組件與燈桿一體化是光伏路燈的發(fā)展方向

組件與燈桿一體化結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與由此產(chǎn)生的單系統(tǒng)大功率光伏路燈，是近年來新能源照明產(chǎn)業(yè)取得的突破性科研成果，是光伏路燈的重要發(fā)展方向，對于光伏路燈的系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步，對于實現(xiàn)路燈領(lǐng)域的碳減排具有重要意義。

在全球碳減排大趨勢下，與燈桿一體化結(jié)構(gòu)單系統(tǒng)大功率光伏路燈應(yīng)運而生。到2021年8月底，安裝在淄博市西五路立交橋主路雙向六車道與輔路、141盞薄膜組件與燈桿一體化光伏路燈投入運行就滿一年了。這些一體化薄膜光伏路燈替換了原來310瓦的CSM光源，采用LED高光效光源，功率150W，燈桿高13米；輔路與引橋120W，燈桿高12米，桿距均為37米，路面平均照度達(dá)32lxs，色溫4000K，鋰電池儲能，采用物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)厝照涨闆r按5個陰雨霧天設(shè)計。這些參數(shù)令人欣喜，代表了光伏路燈最新技術(shù)進(jìn)步成果。

經(jīng)歷了嚴(yán)寒酷暑，風(fēng)吹雨打的洗禮，這批薄膜光伏路燈不負(fù)重望，堅守崗位，照亮立交橋上下，良好的照明效果得到路燈專業(yè)人士的認(rèn)可，受到地方路燈管理部門的好評。值得點贊、值得祝賀！

這一具有全國甚至國際示范意義的成果是在企業(yè)的付出、專業(yè)組織的努力、地方政府鼎力支持下取得的，是光伏路燈產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑，標(biāo)志著光伏路燈進(jìn)入與燈桿一體化、光伏路燈進(jìn)入單系統(tǒng)大功率、應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)道路的新階段，成為照明領(lǐng)域節(jié)能減排的一支新生力量。尤其薄膜組件與燈桿一體化新結(jié)構(gòu)帶來光伏路燈單系統(tǒng)大功率的突破性成果引起業(yè)界高度重視。廣東等不少省市光伏路燈專業(yè)人士慕名飛山東到淄博一睹薄膜光伏路燈風(fēng)采。

淄博西五路應(yīng)用山東“智奧”薄膜組件與燈桿一體化光伏路燈夜景  孫洪凱攝

由山東智奧新能源有限公司2019年開發(fā)的薄膜光伏路燈，集中了目前光伏照明領(lǐng)域新材料、新技術(shù)與新設(shè)計的最新成果，具有三個鮮明的特點：

一、在國內(nèi)率先將國產(chǎn)銅銦鎵硒薄膜光伏組件大規(guī)模應(yīng)用于光伏路燈；

二、采用光伏組件與燈桿一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用單系統(tǒng)大功率150瓦、120瓦LED光源；

三、在淄博高新區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的熱情支持下安裝在淄博西五路雙向六車道立交橋主路與輔路，顯示出對新能源高新技術(shù)光伏路燈充滿信心。 

淄博西五路應(yīng)用山東“智奧”薄膜組件與燈桿一體化光伏路燈日景 安嵐坡攝于2021年7月

單系統(tǒng)是針對組合系統(tǒng)而言，是指一個光電-電光轉(zhuǎn)換與控制系統(tǒng)；大功率泛指用于光伏路燈的LED高光效光源100以上至200瓦。單系統(tǒng)、大功率光源的結(jié)合是由光伏新材料與結(jié)構(gòu)進(jìn)步產(chǎn)生的科技成果，是光伏路燈的高端產(chǎn)品；光伏組件與燈桿一體化所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢決定了其重要的市場價值與應(yīng)用前景。 這種匯集最新的光電轉(zhuǎn)換、控制加物聯(lián)網(wǎng)、儲能、光源與配光新技術(shù)，光伏組件與燈桿一體化應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)道路雙向四車道、雙向六車道，甚至雙向八車道光伏路燈，可謂第二代光伏路燈。

目前，大部分光伏路燈屬于10至100瓦的小中功率，用于廣大農(nóng)村、山區(qū)、牧區(qū)、林區(qū)與海島，是市場的主力軍，但是面臨提質(zhì)升級、更新?lián)Q代的階段性任務(wù)。據(jù)調(diào)查，“博士帽”結(jié)構(gòu)的光伏路燈，一般最大功率為120瓦，多應(yīng)用于雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)道路。有企業(yè)開發(fā)了240瓦、250瓦大功率“博士帽”型光伏路燈，有單系統(tǒng)大功率也有組合大功率，且有一定規(guī)模的應(yīng)用，照明效果很不錯，各項指標(biāo)滿足設(shè)計要求，應(yīng)用雙向四車道以上標(biāo)準(zhǔn)道路。

湖南耐普恩科技有限公司2017年底驗收的長沙洞株快速路雙向六車道、13公里照明工程，采用組合系統(tǒng)240瓦光伏路燈，超級電容儲能，至今已運行3年半之久，特別是2021年3-4月經(jīng)歷了長達(dá)50個陰雨霧天寡照的考驗。

安徽朗越能源股份有限公司2016年2月實施的G104國道光伏路燈照明工程，分別采用單系統(tǒng)功率150瓦、300瓦光伏路燈，用于雙向八車道路段，安裝里程24公里，運行時間已超過5年。還有不少類似的工程，其照明效果受到地方路燈管理部門的認(rèn)可，成為大功率光伏路燈照明經(jīng)典案例。

大功率“博士帽”型光伏路燈制造不是問題，但會出現(xiàn)重量與風(fēng)阻增加，應(yīng)用環(huán)境受限制，成本增加，使用經(jīng)濟性下降等問題。

新光伏材料帶來光伏路燈結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，產(chǎn)生了單系統(tǒng)大功率與燈桿一體化光伏路燈具有明顯的優(yōu)勢：可最大限度利用燈桿的空間，產(chǎn)生更多的電量；雖風(fēng)阻總面積減少有限，但是改變了接觸面的形式，增強了抗風(fēng)阻強度；更多的電量為設(shè)計制造光伏智慧燈桿創(chuàng)造了條件，將開拓更多的市場空間，甚至可開發(fā)光伏中桿路燈。從淄博西五路雙向六車道立交橋照明效果看，光伏組件與燈桿一體化路燈完全可與市電路燈媲美。

據(jù)了解，有近10家光伏照明企業(yè)在研究光伏組件與燈桿一體化結(jié)構(gòu)的路燈與庭院燈，采用多邊型結(jié)構(gòu)與單晶硅、多晶硅、疊瓦結(jié)構(gòu)單晶硅材料，相信不久的將來，大量利用清潔、可再生的太陽能一體化光伏路燈、庭院燈將出現(xiàn)在各類標(biāo)準(zhǔn)道路與城鎮(zhèn)小區(qū)，成為一道道靚麗的風(fēng)景線。

由于我國大型城市越來越多，為滿足城市之間的交通需求，標(biāo)準(zhǔn)道路也越來越多，由于一線城市傍晚夜晚汽車流量大、持續(xù)時間長，一些環(huán)城快速路、區(qū)間快速路、高速路已開始安裝路燈，如廣深高速是我國最早安裝路燈的高速路之一，佛山一環(huán)，2020年亮燈的溫涌高速，赤峰市外環(huán)2017年安裝5000多盞光伏路燈，臨近城市的高速路、快速路安裝光伏路燈符合碳減排的大趨勢。安裝光伏路燈可省卻挖溝埋電纜的工程、無斷電之慮，無需變壓器，其綜合優(yōu)勢將在高速路、快速路照明中脫穎而出。這對光伏路燈來說也是一種剛需。為滿足在高速路快速路等標(biāo)準(zhǔn)道路應(yīng)用光伏路燈的需求，單系統(tǒng)大功率與燈桿一體化物聯(lián)網(wǎng)光伏路燈將成為路燈照明的重要發(fā)展方向。

據(jù)了解，德國也在開發(fā)光伏組件與燈桿一體化、單系統(tǒng)大功率光伏路燈。左圖是2020年開始打擂臺的兩盞光伏組件與燈桿一體化光伏路燈，均為60瓦，左邊墨綠色薄膜組件的為山東智奧產(chǎn)品，右邊黑色晶硅組件為德國一家公司的產(chǎn)品。這兩盞光伏路燈的高度是一樣的，由于拍照角度不同顯得左高右低。這個擂臺賽引起業(yè)內(nèi)專家高度重視，其結(jié)果大家拭目以待。

單系統(tǒng)大功率光伏路燈與市電路燈在應(yīng)用場所方面雖是互補關(guān)系，但其碳減排作用正好相反，應(yīng)用一盞市電路燈就多一份碳排放，安裝一盞光伏路燈就少一份碳排放，多一份碳減排。為有利于各類光伏路燈的推廣應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化，中國照明學(xué)會新能源專委會2019年9月啟動了《光伏路燈應(yīng)用設(shè)計規(guī)范》、《光伏路燈工程施工與驗收規(guī)范》等團標(biāo)的制定，經(jīng)過近2年的努力，制定工作已經(jīng)進(jìn)入最后的審查階段。這兩個團標(biāo)一旦發(fā)布不僅規(guī)范單系統(tǒng)大功率光伏路燈的應(yīng)用，更會成為道路交通規(guī)劃設(shè)計部門在標(biāo)準(zhǔn)道路應(yīng)用光伏路燈的重要依據(jù)。

建議各地在具備光照條件的標(biāo)準(zhǔn)道路上多安裝高科技一體化光伏路燈，為我國照明領(lǐng)域碳減排碳中和碳達(dá)峰碳交易、循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展做貢獻(xiàn)。