集中可控太阳能发电照明系统的开发与应用

戴龙庚集中可控太阳能发电照明系统的开发与应用　集中可控太阳能发电照明系统的开发与应用　戴龙庚　（浙江省机械设备成套局，浙江杭州３１０００６）　摘要　针对太阳能发电照明系统（单灯控制）的缺陷，自行研制开发了一种集中可控太阳能发电照明系统，介绍了该系统工作　原理、基本功能、结构及特点，阐述了研制该系统对节能降耗、环境保护的意义。　关键词太阳能集中可控节能环保　太阳能发电照明系统（单灯控制）已在某些工　程、某些场合逐步得到应用，如路灯、庭院灯、草坪灯　等，该系统的开发与应用对节能降耗、环境保护都取　得了积极的作用。但还存在以下问题：（１）单灯照明　的电能通过系统控制器和蓄电池防过充控制端口给　蓄电池组充电。逆变器、市电并网开关、市电电网和　市电开关是该系统与市电网连接部分，在太阳光Ｅｌ　照不足或蓄电池供电不足的特殊情况下由市电网直　接给蓄电池充电。同时，蓄电池有剩余电能，设计中　的辅件相互问没有联系，不能充分发挥多功能效应；　（２）能源利用率低，电能不能互补造成灯的亮度不　一也能够向市电网供电，这种供电方式目前还未实施。　灯群连接控制端口是采用普通的单片机或利用　。不能对照明系统的亮度进行统一，不能同　时开启关闭；（３）由于照明自成系统，整体成本难以　其他具有运算控制功能的设备。蓄电池群输出端口　的电能通过防过放、过载、短路控制器端口，经过系　统控制器灯群连接控制端口和恒压恒流光源控制端　降低，日常维护成本高，电瓶污染点较多。针对以上　缺陷，自行研制开发了一种集中可控太阳能发电照　明系统，获得了中华人民共和国国家知识产权局实　用新型专利证书，专利号为ＺＬ２ＯＯ６２Ｏ１Ｏ１２３５Ｏ。　１　系统工作原理和基本功能　口，与节能光源连接供电，使节能光源能够按照实际　需要改变亮度与色彩。　整个集中可控太阳能发电照明系统具备了以下　基本功能：（１）蓄电池防过充、防反充；（２）蓄电池防　集中可控太阳能发电照明系统的工作原理见图　１。在太阳光的照射下，将太阳能光伏电池组件产生　过放、防反放；（３）蓄电池防短路、防反接；（４）提供负　载功能；（５）给使用者／操作者提供系统工作状态；　图１　集中可控太阳能发电照明系统的工作原理图　作者：戴龙庚，男，１９５２年生，本科，主要从事工程咨询、招标代理等工作。　・　１Ｏ１　・　维普资讯 http://www.cqvip.com 环境污染与防治第３Ｏ卷　第３期　２００８年３月　（６）控制照明的变化（时间变化、色彩变化、亮度变化　等）；（７）提供控制接口备份和连接控制端Ｅｌ的功能；　（８）能将整个系统富余电能提供辅助负载消耗；（９）　与市电网连接；（１０）防雷接地保护功能；（１１）该系统　的控制功能可根据客户实际照明需求增加或减少；　（１２）控制自耗电流小于额定工作电流的１　；（１３）　控制回路压降小于系统电压的５　。　２　系统结构　集中可控太阳能发电照明系统结构见图２。根　据节能光源负载，确认所需太阳能光伏电池容量和　安装面积。集中可控太阳能发电照明系统主要部件　都组装在太阳能光伏电池列阵下面的控制箱内，只　有通过灯具线缆与节能光源连接。　…　图２集中可控太阳能发电照明系统结构图　３　系统特点　３．１　高效照明，节能降耗　集中可控太阳能发电照明系统的光源采用大功　率的ＬＥＤ，具有功耗低、寿命长、光效高、反应速度　快的优点，可在高频下使用，也可任意控制其功耗和　亮度而不影响其寿命。　一般５　Ｗ的ＬＥＤ相当于２５　Ｗ白炽灯的照明　量，以８Ｏ只草坪灯为例，ＬＥＤ和白炽灯年用电量、年　市网电费和人工保养费比较见表１。由表１可见，　ＬＥＤ具有明显的节能降耗效果，且节省运行费用。　表１　ＬＥＤ和白炽灯年用电量、年市网电费和人工保养费比较　注：”以每天８　ｈ，每年３６０　ｄ计算；　以０．５元／（ｋＷ・ｈ）计；　按　照６年寿命折算。　３．２　环　保　传统光源的白炽灯泡耗电高、易破碎，日光灯的　废弃照明物有汞污染问题等缺点，而ＬＥＤ既无高温　高压、又无有害物质、不会爆裂，灯具上没有电瓶，唯　一的一套蓄电池电瓶也置于控制箱内封闭保护，并　・　］Ｏ２　・　且耐震、耐冲击、不易破；整个集中可控太阳能发电　照明系统没有驱动部件，不产生噪音，没有污染，是　一种典型绿色照明设备。　３．３便于管理，维护保养方便　（１）集中可控太阳能发电照明系统的主要部　件，根据不同的应用场合，设计时可集中放置于控制　箱内，防水、防潮、防腐，维护、管理点集中，维护费用　低；也可分散，灵活安装在管理方便的地方。例如住　宅小区的庭院灯、草坪灯的控制，可将门卫室作为控　制箱，方便值班人员２４　ｈ管理，维修保养检测都在　同一地点。　（２）太阳能发电照明系统（单灯控制）需要定时　单独检查太阳能光伏电池的表面有无破损，有无污　物。若要进行清除太阳能光伏电池板上的污物或灰　尘，费工、费时，空中作业，工作环境危险。而集中可　控太阳能发电照明系统可集中一次性清除。　３，４使用安全，运行可靠　（１）太阳能发电的电压只有１５　Ｖ以下，直流低　压，对线缆带电操作也不会造成事故。　（２）ＬＥＤ寿命在５０　０００　ｈ以上，按每天使用１Ｏ　ｈ，寿命也在１２年以上，寿命期内无须更换光源。　３．５　应用范围广，无场地　可在任意需要普通照明的场合使用集中可控太　阳能发电照明系统，可根据需要扩大照明规模，且灯　具外形可任意设计，不受太阳能光伏电池。　４　结　语　集中可控太阳能发电照明系统为太阳能照明系　统开辟了一个新的发展方向，可以节能降耗，节省运　行费用，有利于环境保护。　责任编辑：黄　苇　（修改稿收到日期：２００８　０３－０６）　（上接第７７页）　ｒ１０７　ＦＡＡ＆Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，Ａｖｉａｔｉｏｎ　ｎｏｉｓｅ　ａｂａｔｅ—　ｍｅｎｔ　ｐｏｌｉｃｙ　２０００［Ｊ］，Ｆｅｄｅｒａｌ　Ｒｅｇｉｓｔｅｒ，２０００，６５（１３６）：４３８０２—　４３８２４．　ｒ１１］　ＡＮＤＥＲＳＳＯＮ　Ｈ．ＯＧＲＥＮ　Ｍ．Ｎｏｉｓｅ　ｃｈａｒｇｅｓ　ｉｎ　ｒａｉｌｗａｙ　ｉｎｆｒａ—　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：ａ　ｐｒｉｃｉｎｇ　ｓｃｈｅｄｕｌｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍａｒｇｉｎａｌ　ｃｏｓｔ　ｐｒｉｎ—　ｃｉｐＩｅ［Ｊ￣．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｐｏｌｉｃｙ，２００７，１４（５）：２０４—２１３．　ｒ１２］ＳＡＮＤＢＥＲＧ　Ｕ．Ａｂａｔｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｒａｆｆｉｃ，ｖｅｈｉｃｌｅ，ａｎｄ　ｔｉｒｅ／ｒｏａｄ　ｎｏｉｓｅ—ｔｈｅ　ｇｌｏｂａｌ　ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ￣Ｊ］．Ｎｏｉｓｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｅｎｇ．Ｊ．，２００１，　４９（４）：ｌ７０—１８１．　［１３］Ｆｅｄｅｒａｌ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ．Ｈｉｇｈｗａｙ　ｔｒａｆｆｉｃ　ｎｏｉｓｅ　ａｎａｌ—　ｙｓｉｓ　ａｎｄ　ａｂａｔｅｍｅｎｔ　ｐｏｌｉｃｙ　ａｎｄ　ｇｕｉｄａｎｃｅ［Ｍ７．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．　Ｃ．：Ｕ．Ｓ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，１９９５．　ｒ１４］　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ＨＫＳＡＲ．Ｓｔｕｄｙ　ｆｏｒ　ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ　ｂａｒｒｉｅｒｓ　ｏｎ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｒｏａｄｓ［Ｍ７．Ｈｏｎｇｋｏｎｇ：Ｇｏｖ—　ｅｒｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ＨＫＳＡＲ，２０００．　ｒ１５］ＰＡＵＬ　Ｂ．Ｖａｌｕｅ—ｂａｓｅｄ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ＦＨＷＡ　ｔｒａｆｆｉｃ　ｎｏｉｓｅ　ｍｏｄｅｌ［Ｊ］．Ｔｈｅ　Ｗａｌｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ，２０００，４０（１）：１５一ｌ８．　责任编辑：赵　多　（修改稿收到日期：２００８—０２—１８）