太陽能亮化工程

太陽能亮化工程（照明系統）一般由燈桿，太陽能電池組件、蓄電池、太陽能控制器以及光源（燈具）組成。它的工作原理是：由太陽能電池板作為發電系統，讓電池板電源經過功率二極體及控制系統給蓄電池充電，當蓄電池電源達到一定程度時，控制系統內設的自動保護系統動作，電池板自動切斷電源，實行自動保護。到晚上，太陽能電池板又起到了光控作用，給控制系統發出指令，此時控制系統自動開啟，輸出電壓，使各式燈具達到設計的照明效果，並可調節所需的照明時間。太陽能亮化照明技術具有一次性投資、無長期運行費用、安裝方便、使用壽命長等特點，不會對原有植被、環境造成破壞。適用場所：城市道路，人行道，廣場，學校，公園，庭院，居住區，廠區以及其他需要室外照明的場所。

基本介紹

• 中文名：太陽能亮化工程
• 外文名：Solar lighting program

技術背景

我國能源結構以煤、石油、天然氣為主，CO₂排放量已經處於世界第二，其他溫室氣體的排放量也居高不下，限排壓力很大。受《京都議定書》的影響，今後我國開發火力發電，特別是燃煤發電將受到極大地制約，火電未來發展的優勢已經喪失。可見，大力發展可再生能源勢在必行，同常規的可再生能源相比，太陽能是一種理想的可再生能源，也是可再生能源中極為重要的一種。開發利用太陽能的主要途徑是光伏發電，它具有無噪聲，無污染，能量隨處可得且取之不盡，用之不竭、清潔的永久能源。不受地域限制，可以無人值守，建設周期短，規模設計自由度大等，這些優點都是常規發電和其他發電方式無法比擬的。開發利用太陽能已成為世界上許多國家可持續發展的重要戰略決策。

我國是世界上太陽能資源非常豐富的國家之一，全年輻射總量為917~2333kwh/m,年日照時數在2200h以上地區約占國土面積的2/3以上，年輻射量超過600MJ/m，每年地表吸收的太陽能相當於17萬億標準煤的能量，約等於上萬個三峽工程發電量的總和。太陽能光伏發電的利用在我國有著巨大的發展潛力，同時節能減排已成為當今世界的共識。由此可見，大力發展太陽能光伏發電對減少二氧化碳排量，減緩全球氣候變暖有著深遠的意義。

太陽能光伏發電利用主要有兩種技術途徑，分別為離網光伏發電和併網光伏發電兩大類；離網光伏發電又包括太陽能路燈、太陽能庭院燈、風光互補路燈、太陽能交通信號燈等。太陽能路燈照明系統主要以太陽光為能源，白天充電、晚上使用，無需複雜昂貴的管線鋪設，可任意調整燈具的布局，安全節能無污染，不消耗常規電能，無需人工操作與維護，工作穩定可靠，節省電費，適用於居民小區、別墅、公園、廣場等公共場所道路照明。尤其適合安裝在交通不便的偏遠山區河不方便接入市電的地區。同時太陽能路燈照明也越來越成為城市美化建設不可缺少的一部分，具有廣闊的市場前景。

行業標準

由於太陽能路燈照明系統國家沒有出台正式的相關標準，所以以下部分標準本項目只能以現有國家標準及行業標準作為參考與借鑑。

1、《地面用晶體矽光伏組件設計鑑定和定型》GB/T 9535-1998

2、《晶體矽光伏（PV）方陣I-V特性的現場測量》GB/T18210-2000

3、《光伏器件第一部分：光伏電流-電壓特性的測量》GB/T6495.1-1996

4、《光伏器件第三部分：地面用光伏器件的測量原理及標準光譜輔照度數據》GB/T6495.3-1996

5、《陸地用太陽電池組件總規範》GB/T14007-92

6、《太陽光伏電源系統安裝工程施工及驗收技術規範》CECS85-96

7、《金屬覆蓋及其他有關覆蓋層維氏和努氏顯微硬度試驗》GB/T9700

8、《熱噴塗金屬件表面預處理通則》GB/T11373

9、《電氣裝置安裝工程蓄電池施工及驗收規範》GB50172-92

10、《城市道路照明設計標準》CJJ45-2006

11、《城市道路照明工程施工及驗收規程》CJJ89-2001

12、《太陽能照明系統第1部分：配置與設計》DB53/T 576.1-2014

13、《太陽能照明系統第2部分：施工與驗收》DB53/T 576.2-2014

太陽能照明成本分析

近年來我國太陽能電池的生產能力猛增，其產品價格也由“七五”初期的生產具有功率為1W的太陽能電池價格80元，下降到40元以下。使得推廣使用太陽能光電套用產品的價格瓶頸得到基本解決，不再因太陽能光電產品的高價而制約其產品的推廣，使可望不可及變為迅速普及。預計到21世紀二三十年代，太陽能發電成本有可能降低到常規電價的水平。採用太陽能燈光亮化工程，每年可節省大量的資金，既亮化了環境，又生態地發展了環境，並充分地利用了能源，是世界上最合理的發展方向。

太陽能照明系統的優點

在普通照明系統中我們需要投入燈具、管線鋪設、控制櫃、電器光源（即照明燈）。在使用時用戶要交納電費、供電部門要對設備進行日常維護及維修而支付維修費。在太陽能照明系統中我們只需投入太陽能裝置（含蓄電池）及太陽能節能燈。因為太陽能照明系統是一次性投入，因此在使用時用戶不需要交納電費及維修費。

利用太陽能發電的經濟性在很多情況下要優於常規的供電方式。太陽能照明系統運行成本低，不需要增添燃料或其他能源（如水源或核材料等）；太陽能照明系統設備可自動運行，適於在無人職守站使用；太陽能照明系統設備少且系統可連續工作，不需要經常維護，使用壽命超過數十年（根據配置和型號不同，遇有陰雨天氣，可持續工作10天左右。太陽能電池可用15-20年。）；太陽能照明電源系統採用直流輸出低電壓方式，十分穩定，安全可靠（太陽能照明系統的充電、放電過程皆在低壓12V、24V狀態下進行，對人體沒有傷害。）；太陽能照明系統無需為引接入電網而修路，在沒有電網的地方，太陽能為靈活選取站址提供可能。施工快捷、方便，每一個太陽能照明系統都是一個獨立的照明單元，充電、放電、控制都是獨立完成，無需挖溝、布線、回填，即時安裝，即時套用。

除了直接的經濟效益以外，太陽能照明系統還有很多間接優點。如在其他一些供電系統中，往往由於突發斷電或供電設備損壞而立即造成巨大的經濟損失（我國在2008年2月份南方出現的雨雪冰凍災害就是很好的例證）。而太陽能照明系統或局部獨立或個體獨立，因此太陽能系統不會因局部出現斷電而引起巨大的經濟損失可能，從而能保證工作的穩定進行。同時也特別適用分散地點及遠離配變電站的山區、農村居民及單位。

以太陽光作為能源，清潔、環保對環境無任何污染，符合當今社會發展方向，充分體現綠色照明的概念，給人以全身心的視覺感受。太陽能照明是未來戶外照明的發展方向和照明燈具中的一枝新秀，是一種理想的綠色的照明燈具。它融入了新能源新技術的概念。

國外太陽能光電發電現狀及預測

隨著現代工業的發展，全球能源危機和大氣污染問題日益突出，太陽能作為理想的可再生能源受到了許多國家的重視。太陽能電池的種類不斷增多、套用範圍日益廣闊、市場規模逐步擴大。世界光電組件在過去15年平均增長率約15%。20世紀90年代後期，發展更加迅速，1999年光電組件生產達到200兆瓦。商品化電池效率從10%-13%提高到13%-15%，生產規模從1-5兆瓦/年發展到5-25兆瓦/年，並正在向50兆瓦甚至100兆瓦擴大。光電組件的生產成本降到3000美元/千瓦以下。近幾年，全世界太陽能電池的生產量平均每年增長近40%，2004年全世界生產總量更達1000兆瓦。開發中國家印度處於領先地位，有50多家公司從事與光電發電技術有關的製造業，其中有6個太陽能電池製造廠和12個組件生產廠，年生產組件11兆瓦，累計裝機容量約40兆瓦。21世紀以來，一些已開發國家紛紛制定了發展包括太陽能電池在內的可再生能源計畫。太陽能電池的研究和生產在歐洲、美洲、亞洲大規模鋪開。美國和日本為爭奪世界光電市場的霸主地位，爭相出台太陽能技術的研究開發計畫，如到2010年，美國計畫累積安裝4600兆瓦（含百萬屋頂計畫）;日本計畫累計安裝5000兆瓦（NEDO日本新陽光計畫）。

我國太陽能光電發電的現狀及展望

我國太陽能電池的研究始於1958年，1959年研製成功第1個有實用價值的太陽能電池。1971年3月首次成功地套用於我國第2顆衛星上，1973年太陽能電池開始在地面套用，1979年開始生產單晶矽太陽能電池。中國的光電產業的發展有2次跳躍，第一次是在20世紀80年代末，我國的改革開放正處於蓬勃發展時期，國內先後引進了多條太陽能電池生產線，使我國的太陽能電池生產能力由原來的3個小廠的幾百千瓦一下子上升到6個廠的4.5兆瓦,引進的太陽能電池生產設備和生產線的投資主要來自中央政府、地方政府、國家工業部委和國家大型企業。第二次光電產業的大發展在2000年以後，主要是受到國際大環境的影響、國際項目/政府項目的啟動和市場的拉動。2002年由國家發改委負責實施的“光明工程”送電到鄉和即將實施的送電到村工程，均採用了太陽能光伏發電技術。由於我國西部人口密度小，居住分散，同時又擁有豐富的太陽能資源。太陽能光伏發電是即廉價又清潔的能源選擇。在可再生能源中，太陽能取之不盡，清潔安全，是理想的可再生能源。我國的太陽能資源比較豐富，且分布範圍較廣，太陽能光電發電的發展潛力巨大。