组件与灯杆一体化是光伏路灯的发展方向
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组件与灯杆一体化结构创新与由此产生的单系统大功率光伏路灯，是近年来新能源照明产业取得的突破性科研成果，是光伏路灯的重要发展方向，对于光伏路灯的系统技术进步，对于实现路灯领域的碳减排具有重要意义。 在全球碳减排大趋势下，与灯杆一体化结构单系统大功率光伏路灯应运而生。到2021年8月底，安装在淄博市西五路立交桥主路双向六车道与辅路、141盏薄膜组件与灯杆一体化光伏路灯投入运行就满一年了。这些一体化薄膜光伏路灯替换了原来310瓦的CSM光源，采用LED高光效光源，功率150W，灯杆高13米;辅路与引桥120W，灯杆高12米，杆距均为37米，路面平均照度达32lxs，色温4000K，锂电池储能，采用物联网控制系统，根据当地日照情况按5个阴雨雾天设计。这些参数令人欣喜，代表了光伏路灯最新技术进步成果。 经历了严寒酷暑，风吹雨打的洗礼，这批薄膜光伏路灯不负重望，坚守岗位，照亮立交桥上下，良好的照明效果得到路灯专业人士的认可，受到地方路灯管理部门的好评。值得点赞、值得祝贺! 这一具有全国甚至国际示范意义的成果是在企业的付出、专业组织的努力、地方政府鼎力支持下取得的，是光伏路灯产业发展的里程碑，标志着光伏路灯进入与灯杆一体化、光伏路灯进入单系统大功率、应用于标准道路的新阶段，成为照明领域节能减排的一支新生力量。尤其薄膜组件与灯杆一体化新结构带来光伏路灯单系统大功率的突破性成果引起业界高度重视。广东等不少省市光伏路灯专业人士慕名飞山东到淄博一睹薄膜光伏路灯风采。 由山东智奥新能源有限公司2019年开发的薄膜光伏路灯，集中了目前光伏照明领域新材料、新技术与新设计的最新成果，具有三个鲜明的特点： 一、在国内率先将国产铜铟镓硒薄膜光伏组件大规模应用于光伏路灯; 二、采用光伏组件与灯杆一体化结构设计，采用单系统大功率150瓦、120瓦LED光源;
三、在淄博高新区领导的热情支持下安装在淄博西五路双向六车道立交桥主路与辅路，显示出对新能源高新技术光伏路灯充满信心。
单系统是针对组合系统而言，是指一个光电-电光转换与控制系统;大功率泛指用于光伏路灯的LED高光效光源100以上至200瓦。单系统、大功率光源的结合是由光伏新材料与结构进步产生的科技成果，是光伏路灯的高端产品;光伏组件与灯杆一体化所产生的结构优势决定了其重要的市场价值与应用前景。 这种汇集最新的光电转换、控制加物联网、储能、光源与配光新技术，光伏组件与灯杆一体化应用于标准道路双向四车道、双向六车道，甚至双向八车道光伏路灯，可谓第二代光伏路灯。 目前，大部分光伏路灯属于10至100瓦的小中功率，用于广大农村、山区、牧区、林区与海岛，是市场的主力军，但是面临提质升级、更新换代的阶段性任务。据调查，“博士帽”结构的光伏路灯，一般最大功率为120瓦，多应用于双向四车道标准道路。有企业开发了240瓦、250瓦大功率“博士帽”型光伏路灯，有单系统大功率也有组合大功率，且有一定规模的应用，照明效果很不错，各项指标满足设计要求，应用双向四车道以上标准道路。 湖南耐普恩科技有限公司2017年底验收的长沙洞株快速路双向六车道、13公里照明工程，采用组合系统240瓦光伏路灯，超级电容储能，至今已运行3年半之久，特别是2021年3-4月经历了长达50个阴雨雾天寡照的考验。 安徽朗越能源股份有限公司2016年2月实施的G104国道光伏路灯照明工程，分别采用单系统功率150瓦、300瓦光伏路灯，用于双向八车道路段，安装里程24公里，运行时间已超过5年。还有不少类似的工程，其照明效果受到地方路灯管理部门的认可，成为大功率光伏路灯照明经典案例。 大功率“博士帽”型光伏路灯制造不是问题，但会出现重量与风阻增加，应用环境受限制，成本增加，使用经济性下降等问题。 新光伏材料带来光伏路灯结构的创新，产生了单系统大功率与灯杆一体化光伏路灯具有明显的优势：可最大限度利用灯杆的空间，产生更多的电量;虽风阻总面积减少有限，但是改变了接触面的形式，增强了抗风阻强度;更多的电量为设计制造光伏智慧灯杆创造了条件，将开拓更多的市场空间，甚至可开发光伏中杆路灯。从淄博西五路双向六车道立交桥照明效果看，光伏组件与灯杆一体化路灯完全可与市电路灯媲美。 据了解，有近10家光伏照明企业在研究光伏组件与灯杆一体化结构的路灯与庭院灯，采用多边型结构与单晶硅、多晶硅、叠瓦结构单晶硅材料，相信不久的将来，大量利用清洁、可再生的太阳能一体化光伏路灯、庭院灯将出现在各类标准道路与城镇小区，成为一道道靓丽的风景线。 由于我国大型城市越来越多，为满足城市之间的交通需求，标准道路也越来越多，由于一线城市傍晚夜晚汽车流量大、持续时间长，一些环城快速路、区间快速路、高速路已开始安装路灯，如广深高速是我国最早安装路灯的高速路之一，佛山一环，2020年亮灯的温涌高速，赤峰市外环2017年安装5000多盏光伏路灯，临近城市的高速路、快速路安装光伏路灯符合碳减排的大趋势。安装光伏路灯可省却挖沟埋电缆的工程、无断电之虑，无需变压器，其综合优势将在高速路、快速路照明中脱颖而出。这对光伏路灯来说也是一种刚需。为满足在高速路快速路等标准道路应用光伏路灯的需求，单系统大功率与灯杆一体化物联网光伏路灯将成为路灯照明的重要发展方向。
据了解，德国也在开发光伏组件与灯杆一体化、单系统大功率光伏路灯。左图是2020年开始打擂台的两盏光伏组件与灯杆一体化光伏路灯，均为60瓦，左边墨绿色薄膜组件的为山东智奥产品，右边黑色晶硅组件为德国一家公司的产品。这两盏光伏路灯的高度是一样的，由于拍照角度不同显得左高右低。这个擂台赛引起业内专家高度重视，其结果大家拭目以待。 单系统大功率光伏路灯与市电路灯在应用场所方面虽是互补关系，但其碳减排作用正好相反，应用一盏市电路灯就多一份碳排放，安装一盏光伏路灯就少一份碳排放，多一份碳减排。为有利于各类光伏路灯的推广应用的标准化，中国照明学会新能源专委会2019年9月启动了《光伏路灯应用设计规范》、《光伏路灯工程施工与验收规范》等团标的制定，经过近2年的努力，制定工作已经进入最后的审查阶段。这两个团标一旦发布不仅规范单系统大功率光伏路灯的应用，更会成为道路交通规划设计部门在标准道路应用光伏路灯的重要依据。 建议各地在具备光照条件的标准道路上多安装高科技一体化光伏路灯，为我国照明领域碳减排碳中和碳达峰碳交易、循环经济的发展做贡献。
来源：中国照明网 作者：中国照明学会新能源照明专委会常务副主任 安岚坡 |
