太阳能和普通路灯的优缺点

目前,最具前景的是太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能信号灯和太阳能航标灯等。其中尤以太阳能LED路灯的经济价值最高。这是因为普通路灯需要铺设很长的输电线路,电源线路的铺设要投入很高的费用,并且随着距离的增加,电压会逐渐降低,经过一定距离还要用变压器升压。太阳能路灯则不然,由于每一根路灯杆都是独立的,不需要铺设输电线路,这就大大降低了架设的费用。另一方面,LED的发光效率远高于白炽灯,虽然在数字上比高压钠灯要低(高压钠灯的发光效率为132流明/瓦,而LED只有70流明/瓦),但高压钠灯的光谱分散,其中很大一部分处于黄光、红光和红外,对于实际照明并没有作用,而且还有很大一部分光线是散射到所有方向。因此,从实际路面发光效果(照度)来看,150瓦的LED就相当于4 00瓦的高压钠灯。假定路灯每天工作10小时,那么2年下来,400瓦高压钠灯耗电2920度电,而150瓦LED只耗电1095度电,节省2.66倍。此外,LED的寿命长,不需要经常更换。高压钠灯的寿命为4000小时,假定每天工作10小时,则只能工作400天,一年多就要更换;而大功率LED的寿命为50,000小时,假定每天工作10小时,13.7年才需要更换。从而大大节省了维护费用。

以5公里路程架设250盏路灯为例,普通路灯的电缆埋设、配电设备、检查井等费用就需要153万元。而太阳能路灯可以省去这笔费用;普通路灯的电费也是非常可观的,在以上例子中,普通路灯15年需耗电547.5万元,太阳能路灯仅需要更换一次蓄电池,约37.5万元。而且太阳能路灯的工作电压低,绝对不会发生触电事故。LED的寿命长,15年几乎不需要更换,一方面减少了维护费用,另一方面也降低了安全风险。因而是一种性价比极高的路灯。太阳能庭院灯和草坪灯虽然也有类似的优点,但是因为距离近、数量少,其优点不那么显著。美国在2008年的LED路灯市场达到2000千万个,中国在2006年具有1,500万个路灯,并以每年20%的速度增长。中国路灯的每年电费达到60亿人民币,改成太阳能路灯以后就可以全部节省下来。

太阳能灯具均由5个部分组成：太阳能电池、蓄电池、控制装置、LED的驱动芯片以及LED本身。通常太阳能电池板挂在高杆上,充放电控制器和铅蓄电池放在地面的控制箱内,驱动芯片和LED都装在灯头里(如图1所示)。其中充放电控制器只能控制对蓄电池的充电和放电过程以及定时向LED供电,并不能稳定其输出电压。但是,有不少设计人员在设计中略去了恒流驱动,他们以为铅蓄电池的输出电压足够稳定,不需要再采用恒流驱动就可以直接驱动LED,这种想法是错误的。