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水力發電會遇上枯水期,火力發電消耗大量煤炭,自然資源也總有用盡的時候,面對全世界越來越嚴重的能源緊缺,最近,國內掀起了轟轟烈烈的節能熱潮。而“太陽能”，這個大家并不陌生的詞匯，更是越來越受到人們的關注和重視。除了在高科技中的應用，近年來，上海、江蘇、河南、新疆等地都陸續投入使用了太陽能路燈，太陽能產品已經悄然飛入了城市里再尋常不過的街頭巷尾…… 作為節能的新舉措，那太陽能路燈到底能為節能出多大力呢？讓我們算一筆經濟賬： ——節能經濟賬——— 首先，每個太陽能路燈都是個相對獨立的系統，在安裝施工時不用預埋電纜，也不用開挖路面，這就節省了相當一部分人力物力和安裝費用，還防止了電線老化帶來的安全隱患，尤其受到電力相對吃緊、供電施工時間長的地區歡迎。 再說耗電，一盞普通路燈一天的亮燈時間為10小時左右，耗電量約為2度，一年需要近千元電費，用了太陽能路燈就都省下了。上海松江區一個已經使用了太陽能路燈的鎮干部表示，他們一次性投資后，一年就節省了三五萬元。 使用年限上，使用LED燈的太陽能路燈同普通路燈相比使用年限更長，一般設定的使用期是15年，只需每五年維護一次就可以了，這比安裝普通路燈可要省下不少錢，每盞燈每個月可以節約數千元的電費。 北京市太陽能研究所有限公司李仲明研究員介紹說，以北京市為例，全市每年的景觀照明大約需要1-2億度電，若使用太陽能照明設備，只用原來耗電量的十分之一就能滿足了。此外，太陽能設備在全國用電高峰的時候接受光照積聚能量，在用電低谷的夜晚則照明供電，在一定程度上也起到了對用電的“調峰”作用。 據報道，我國最權威的太陽能發電研究機構之一———教育部光伏系統工程研究中心也曾列出過這項技術的“節能清單”：全國每年新增戶外照明燈5000萬盞，如果太陽能燈能占到千分之一，一年就能給國家節省近7億度電，等于給國家送了一個10萬千瓦的發電站。 ———節能原理探究——— 原來我們的日常生活中還有這么大的節能空間！ 那究竟太陽能路燈是如何節能的呢？它又是如何將光能轉化為電能呢？筆者走訪了北京市太陽能研究所有限公司的李仲明研究員。 探究一：太陽能電池板如何蓄能？ 太陽能電池板不僅白天能提供電能，而且在夜間也可提供電力。太陽能電池板也同晶體管一樣，是由半導體組成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金。 太陽能電池板的表面由兩個性質各異的部分組成。當太陽能電池板受到光的照射時，能夠把光能轉變為電能，使電流從一方流向另一方。太陽能電池板就是根據這種原理設計的。 太陽能電池板只要受到陽光或燈光的照射，一般就可發出相當于所接收光能1/10的電來。為了使太陽能電池板最大限度地減少光反射，將光能轉變為電能，一般在它的上面都蒙上了一層防止光反射的膜，使太陽能電池板的表面呈紫色。 探究二：光能如何轉化為電能？ 據介紹，太陽能路燈主要由四部分組成：將光能轉化為電能的光伏組件，發光二極管，太陽能電池，還有控制太陽能電池充電量及放電量的控制器。光伏組件在白天吸收光照，將太陽能轉化為電能儲存在太陽能電池內，到晚上天黑時便放電照明。一般晴天時，在理想的光照強度下，充滿電只要4小時，每次充電完成后最多可以保證5天以上，連續陰雨3天也可正常工作。探究三：路燈的開關怎么控制？ 那路燈的開關怎么控制呢？這時路燈上安裝的控制器就發揮作用了，根據不同的要求，可以將路燈設計為光控或時控，不僅蓄電池充電和放電的時間可以得到控制，放電的強度大小也可以控制。 此外，由于安裝地點的各項環境指標不同，對太陽能路燈能否進行有效采光會產生相當大的影響。科研人員還可以根據使用地每日需照明的時間，需保證照明的最大天數以及所用路燈燈泡等情況，根據用電負荷來設計蓄電池的大小。例如上海地區，全年的平均有效日照時間約為2.5-3小時，若選擇安裝的地方處于風力大的臨海區域，有效光照時間不很規則，在安裝時就可以特別考慮這個因素，將連續照明時間突破原先7天的亮燈上限設計，做到15天。這也意味著，只要連續下雨的天氣不超過15天，就不必擔心太陽能路燈的“停電問題”。 這些靈活的技術設計，最大限度地保證了太陽能路燈的正常運轉，也最大限度地節約了能源。 ———普及難度不小——— 作為一種與人們生活息息相關的節能好法子，自1998年，北京市太陽能研究所就已經在著手太陽能路燈方面的研究了，但到目前為止，包括北京市在內的全國大部分城市還沒有開始使用這種節能的新鮮玩意兒，這又是什么原因造成的呢？究竟是什么阻礙了太陽能路燈為節能出力呢？ 難度一：不僅造價偏高，受自然因素的限制也多 李仲明（國家新能源工程技術研究中心北京太陽能研究所有限公司研究員）： “目前太陽能路燈的使用還有兩個不足，一是由于它的造價偏高，一次性投入大，這是在推廣過程中遇到的大問題；二是太陽能作為一種自然能源，畢竟要受到光照、天氣等自然因素的限制，這也在一定程度上制約著太陽能路燈的發展。” 難度二：光照范圍窄 此外，李仲明研究員還介紹說，由于太陽能路燈的一般照度范圍為6-7米，超過7米以外就會昏暗不清，不太適合于隧道、城市主干道這些對光照要求高的地方，目前主要適用于雙車道的較窄道路。 難度三：難以實現規模效應 如果對太陽能發電較為熟悉，我們就會知道太陽能電池板之所以能夠將太陽的光能轉化為電能，電池板的轉化率相當重要。目前，太陽能電池板有多晶硅和單晶硅兩種，前者轉化率不及后者，但是在性價比上勝出一籌。但這些企業都是以進口國外原材料進行組裝，能夠在國內自行生產單晶硅和多晶硅電池板的企業幾乎沒有，國內的太陽能光伏企業普遍規模也較小，難以實現規模效應。 ———編后——— 據筆者了解，不少北京市民對于這新型節能的路燈都表示了極大的興趣。在能耗越來越大的城市中，城市用電已經不堪其重：城市光彩工程耗電、辦公用電、工業用電、生活用電量近年來都居高不下，逐年攀升，許多城市用電高峰的拉閘限電更是常見。如果太陽能路燈能廣泛普及，人們就不用總擔心正常的生產生活受到影響了。 而面對太陽能發電電價高和資金來源緊張的問題，我國政府在即將頒布的《可再生能源法》中也做出了規定：2010年可再生能源利用量占全國能源消費總量不低于5%；到2020年可再生能源利用量占全國能源消費總量不低于10%。可再生能源發電費用則由全國電力用戶分攤，估計每度電漲一分錢，就可以滿足資金需求。 ■新聞緣起 經過近三個月的調試，一批新穎的太陽能路燈亮相杭州城東公園。據了解，這種太陽能路燈接受太陽光照十個小時，就可以使用大約五個夜晚。杭州有關部門準備在杭州西湖以及西溪國家濕地公園推廣使用這種太陽能路燈。（記者 張琦）
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