贵港市交通投资建设有限公司 广西贵港 537100
摘要：随着科技的发展和新能源的开发，太阳能得到了广泛应用，为了顺应社会发展中对市政照明的需求，太阳能发电技术成为了目前炙手可热的选择。太阳能发电具有绿色、环保、无污染、可持续等优点，可以有效节约能源，提高电能利用率，让市政照明更科学健康。本文分析了市政照明中应用太阳能光伏发电技术的相关信息，希望能为市政照明工程的有序开展提供参考。
关键词：市政照明；太阳能技术；光伏发电
经济的飞速发展消耗了大量的资源，目前地球上的不可再生资源已经进入短缺阶段，所以开发可再生资源和绿色能源是当前发展的首要任务。太阳能作为可再生的绿色能源，是目前应用最广的绿色能源，在我国也得到了广泛应用，为了顺应科技发展，我国政府大力支持光伏发电技术，并投入了大量的人力物力和财力，越来越多的光伏产品制造厂修建成立。但目前世界上大多数国家对于太阳能技术的应用还在初级阶段，还需要更进一步的研究。目前太阳能产品在市政照明方面应用较广，不仅能减少财政开支，还能让太阳能发电的优势得到最大发挥，值得各地借鉴推广。
1.太阳能光伏发电技术相关知识
1.1太阳能光伏发电并网
太阳能光伏发电并网系统是配电网络中的重要组成部分，它可以把无功功率和有功功率传输到所连接的电力系统中去。太阳能光伏发电并网系统可以分为有储能的光伏并网系统和无储能设备的并网系统，也可以分为分布式小型光伏并网系统和集中型大型光伏并网系统。
1.2独立光伏发电系统的建立
所谓独立光伏发电系统，就是那些不需要和大型电网连接就能产生电力的系统，它们一般都建设在偏远地区或者边境地区，主要是用于边防或者给通信设备供电。在这些偏远地区能源通常都比较短缺，加上使用太阳能在夜晚时没有能源的，所以独立光伏发电系统就需要选用储能设备，这样才能把白天收集到的太阳能资源储备好，以供夜间使用，就可以有效保证全天的电能供应[1]。但是在实际操作中，独立光伏发电系统容易受环境影响，无法保证持续稳定供电，但稳定供电对这些偏远地区来说又是非常重要的，不仅能保障正常的生活工作，还能有助于促进当地发展，所以完善独立光伏发电系统是很有必要的。
1.3市政照明中太阳能电缆的敷设
太阳能光伏发电技术在市政照明中得到了广泛应用，在其应用过程中需要敷设太阳能电缆，一般采用沟道敷设的方法，沟道的建设可以是在地面，也可以是在地下，应当根据施工地的实际情况选用合适的方法。目前一般有两种太阳能电缆沟道敷设的方法，一是建设一条专门的太阳能电缆沟道，把电缆敷设在这条专用沟道里面，另一种是直接把太阳能电缆敷设在公用沟道中。虽然方法上有区别，但本质都是一样的，所以两者具备着相同特点：都是太阳能电缆，电缆比较复杂，并且都可以把不同的电缆敷设在一起，也可以和其他设施公用沟道，沟道敷设比其他敷设方式更加便于更换电缆[2]。
1.4太阳能光伏技术在市政照明中的应用
目前太阳能转换为电能主要通过两种方法实现：一种是利用太阳辐射发电，通过把太阳辐射转换成电能的方式来实现；另一种是通过光电器件把太阳光转换成电能，这种技术就是“光伏发电”。太阳能发电可以直接产生直流电，也可以通过逆变器转换成交流电，我国目前的市政照明中使用的基本都是光伏发电技术，市政照明中的太阳能光伏发电系统主要分为4个部分，分别是太阳能电池板、充放控制器、蓄电池和灯泡，其中太阳能电池板的面积和转换率决定了太阳能照明系统的好坏。
2.光伏发电技术的优势和问题
2.1太阳能光伏发电的优势
(1)太阳能光伏发电技术拥有目前最先进的发电原理：太阳能光伏发电是直接将光子和电子进行转换，而不需要从热能转化为机械能再转化为电磁能，是不会发生任何中间过程和机械运动的，和传统的发电技术相比，太阳能光伏发电技术更加快捷高效，并且不会产生污染是符合我国绿色环保的发展要求的。(2)太阳能具有无限性和广布性的特点：太阳能资源是源源不断的，属于可再生的绿色能源，不用担心资源短缺的问题，太阳光遍布地球的每个地方，只是各地日照时间和强度会有所差别，但总的来说是不会受到地域或气候限制的，太阳能凭借其取之不尽用之不竭的特点在新能源中脱颖而出，值得大力推广。
2.2太阳能光伏发电技术应用存在的问题
目前太阳能光伏发电技术的研究和应用都还处于初级阶段，建设施工中所使用到的材料、设备和技术都还不够先进，在实际应用过程中可能导致质量不合格或者存在安全隐患，无法把太阳能光伏发电的优势发挥到最大，还有的地区对技术掌握不熟练，可能导致增加各种损耗和成本投入[3]。所以还需要加大对太阳能光伏发电技术的研究，不断完善相关技术以推动我国经济的持续发展。
3.改造和优化光伏发电站的方法
3.1优化设备，降低弱光对光伏发电站效率的影响
在调查中发现逆变器的实际使用效率并没有达到预期的效果，在不同的天气条件下和每天不同时间段里，逆变器输出的谐波含量不同，研究表明在阴雨天和多云的天气条件下，逆变器输出的谐波含量明显超标，以及在清晨和晚上谐波含量均显示超标，这主要是受弱光的影响导致的，因为在弱光的条件下，纹波电流在总输出电流中的比重很高，降低了逆变器的使用效率，同时还很可能给滤波器带来损耗，增加成本投入。气候条件是我们无法改变的，所以想要有效解决这个问题，就必须从逆变器入手，技术人员可以通过科技手段优化逆变器的硬件电路和软件算法，让逆变器在弱光条件下也可以正常运作，保证逆变器在各种条件下输出的电流都在正常范围值内，减小对设备带来的损伤，提高电力生产力。
3.2使用高功率密度逆变升压设备，减少设备和材料的使用量
太阳能光伏发电技术有着环保健康、可持续发展的优点，并且还能够减少度电成本。从目前的工作经验中我们发现，可以通过使用大功率的逆变器，来增加逆变器的功率，提高其工作效率，最高可以把度电成本下降3%-5%，如果应用到所有的太阳能光伏发电项目中，所节省下的成本将是巨大的。使用大功率的逆变器会引发相关材料配置的变化，如果在逆变器的前端增大输入的电流或提高输入的电压，那么电量在汇流设备和电缆中都会降低，逆变器后端的变压器功率密度也会不断增加[4]。这些变化还会引起其他方面的连锁反应，如高压电缆使用电量、发电单元站房数量、高压开关设备数量都会减少，这些设备的减少可以有效减少开支，自然就能降低度电的成本。所以逆变器的选择是非常重要的，要选择那些优质的功率大的产品，并且往后的研究方向也要着重于提高逆变器功率，减少设备和材料的同时也能减少成本。
3.3增加组串的匹配性设计，保证组件发电功率的最大化
光伏组件封装完成后，实际的运作过程中可能出现工作电压、峰值功率和工作电流与设想不符的现象，这是因为单片的电池功率实际值有着离散性，也说明了组件的配置不够科学合理，想要让组件发电功率最大化，就要对单片的光伏电池进行测试筛选，通过多次实验得出每种组合方法的功率值，保证最终采用的组合是最优的，从而保证能最大限度地提升发电功率，保证发电稳定。
3.4优化板阵直流集电线路，减少线缆用量和线路的损耗
光伏发电站实现发电功能主要是依靠光伏组件的作用，根据实际需求将光伏组件进行各种排列串联，为了满足日益增长的供电需求，光伏发电站的建造规模越来越大，也使得核心部件中的电池组串越来越多，也就需要更多的支架来安装。电池组串需要用导线和汇流箱连接起来，理论上使用越短的导线产生的损耗就越小，度电成本也能降低，但是在实际操作过程中，需要考虑到环境等多方面因素，短导线可能并不适合整个汇流方案。所以在实际的安装过程中需要综合考虑多方面因素，判断出逆变升压设备的最佳位置，可以用电脑仿真模拟技术进行设计，根据出现规划和汇流方案，模拟出各种方案下的损耗和导线电缆的长度，设计方案要尽可能的多，最终选出一个最优的方案，这样可以减少人工设计的偏差和设计成本，能有效减少损耗[5]。
3.5使用先进技术对板阵支承结构进行优化
我国目前缺少对光伏发电支架的研究，太阳板阵在安装的过程中需要用到大量的支架，在很多设计过程中对支架的要求过高，往往会按照最大风速来进行设计，并没有考虑到风电的衰竭性，从而导致设计质量过剩，提高了度电成本[6]。所以在设计支架系统时，应该使用先进的仿真软件，利用流体动力学的原理对支架系统进行合理设计，可以有效降低设计成本。
4.案例分析——太阳能技术在市政照明中的应用
在某城市一共有几百条人行通道，虽然在夜晚都有很好的照明效果，但是白天却无法发挥其功效，这是因为路灯的配电设计存在着一些缺陷，在铺设电缆的时候没有单独设计，而是简单的从附近接电，虽然白天对路灯的需求不如夜晚那么大，但在遇到天气不好的时候，或者在比较长的通道里，白天的路灯也是非常重要的，如果无法发挥路灯的照明作用，那么很有可能带来一系列的安全隐患和事故。该市通过了多次研究，最终决定采用太阳能光伏发电技术，将其运用到市政照明系统中，这样既能缩减敷设费用，也不会破坏道路环境，更不会产生任何的污染。该市首先在某条通道上进行了试点，试点结果非常好，随后才投入到全城使用。
试点的通道长75米，宽8米，高度约为2.6米，并且中部没有任何采光口，此次试点在通道内一共安装了8套节能照明路灯，通过太阳能电池板供电。在设计阶段是采用12V的直流电源供电，但在实际操作中发现通道过长导致耗电过大，所以通过逆变器将12V的直流电转换成了220V的交流电，以此减小了电能损耗，保证了供电稳定。虽然太阳能蓄电池可以维持至少三天的供电，但是仍旧存在一定局限性，所以该市的太阳能路灯暂定只在白天使用，夜晚还是从附近接电，保持太阳能路灯工作12小时后停止供电，再由市政电缆继续供电，如果遇到市政电缆断电，太阳能蓄电池也可以短期的维持几天供电，确保24小时通道的照明不断。虽然在阳光明媚的时候太阳能路灯看上去没有太大的作用，但是在阴雨天或者清晨傍晚时，却能发挥巨大的作用，其光照效果非常优秀，并且还有节能环保的优点。该市在安装太阳能路灯后，不仅有效减少了度电成本，缓解了财政压力，还使该通道内的安全事故大大减少，照明效果的提高，同时也提高了市民的安全感和幸福感。
结束语：
根据上文介绍可知，太阳能光伏发电技术是从过转换光能为电能，具备绿色环保、无污染、可持续发展等优点，想要提高太阳能光伏发电技术在市政照明中的效率，就需要优化发电站设备，不断研发出更加先进的技术并落实到项目中去，保证光伏发电的稳定性和安全性，减少市政建设的开支，维持社会经济的可持续发展，为我国经济发展提供坚实基础。
参考文献
[1]魏国贞.太阳能光热技术在绿色建筑节能中的应用[J].中华建设,2018(10):134-135.
[2]舟丹.太阳能光伏装机容量预测[J].中外能源,2018(10):50.
[3]徐景杰.分析太阳能光伏发电并网技术的应用[J].低碳世界,2018(10):74-75.
[4]林国恒.太阳能光伏发电控制技术应用研究[J].低碳世界,2018(10):99-100.
[5]王有福.太阳能光伏发电技术现状及改进措施[J/OL].中国战略新业:1-2[2018-11-09].
[6]王世春.研究小户型太阳能瓦片屋顶光伏发电系统[J].低碳世界,2017(16):70-71.