基本介紹
- 中文名：太陽能道釘
- 外文名：solar road stud
- 類別：道 釘
- 用途：夜間或雨霧天氣指示道路前進方向
產生背景,特點,工作原理,性能指標,抗壓性能,密封性能,亮度,穩定性,電池匹配性能,環境適應性能,套用形式,常見問題,抗壓值不合格,偽反光,
產生背景
由於太陽能行業的不斷發展，近年來，在國家實施的公路安全保障工程中，各種科技含量較高的交通安全設施和產品備受業界青睞。這些交通安全設施和產品的廣泛套用，對提高公路行車安全，減少交通事故發生等均發揮了重要作用。在各種交通安全設施或產品中，太陽能道釘在雨、霧天氣及道路彎道處，能清晰地勾劃出道路輪廓和邊緣，誘導駕駛員視線，進而能消除道路的安全隱患。太陽能道釘能在雨霧天氣中以及在彎道處勾劃道路輪廓、誘導駕駛員視線進而消除安全隱患方面起到了相當重要的作用。
特點
發光亮度大
普通反光道釘的反光亮度只有300-400個MCD，而太陽能道釘的發光亮度可達2000個MCD以上，是前者的6-7倍,高強度的光線可以在夜間穿破雨霧，安全有效地為駕駛員指導方向。
主動發光、動態警示
太陽能道釘在晚上以某種頻率閃爍，而人的視覺對變化更為敏感，所以其動態警示作用非常強。主動發光不僅可以最大程度上避免雨霧的干擾，而且可以脫離對汽車燈光的依賴，可視距離更遠，效果更好。
太陽能道釘在雨霧天氣中以及在彎道處勾劃道路輪廓、誘導駕駛員視線進而消除安全隱患方面起到了相當重要的作用。
工作原理
白天太陽能電池板吸收太陽光，把太陽能轉化成電能，儲存在儲能器件(電池或電容)中，到了晚上，儲能器件中的電能自動轉化成光能(通過光電開關控制)，通過LED發出亮光來勾畫道路輪廓，誘導駕駛員視線。
太陽能道釘按照安裝位置的不同可以分為埋入式和突起式。
前者一般用在中線，後者一般用於邊緣線。這是因為安裝在中線的太陽能道釘對抗壓性能要求特別高，為了解決這一難題，只好把太陽能道釘埋入地面，露出地面的只有5個毫米左右。而用在邊緣線的太陽能道釘對抗壓性能要求不是特別高，凸出地面依然能有效工作。
太陽能道釘按照儲能元件的不同又可分為電容式和電池式，前者的使用壽命可達五到七年，後者的使用壽命一般在一年到三年不等。
因為埋入式太陽能道釘對路面破壞很大，而電容式太陽能道釘成本太高，所以目前套用最多的還是凸起式電池太陽能道釘。
性能指標
衡量一個太陽能道釘的性能從以下幾個方面進行。
抗壓性能
如果太陽能道釘不能承受一定的壓力，在汽車碾壓或衝擊後就很容易碎掉，自然不能正常工作，所以抗壓是太陽能道釘正常工作的一個基本條件。但問題是太陽能道釘本身是一個電子產品，包含有電子部分，想使得電子部分也有較高程度的抗壓性能的確不是一件容易的事情，所以一般來講太陽能道釘的抗壓性能要比普通道釘差一些。2014年為止交通部的技術要求是10噸。
有效提高太陽能道釘的抗壓性能的方法有幾個：一是裸露在外面的太陽能電池板採用PC防彈材料，來增強電子部分的抗壓能力;二是儘可能採用IC控制，以減少電子線路的體積，來降低電子部分所承受的壓力;三是在殼體上設計一些加強筋，來分擔電子部分所承受的壓力。
密封性能
如果太陽能道釘沒有完全密封，那自然會滲水，滲水就會引起電路短路，後果也是災難性的，所以一個合格的太陽能道釘密封性能也是必須過關的。
提高太陽能道釘密封性能的方法有以下幾個：
(1)分離設計。LED燈罩和內部電路板採用隔離設計，即使LED燈罩壞掉，太陽能道釘內部依然保證不會滲水;
(2)採用強力中性粘接材料，確保太陽能面板、LED燈罩和道釘殼體緊密粘接，中間沒有任何縫隙。
亮度
太陽能道釘主動發光，清晰勾畫道路輪廓;相比於反光道釘，其很重要一個特點就是發光強度大。這項指標交通部要求是2000個MCD。
穩定性
電池壽命 決定太陽能道釘壽命的一個重要因素是電池的壽命，電池的選擇至關重要。2014年為止市場上有兩種類型的電池是可以參考的，一個是充放電500次以後，電池容量降低至50%;另一個是充放電1000次以後，電池容量降低至79%。
電池壽命不僅要夠長，而且要能夠在較大的溫度區間內正常工作。電池內部是化學物質，如果溫度太高或者太低，電池就無法工作，太陽能道釘的電池工作溫度區間一定要符合實際使用環境的要求。國家交通部的要求是-10度到50度，實際環境往往會超出這個範圍，這就對電池提出了更高的要求。
電子線路 電路板的設計一定要遵循簡單有效的設計原則，不要人為地複雜化，因為多一個線路就多了一個出現故障的可能。電子元器件也要嚴格挑選，因為任何一個電子元器件出現問題都可能使得整個系統癱瘓。
焊接 焊接必須牢靠，因為太陽能道釘天天承受著車輛的碾壓和衝擊，焊點一點點的鬆動都會導致線路鬆動和脫落。所以在選擇焊槍和焊錫的時候一定要挑選高質量的產品，確保焊點牢固可靠，能長時間在相對“惡劣” 環境下工作。
太陽能電池板 太陽能電池板直接吸收太陽能，並把光能轉化成電能，可以說是太陽能道釘整個工作體系中的第一個環節;它工作效率的高低直接決定著太陽能道釘工作效率的高低。2014年為止普遍套用的是單晶矽太陽能電池板，這是因為單晶矽太陽能電池板的光電轉化率較高，大約為14%，能最大程度把太陽能轉化成電能，以確保太陽能道釘工作時的能源供應。另外，太陽能電池板必須是高硬度，耐磨型電路板。太陽能電池板每天都要經受車輪的碾壓磨損，如果強度不夠，很容易磨花，進而影響太陽能電池板的轉化效率。
電池匹配性能
在標準測試條件下放置8個小時，電池的額定容量應滿足道釘正常發光72小時的需要;即使太陽光照度小於1000LX時，電池充電8個小時後，其額定容量應滿足道釘正常發光12小時的需要。這一點也必須特別注意。如果電池匹配性能不好，在陰雨天氣就會出現電池儲存電能不足而導致太陽能道釘無法發光。這樣一來，太陽能道釘就沒有實用價值，就根本不能使用。電容式太陽能道釘的局限性就在於此。在標準測試條件下放置8個小時，電容的額定容量一般只能滿足道釘正常發光12-14個小時的需要，所以說電容式太陽能道釘對實際使用環境的要求非常苛刻，不僅陽光要足夠強，而且不能有連續陰雨天氣，否則就難以正常工作。
環境適應性能
太陽能道釘的使用環境是複雜多變的，溫度、濕度可能是大相逕庭。北方冬天溫度很低，南方夏天溫度又很高，西北地區晝夜溫差又特別大，東南濕潤，西北乾燥，這些都會影響太陽能道釘工作是否正常，所以太陽能道釘的設計應該充分考慮到環境適應性能。
2014年為止交通部對溫度的要求是-20℃到85℃的範圍內，同時還要在20℃到60℃之間做三個循環試驗，看其是否能夠適應環境的要求。交通部對太陽能道釘濕熱性能的要求是在45℃、相對濕度98%的條件下試驗48個小時後依然能正常工作。
太陽能道釘的環境適應性能是對其機械性能和電氣性能的綜合檢驗，涉及到結構設計、電路設計、電子器件性能等多個方面，甚至包括其生產工藝。這也就要求方方面面的工作都要做到位，才能保障太陽能道釘有較好的環境適應性能。
套用形式
1.標識車道分界
2.標識邊緣
3.標識分合流
4.標識彎道
5.標識危險路段
6.標識路寬變化
7.標識路面障礙物位置
8.設定減速帶
9.標識特殊區域
常見問題
抗壓值不合格
安裝在道路上的產品，抗壓上面出了問題，產品要么被壓碎要么上下分離，這實際上都是結構不合理造成的，結構不合理的主要表現：
1、內部空心，空心不抗壓。
內部空心的危害還表現在LED燈罩上面，因為空心而遭到破壞，接著LED本身就會遭到破壞。
檢測方法：
白板抽出後，鋼球一米高度自由落體，垂直衝擊太陽能道釘LED燈罩部分。看它燈罩壞不壞。
2、錯誤的帶釘腳結構
帶釘腳的太陽能道釘，分為兩部分，下部為帶釘底座部分，上部為太陽能板、led以及燈罩部分，上下兩部分用幾個螺絲連線，2014年為止大部分帶釘腳太陽能道釘均採用這種結構。 當該種產品安裝在路面，並用膠水固定時，實際上只是固定和粘接了太陽能道釘的下半部分，上半部分只是通過幾個小螺絲固定到下部。
帶釘腳的太陽能道釘最常發生的問題，就是上下兩部分分離，在車輛碾壓的過程中，幾個螺絲太單薄，力量太小，車子壓幾下，頂部就飛掉了。
不帶釘腳的更穩定，不帶釘腳的太陽能道釘，整個道釘都粘到的地面上，帶釘腳的道釘，頂部相當與用幾個小螺絲固定到地上。
偽反光
首先將太陽能道釘做成主動發光和被動發光的國家是日本和韓國公司。他們對太陽能道釘的要求是：如果由於種種原因，太陽能道釘不能夠工作，還可以用道釘反光的形式進行彌補。
正宗反光模芯是在針型電鑄母板上電鑄出來的，精度非常高，而且母板用過幾次以後，就要拆下來重新打磨，來保證反光模芯的反光度。這種針型母板在世界上只有幾個公司會做，國內一些小的電鑄翻制廠沒有能力用針型母板來電鑄的。這也就造成了看似反光片的產品，實際上不反光的情況。
反光片鑑別方法：
將太陽能道釘放在10米外，手拿一個小手電筒，將手電筒放在兩眼之間，光線照射產品表面，來觀察其是否反光。
