一、前言

　　跟着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成今日益攀高，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正视。同时，也跟着太阳能光伏技术的发展和提高，太阳能灯具产品在环保节能的双重上风，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。笔者就太阳能路灯设计的一点体会供同行参考。

　　二、太阳能路灯的组成

　　太阳能路灯由以下几个部门组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳。如输出电源为交流220V或110V，还要配置逆变器。

　　1、太阳能电池板：

　　太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部门，也是太阳能路灯中价值最高的部门。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的东西部地区，采用多晶硅太阳能电池为好，由于多晶硅太阳能电池出产工艺相对简朴，价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区，采用单晶硅太阳能电池为好，由于单晶硅太阳能电池机能参数比较不乱。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好，由于非晶硅太阳能电池对太阳光照前提要求比较低。

　　2、太阳能控制器

　　不管太阳能灯具大小，一个机能良好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命，必需对它的充电放电前提加以限制，防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时太阳能控制器应兼有路灯控制功能，具有光控、时控功能，并应具有夜间自动切控负载功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。

　　3、蓄电池

　　因为太阳能光伏发电系统的输入能量极不不乱，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能知足夜晚照明的条件下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储知足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够知足夜晚照明的需要，蓄电池过大，一方面蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时造成铺张。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷（路灯）相匹配。可用一种简朴方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必需比负载功率高出4倍以上，系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20~30%，才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必需比负载日耗量高6倍以上为宜。

　　4、光源

　　太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标，一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、DLED光源。

　　（1）低压节能灯：功率小，光效较高，但使用寿命2000小时，电压低灯管发黑，一般适合太阳能草坪灯、庭院灯。

　　（2）低压钠灯：低压钠灯光效高（可达200Lm/w），但需逆变器，低压钠灯价格贵，整个系统造高，采用较少。

　　（3）无极灯：功率小，光效较高。该灯在220V（纯正弦波，频率50赫兹）普通市电前提下使用，寿命可以达到5万小时，在太阳能灯具上使用寿命大大减少和普通节能灯差未几（由于太阳能灯具都是方波逆变器，太阳能电源220V输出频率、项位、电压都是不能和普通市电比拟的）。

　　（4）LED：LED灯光源，寿命长，可达1000000小时，工作电压低，不需要逆变器，光效较高，国产50 Lm/w，入口80 Lm/w。跟着技术提高，LED的机能将进一步进步。笔者以为LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。

　　5、灯杆及灯具外壳

　　灯杆的高度应根据道路的宽度、灯具的间距，道路的照度标正确定。灯具外壳根据我们收集了很多国外太阳灯资料，在美观和节能之间，大多数都选择节能，灯具外观要求不高，相对实用就行。

　　三、太阳能路灯设计体会

　　1、道路照度与合用范围

　　根据《城市道路照明设计尺度》的划定：快速路均匀照度20lx，平均度0.4，主干路均匀照度15lx，平均度0.35，次干路均匀照度8lx，平均度0.35，支路均匀照度5lx，平均度0.3。现投入使用的LED路灯，因为技术前提，LED功率偏小30~100w，光效50~80lx/w，道路照度较低，笔者做过测试，杆高8.5米，间距30米，光源2×50wLED灯，灯下照度19lx，两灯之间11lx，最暗处3.5lx。

　　以上数把为新安装灯具的初始照度值，故其照度是不能知足快速路与主干路。太阳能路灯宜在次干路、支路上使用，主要道路慎用。

　　2、照明时间

　　LED路灯天天的工作时间应统一般路灯的工作要求，设计应考虑冬天日照时间短时，其工作时间应能在12小时之上。因为LED灯受天色影响较大，如遇连续阴雨天就使LED灯缺乏电能而无法使用。国家现无规范对LED路灯在低辐照度（连续阴雨天）情况，答应起码工作时间没有做出划定，现一般根据灯具厂家和当地的景象形象情况，应在低幅照度（连续阴雨天）工作状况下工作在15~20天。在设计时应充分考虑太阳能电池板及蓄电池的容量。

　　3、防雷接地

　　LED路灯的工作电压一般为12V或24V，属安全电压，不做电气保护接地。但LED路灯金属灯杆应做防雷接地，接地电阻不大于10欧姆。