏照明，不仅可以实现节能减排、绿色环保，为国家发展低碳经济做出应有的贡献，同时，也可以提高城市市民的生活品质及城市的整体品位。
参考文献：
[1]吴东威.太阳能LED在景观照明中的科学应用探析[J].科技风，2009年09期.
[2]姚宏，冯卫东，邱望标.太阳能LED路灯控制器设计[J].现代机械，2009年02期.
[3]杨战军.树立绿色 低碳发展理念发展LED路灯照明[A].海峡两岸第十八届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C]，2011年.
[4]徐军，彭咏龙，李亚斌.基于单片机控制的节能型太阳能LED路灯研究[J].电子质量，2008年10期.
[5]解召辉.路灯节能管理新途径[J].中国电力企业管理，2008年04期.