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市政照明中太阳能光伏发电的应用

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摘要:

利用太阳能进行发电不仅可以节约燃料,而且在发电过程中无污染且不受地域因素的限制,属于绿色、环保、健康的发电技术,随着人们对环境要求的日益提高,近几年以来,在对太阳能的相关开发与运用过程中,光伏发电越来越受到人们的关注,所具有的市场潜力也不可限量。

关键词:

市政照明;太阳能;光伏发电

伴随科学技术的日新月异,社会经济水平也不断提升,然而能源资源则不断地减少而且被污染严重。为了市政照明的可持续健康发展,我们必须选择健康、环保的绿色能源,而太阳能发电技术之中的光伏发电便是最佳选择。伴随利用太阳能进行发电的相关技术的诞生,市政照明相关系统设计也迎来了新的变革,将此技术应用于市政照明中不但可以节约能源,还可以提升市政电能在利用方面的效率,使市政照明可以更加科学、更加合理地进行规划设计。

1光伏发电技术具有的优势

(1)先进的发电原理。其发电原理是将光子和电子之间不发生中间过程以及相关机械运动而直接进行转换,所谓中间过程是指从热能转换为机械能,再由机械能转换为电磁能等,这种发电形式十分方便、快捷。相较原有发电技术,光伏发电更加高效、更加便捷、更加环保、更加绿色。(2)太阳能具有的无限性特征及分布性特性。众所周知,太阳能属于可以再生性的绿色能源,每天它都会得到重生,所以太阳能这种资源具有无限性特征,取之不尽,用之不竭。而且,太阳光几乎无处不在,唯一的区别只是世界各地日照时间与日照强度有所差别,所以太阳能不会受到地域因素、气候因素等自然因素的限制。

2光伏发电相关系统的构成及作用

2.1太阳电池部分

光伏发电相关系统中最为关键的便是太阳电池。其中光能和电能相互转换的基本单元便是太阳电池的各个单体,通常最小尺寸仅为4cm2,最大为200cm2,其工作电压一般约在0.5V左右,工作电流一般在20~25mA之间,通常情况下不可以单独形式进行使用。所谓电池组件便是把单个太阳电池串联或并联然后进行封装,组件功率通常最小为几瓦,最大为几十瓦,能够单独进行使用。然后再将这些组件进行串联或并联进行安装,便组成了方阵,其输出功率可以达到负载对功率方面的要求。

2.2具有储备能量功能的蓄电池部分

储能作用的蓄电池对于光伏发电而言是极其重要的构成部分,其作用也非常重要。由于蓄电池具有储备电能的功能,故而可以不停地进行运作,具有效率较高、污染较低的优点。

2.3具有控制充电和放电功能的控制器

对蓄电池而言,特别是铅酸性质的蓄电池,运作时充电放点对其产生的影响极大,假如不能好好解决这个问题,不但会减少电池使用的年限,还影响其发电效果,因此防止蓄电池被过度充电或过度放电,就需要有相应的控制系统来预防此问题,即充电放电方面的控制器。该控制器的工作原理是对蓄电池具有的电压方面或者荷电状态进行检测来判断其是不是已达到充放电的临界点,并且依据检测出来的结果对蓄电池发号指令,控制其是否继续充放电。

2.4具有将直流电转换为交流电功能的逆变器

我们知道,整流器的作用便是把交流电变为直流电。然而逆变器的功能则恰恰与之相反,把直流电向交流电进行转换。这样将整流过程进行逆向工作的形式便是所谓的“逆变”。太阳电池经过太阳照射以后便形成了直流电,但是在供电系统中通过直流电进行供电十分有限。除此以外,如果供电系统要将电压进行升高或降低的时候,只用在交流系统之中加上变压器就可以了,而对于直流系统而言,要想对其电压进行升高或降低时所需的技术就太过复杂。对于光伏系统而言,对逆变器方面的要求也比较高,尤其在逆变效率方面及可靠性方面,要求其对直流输入时产生的电压有比较宽泛的适应范围。

3太阳能相关技术在我国市政照明系统中的运用

例如:某市共有过百的人行道,其夜晚照明效果很好,然而在路灯配电方面的设计还有缺陷,路灯在进行电缆铺设的时候没有单独设计,而是从邻近地区的路灯处进行接电,这便使得这些路灯只有在晚上才能发挥功效,白天却形同摆设。在天气状况不好的时候,这些路灯的照明效果便不是很好,对于较长通道而言特别是中间部分则效果更差,根本无法发挥其照明功能,导致此处治安较差。所以,该市对其人行道的相关照明问题和道路安全相关问题特别重视。为解决问题该市也曾费劲脑汁,然而不是因为费用过高,就是不利于地面平整和交通,使得许多办法都行不通。经过全面考虑以后,决定使用太阳能进行发电。该市先在主干道上进行试点,取得了很好的效果,随后又不断进行扩充,受到一致好评。此主干道长度为73m,宽度为7m,高度约为2.4m左右,且在通道的中部未设采光口。在这里安装太阳能形式的路灯,其中节能灯共安装了8套,主要依靠太阳能形式的电池板进行供电。当初设计的时候,原本计划以12V电压的直流电源进行供电,然而由于通道距离太长,使得电压的损耗也过大,所以便通过逆变器把原本12V电压的直流电向220V电压的交流电进行转换。人行通道中安置的太阳能形式的路灯使用仅限于白天,夜间则还从邻近地区的路灯处进行接电,其中太阳能形式的路灯每天12h进行照明。当太阳能形式的路灯停止工作后,控制器便向太阳能形式的蓄电池发出指令,蓄电池随后开始供电,直至傍晚时间,傍晚时候市政路灯进行供电的时候,便向控制器发出指令,蓄电池便停止供电。利用此方法太阳能形式的蓄电池便和市政电缆之间相互交替为路灯进行供电,使其可以24h对道路照明。

4市政照明系统中太阳能相关技术具有的优点及缺点

将在城市道路照明中采用太阳能进行发电的相关技术,不但安全性高、节约能源、具有环保功能,还不再需要电缆进行长距离铺设。最近不论是国内还是国外都出现了许多利用太阳能技术,并将此技术广泛应用于道路照明中,市政部门在铺设太阳能发电的电缆时可以利用普通电缆的沟,这样既避免浪费也便于管控。太阳能主要通过两种方式转换为电能:其一为将太阳产生的辐射能向热能进行转换,即通过太阳产生的辐射能进行发电;其二为将太阳光向电能进行转换,此方法需要经过光电器件,即所谓的“光伏发电”。就目前市政照明而言,利用太阳能进行发电所采取的主要技术便是光伏技术,此技术是通过将光能转换为电能的装置,将半导体置于其中按照光伏效应相关原理将太阳光向电能进行直接转换。市政部门利用太阳能进行照明的相关系统共有4个构成部分,即太阳能形式的电池板部分、具有控制充放电功能的控制器部分、蓄电池部分和灯泡部分,利用太阳能进行发电不但能够直接以直流电形式产生,亦可经逆变器将其进行转变,形成220V电压的交流电,太阳能形式的电池板具有的面积和具有的转换率是决定其照明系统的关键因素。太阳能属于再生能源,存在于世界的各个角落,然而目前关于利用太阳能进行发电的相关研究还刚刚起步。伴随科技的飞速发展,利用太阳能进行发电的领域也会日益扩大,亦会从重量转变为重质,提升太阳能在转换方面的效率可以促进其在发电方面相关技术的飞速发展,推动市政部门在照明系统方面的突破性发展。

5结语

总之,市政照明采用太阳能形式的路灯不但节约了成本,还给市民生活提供了一种更好的体验方式,伴随社会的不断进步,太阳能相关技术也会被应用于更多的领域,而利用太阳能进行发电的光伏发电也会更加普及,市政照明也会设计得越来越科学、越来越合理。

参考文献:

[1]樊桢.浅谈光伏电站建设对荒漠地区治理意义——以甘肃为例[J].中国经贸导刊,2015(35):10-12.

[2]罗海华.我国民用太阳能光伏发电技术应用[J].企业科技与发展,2015(15):15-16.

作者:杨庆峰 单位:章丘市城建设施养护工程队

市政照明中太阳能光伏发电的应用责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次