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構創(chuàng)新與由此產生的單系統(tǒng)大功率光伏路燈，是近年來新能源照明產業(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)技術進步，對于實現(xiàn)路燈領域的碳減排具有重要意義。

在全球碳減排大趨勢下，與燈桿一體化結構單系統(tǒng)大功率光伏路燈應運而生。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32lxs，色溫4000K，鋰電池儲能，采用物聯(lián)網控制系統(tǒng)，根據當?shù)厝照涨闆r按5個陰雨霧天設計。這些參數(shù)令人欣喜，代表了光伏路燈最新技術進步成果。

經歷了嚴寒酷暑，風吹雨打的洗禮，這批薄膜光伏路燈不負重望，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，是光伏路燈產業(yè)發(fā)展的里程碑，標志著光伏路燈進入與燈桿一體化、光伏路燈進入單系統(tǒng)大功率、應用于標準道路的新階段，成為照明領域節(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構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采。

淄博西五路應用山東“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域新材料、新技術與新設計的最新成果，具有三個鮮明的特點：

一、在國內率先將國產銅銦鎵硒薄膜光伏組件大規(guī)模應用于光伏路燈；

二、采用光伏組件與燈桿一體化結構設計，采用單系統(tǒng)大功率150瓦、120瓦LED光源；

三、在淄博高新區(qū)領導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光伏路燈充滿信心。 

淄博西五路應用山東“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)、大功率光源的結合是由光伏新材料與結構進步產生的科技成果，是光伏路燈的高端產品；光伏組件與燈桿一體化所產生的結構優(yōu)勢決定了其重要的市場價值與應用前景。 這種匯集最新的光電轉換、控制加物聯(lián)網、儲能、光源與配光新技術，光伏組件與燈桿一體化應用于標準道路雙向四車道、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，但是面臨提質升級、更新?lián)Q代的階段性任務。據調查，“博士帽”結構的光伏路燈，一般最大功率為120瓦，多應用于雙向四車道標準道路。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)模的應用，照明效果很不錯，各項指標滿足設計要求，應用雙向四車道以上標準道路。

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月經歷了長達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可，成為大功率光伏路燈照明經典案例。

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

新光伏材料帶來光伏路燈結構的創(chuàng)新，產生了單系統(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，產生更多的電量；雖風阻總面積減少有限，但是改變了接觸面的形式，增強了抗風阻強度；更多的電量為設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構的路燈與庭院燈，采用多邊型結構與單晶硅、多晶硅、疊瓦結構單晶硅材料，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)在各類標準道路與城鎮(zhèn)小區(qū)，成為一道道靚麗的風景線。

由于我國大型城市越來越多，為滿足城市之間的交通需求，標準道路也越來越多，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準道路應用光伏路燈的需求，單系統(tǒng)大功率與燈桿一體化物聯(lián)網光伏路燈將成為路燈照明的重要發(fā)展方向。

據了解，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品，右邊黑色晶硅組件為德國一家公司的產品。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)內專家高度重視，其結果大家拭目以待。

單系統(tǒng)大功率光伏路燈與市電路燈在應用場所方面雖是互補關系，但其碳減排作用正好相反，應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用的標準化，中國照明學會新能源專委會2019年9月啟動了《光伏路燈應用設計規(guī)范》、《光伏路燈工程施工與驗收規(guī)范》等團標的制定，經過近2年的努力，制定工作已經進入最后的審查階段。這兩個團標一旦發(fā)布不僅規(guī)范單系統(tǒng)大功率光伏路燈的應用，更會成為道路交通規(guī)劃設計部門在標準道路應用光伏路燈的重要依據。

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