太陽(yáng)能路燈(solar street light)，也稱太陽(yáng)能太陽(yáng)能光伏照明路燈，主要由燈具、太陽(yáng)能電池組件、蓄電池、太陽(yáng)能控制器、燈桿、基座、供電線纜等部件組成。燈具由光源、光學(xué)元件、機(jī)械部件、電器部件組成，不僅具備街道照明功能，也負(fù)責(zé)亮化、美化環(huán)境。太陽(yáng)能電池板是系統(tǒng)的核心部件，作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能送至蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，由太陽(yáng)能電池片串并聯(lián)，用鋼化玻璃、EVA及TPT熱壓密封而成，周邊加裝鋁合金邊框，具有抗風(fēng)、抗冰雹能力強(qiáng)，安裝方便等特性。蓄電池是太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)的貯能部件，其作用是將太陽(yáng)電池產(chǎn)生的電能貯存起來(lái)，當(dāng)光照不足，或晚上負(fù)載需求大于太陽(yáng)電池所發(fā)的電量時(shí)，將貯存的電能釋放以滿足負(fù)載的能量需求。太陽(yáng)能控制器是太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)的核心控制部件，其作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，以及延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命等。燈桿主要用來(lái)敷設(shè)供電線纜以及承載路燈，基座和基礎(chǔ)起固定燈柱的作用，供電線纜用于傳輸供電電壓。白天太陽(yáng)能路燈在智能控制器的控制下，太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)能光并轉(zhuǎn)換成電能，向蓄電池組充電，晚上蓄電池組提供電力給光源供電，實(shí)現(xiàn)照明功能。
太陽(yáng)能路燈的發(fā)展經(jīng)歷了19世紀(jì)至20世紀(jì)中葉、20世紀(jì)60年代至80年代、20世紀(jì)90年代之后的三個(gè)階段，太陽(yáng)能路燈的想法誕生于1900年，當(dāng)時(shí)來(lái)自馬里蘭州巴爾的摩的發(fā)明家克拉倫斯·肯普(Clarence Kemp)為第一個(gè)太陽(yáng)能路燈設(shè)計(jì)申請(qǐng)了專利。20世紀(jì)60年代，光伏驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)航設(shè)備和照明出現(xiàn)在街道上，標(biāo)志著太陽(yáng)能照明的誕生。1973年，世界各國(guó)開始太陽(yáng)能電池地面應(yīng)用研究，在這之后各國(guó)的路燈項(xiàng)目如雨后春筍般涌現(xiàn)。20世紀(jì)90年代時(shí)世界各國(guó)政府紛紛推出推廣清潔能源的舉措，將太陽(yáng)能推向公眾意識(shí)的前沿，這使太陽(yáng)能電池板在民用、商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用（包括街道照明）迅速增加。LED技術(shù)以及新電池技術(shù)的發(fā)展擴(kuò)大了太陽(yáng)能路燈的實(shí)際用途。由于其能源效率高、使用壽命長(zhǎng)且維護(hù)要求低，它們?cè)诮值勒彰飨到y(tǒng)中越來(lái)越受歡迎。世界各國(guó)政府也實(shí)施稅收減免、退稅和研發(fā)資金等政策和激勵(lì)措施，以鼓勵(lì)太陽(yáng)能路燈的廣泛采用。到2022年太陽(yáng)能路燈市場(chǎng)規(guī)模為45.6億美元，其中亞太地區(qū)是太陽(yáng)能路燈市場(chǎng)最大的地區(qū)。
太陽(yáng)能路燈的分類多種多樣，可以按使用能源、供電方式、用途以及燈頭形式進(jìn)行區(qū)分。太陽(yáng)能路燈因具備節(jié)能環(huán)保、安裝便捷、操作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、成本低、收益高、開發(fā)潛力巨大等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于街道照明、公園美化、工業(yè)建設(shè)、軍事領(lǐng)域、機(jī)場(chǎng)、停車場(chǎng)等場(chǎng)景中，隨著生產(chǎn)與制造技術(shù)的進(jìn)步，太陽(yáng)能路燈在技術(shù)上逐漸成熟和完善。這些技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠提高太陽(yáng)能路燈的照明效果，還降低了太陽(yáng)電池板的選配功率和蓄電池的選配容量，從而大幅降低了路燈的全壽命成本，從而提高了太陽(yáng)能路燈的照明效果，極大地促進(jìn)了可持續(xù)能源消耗，使城市變得更加智能和綠色，推動(dòng)了太陽(yáng)能路燈向著太陽(yáng)能電池板、蓄電池、光源高效化，路燈控制器、管理體系智能化，產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化等方向發(fā)展。
歷史沿革
產(chǎn)生背景（19世紀(jì)至20世紀(jì)中葉）
1839年，法國(guó)物理學(xué)家A·E·克勒爾(A.E.Becqurel)發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)能光伏效應(yīng)。1883年，美國(guó)發(fā)明家查爾斯·弗里茨(Charles Fritts)造出了第一個(gè)太陽(yáng)能電池，他也被認(rèn)為是太陽(yáng)能燈的發(fā)明者。1891年，弗里茨在紐約市的屋頂上安裝了第一個(gè)太陽(yáng)能電池板，這是太陽(yáng)能電池首次用于照明。太陽(yáng)能路燈的想法誕生于1900年，當(dāng)時(shí)來(lái)自馬里蘭州巴爾的摩的發(fā)明家克拉倫斯·肯普(Clarence Kemp)為第一個(gè)太陽(yáng)能路燈設(shè)計(jì)申請(qǐng)了專利。他的設(shè)計(jì)使用拋物面反射器將陽(yáng)光聚集到電池上，產(chǎn)生足夠的電力來(lái)為燈供電。
研究發(fā)展（20世紀(jì)60年代至80年代）
1954年，美國(guó)貝爾研究所首先試制成功實(shí)用型單晶硅太陽(yáng)能電池，20世紀(jì)60年代的太空競(jìng)賽加速了太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)航空航天局(NASA)使用小型太陽(yáng)能電池為衛(wèi)星提供動(dòng)力。大約在同一時(shí)間，光伏驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)航設(shè)備和照明出現(xiàn)在街道上，標(biāo)志著太陽(yáng)能照明的誕生。
1973年，世界各國(guó)開始太陽(yáng)能電池地面應(yīng)用研究。最早的太陽(yáng)能公共照明實(shí)驗(yàn)之一是1974年的巴巴哥公園(Papago Park)太陽(yáng)能示范項(xiàng)目。太陽(yáng)能電池板和電池用于照亮沙塵暴警告標(biāo)志，微電網(wǎng)用于為太陽(yáng)能路燈試驗(yàn)臺(tái)供電。1980年，特拉華大學(xué)(University of Delaware)的太陽(yáng)能公園在校園內(nèi)安裝了第一個(gè)大型太陽(yáng)能街道照明系統(tǒng)。與此同時(shí)，法國(guó)、印度和日本的項(xiàng)目如雨后春筍般涌現(xiàn)，該路燈系統(tǒng)使用太陽(yáng)能電池板和電池，通常采用新開發(fā)的CFL和DC鎮(zhèn)流器。中國(guó)最早報(bào)道太陽(yáng)能并給出太陽(yáng)能路燈結(jié)構(gòu)圖的是黃一心的論文《太陽(yáng)能路燈》。
應(yīng)用推廣（20世紀(jì)90年代之后）
這一時(shí)期世界各國(guó)政府紛紛推出推廣清潔能源的舉措，將太陽(yáng)能推向公眾意識(shí)的前沿，這使太陽(yáng)能電池板在民用、商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用（包括街道照明）迅速增加。1996年在佐治亞州亞特蘭大舉行的奧運(yùn)會(huì)，是最早大規(guī)模使用太陽(yáng)能照明的大型體育賽事之一，該照明項(xiàng)目也被稱為1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)太陽(yáng)能照明項(xiàng)目，旨在展示奧運(yùn)會(huì)期間可再生能源和可持續(xù)技術(shù)的使用。
直到2000年代初，CFL和HID燈的低效能以及對(duì)鉛酸電池技術(shù)的依賴限制了太陽(yáng)能路燈的應(yīng)用。然而，20世紀(jì)60年代由尼克·何倫亞克(Nick Holonyak Jr.)發(fā)明的LED技術(shù)以及新電池技術(shù)的發(fā)展擴(kuò)大了太陽(yáng)能路燈的實(shí)際用途。由于其能源效率高、使用壽命長(zhǎng)且維護(hù)要求低，它們?cè)诮值勒彰飨到y(tǒng)中越來(lái)越受歡迎。在許多社區(qū)，太陽(yáng)能路燈比老化的并網(wǎng)解決方案更具成本效益、彈性和可靠。2003年至2011年伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)期間，人們非常重視使用太陽(yáng)能等可再生能源，以減少對(duì)傳統(tǒng)燃料發(fā)電機(jī)的依賴，并提高軍事行動(dòng)中的能源效率。太陽(yáng)能燈在為軍事基地、檢查站和其他地區(qū)提供照明方面特別有價(jià)值，特別是在穩(wěn)定電網(wǎng)有限的偏遠(yuǎn)和離網(wǎng)地區(qū)。
世界各國(guó)政府正在實(shí)施稅收減免、退稅和研發(fā)資金等政策和激勵(lì)措施，以鼓勵(lì)太陽(yáng)能路燈的廣泛采用。2022年太陽(yáng)能路燈市場(chǎng)規(guī)模為45.6億美元，其中亞太地區(qū)是太陽(yáng)能路燈市場(chǎng)最大的地區(qū)，中國(guó)是亞太地區(qū)最大的太陽(yáng)能路燈市場(chǎng)，其次是印度、日本和韓國(guó)。
基本構(gòu)造
太陽(yáng)能路燈主要由燈具、太陽(yáng)能電池組件、蓄電池、太陽(yáng)能控制器、燈桿、基座等部件組成。
燈具
大部分燈具由光源、光學(xué)元件、機(jī)械部件、電器部件組成，不僅具備街道照明功能，也負(fù)責(zé)亮化、美化環(huán)境。
光源
光源，把電能轉(zhuǎn)化為光能，主要分類有熒光燈、鈉燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈、高頻無(wú)極燈、和LED光源等，普通太陽(yáng)能路燈常選擇此類光源中的一種，或兩種以上的混合光源，以滿足道路照明亮度和照度的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，各類光源的發(fā)光原理不盡相同。若光源為交流負(fù)載，需要配置逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電供負(fù)載使用。
熒光燈
熒光燈也叫日光燈，是一種充有惰性氣體的低壓汞蒸氣放電燈，通過(guò)引燃燈管內(nèi)稀薄汞蒸氣進(jìn)行弧光放電，汞離子受激產(chǎn)生紫外線輻射，照射到燈管內(nèi)熒光粉涂層上，紫外線的能量被熒光材料所吸收，其中一部分轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光并釋放出來(lái)。直管形熒光燈的典型結(jié)構(gòu)由內(nèi)涂熒光粉的玻璃管、涂敷電子發(fā)射物質(zhì)的燈絲、汞和惰性氣體、芯柱、燈頭等組成。除直管形外，還有U形、環(huán)形等。熒光燈發(fā)光效率超80Lm/W，壽命達(dá)8000-10000h，顯色指數(shù)50以上，但是功率小、附件多且當(dāng)電壓較低時(shí)燈管發(fā)黑，因其耗電量?jī)H為白熾燈的1/4，故也稱節(jié)能燈。
鈉燈
鈉燈是利用鈉蒸氣放電發(fā)光的光源，按鈉蒸氣工作壓力的高低分為高壓鈉燈和低壓鈉燈兩大類。
高壓鈉燈主要由燈絲、雙金屬片熱繼電器、放電管、玻璃外殼等組成。燈絲由鎢絲繞成，能儲(chǔ)存一定數(shù)量的堿土金屬氧化物，當(dāng)燈絲發(fā)熱時(shí)堿土金屬氧化物成為電子發(fā)射材料，放電管內(nèi)充有氙氣、汞滴和鈉，雙金屬片熱繼電器用兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬制成。當(dāng)高壓鈉燈接入電源后一段時(shí)間，熱電阻發(fā)熱，使雙金屬片熱繼電器斷開，斷開瞬間鎮(zhèn)流器線圈產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，它和電源電壓合在一起加在放電管兩端，使管內(nèi)氣電離放電，溫度升高，繼而使汞變?yōu)檎魵鉅顟B(tài)，當(dāng)管內(nèi)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，使鈉也變?yōu)檎魵鉅顟B(tài)，開始放電而放射出較強(qiáng)的可見(jiàn)光。高壓鈉燈的發(fā)光效率約為120Lm/W，使用壽命可達(dá)24000h，功率范圍30-1000W。
低壓鈉燈由燈頭、電極、鈉球、發(fā)光管、支持板、外管組成，發(fā)光管一般采用雙層套管玻璃，電極為涂敷氧化物的鎢，外套管內(nèi)部抽真空，其內(nèi)壁涂上氧化之類透明性紅外反射層。低壓鈉燈內(nèi)填充了鈉金屬和少量與混合的惰性氣體，鈉原子在放電時(shí)受到激發(fā)和電離，當(dāng)受激鈉原子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)時(shí)，將在589.0nm和589.6nm波長(zhǎng)位置產(chǎn)生共振輻射，發(fā)出可見(jiàn)光。低鈉燈光效為40~50Lm/W，能產(chǎn)生暖和的金黃色光，壽命長(zhǎng)、透霧性強(qiáng)，但顯色性差。
高壓汞燈
高壓汞燈由硬玻璃外殼、石英玻璃放電管、兩個(gè)主電極、引燃極和電阻組成。硬玻璃外殼內(nèi)壁涂有熒光粉，外殼與石英玻璃放電管之間充有保護(hù)作用的氨氣，在石英玻璃放電管內(nèi)充有適量的汞和惰性氣體。剛點(diǎn)燃時(shí)，低壓汞蒸氣和氬氣放電，輻射帶藍(lán)色的輝光，隨著放電產(chǎn)生熱量使電弧管內(nèi)汞蒸氣升壓，電弧開始收縮并產(chǎn)生電離激發(fā)，使放電管中電子、原子和離子碰撞而發(fā)光。高壓汞燈的發(fā)光效率可達(dá)20~60Lm/W，其光色較好，耐震、耐熱性能好，但該燈啟輝時(shí)間較長(zhǎng)，適應(yīng)電壓波動(dòng)性能差（電壓下降5%可能會(huì)引起自熄）。
金屬鹵化物燈
金屬鹵化物燈是一種氣體放電燈，主要由電弧、橄欖形石英電弧管以及電極鉬片密封結(jié)構(gòu)組成，氙氣、汞滴以及金屬鹵化物被填充于弧光管內(nèi)，弧光管管壁一般用石英制成。其基本原理是在放電管內(nèi)電子、原子、離子之間相互碰撞，從而使原子或分子電離，形成激發(fā)態(tài)，再經(jīng)電子或離子復(fù)合而發(fā)光。金屬鹵化物燈顯色指數(shù)達(dá)60~80，使用壽命可達(dá)10000h，光效達(dá)80Lm/W左右。缺點(diǎn)是光色一致性不穩(wěn)定，啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。
高頻無(wú)極燈
高頻無(wú)極熒光燈，又稱高頻等離子體放電無(wú)極燈，由高頻發(fā)生，功率耦合線圈、燈管組成。這種燈是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的新型光源，利用高頻率電磁場(chǎng)，來(lái)加速燈內(nèi)的氣體的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)多次碰撞產(chǎn)生的等離子體來(lái)激發(fā)汞原子發(fā)出紫外線，然后再去激發(fā)涂在玻璃球泡內(nèi)壁的三基色熒光粉變?yōu)?a href="/hebeideji/3754932808399944907.html">可見(jiàn)光。高頻無(wú)極燈發(fā)光效率最大可達(dá)90Lm/W，壽命通常可達(dá)40000-60000h，顯色性好，光強(qiáng)衰減小，通過(guò)IC電路進(jìn)行工作，電路集成了良好的調(diào)光控制性能。
LED燈
LED燈是將一塊半導(dǎo)體材料芯片上固定到支架上，然后連接芯片和電路板，四周用ep密封保護(hù)，最后安裝外殼形成的燈具。半導(dǎo)體芯片由兩部分組成，一端是P型半導(dǎo)體，另一端是N型半導(dǎo)體。這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)時(shí)，就形成P-N結(jié)，當(dāng)P-N結(jié)加正向電壓時(shí)，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，光的波長(zhǎng)由P-N結(jié)的材料決定。LED燈光源因具備使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)100000h，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。
光學(xué)元件
光學(xué)元件主要有反射器、折射器、遮光器等等，有助于控制光線分布。
反射器
反射器是一個(gè)重新分配光源光通量的器件。光源發(fā)出的光經(jīng)反射器反射后，投射到預(yù)定的方向去。為了提高效率，反射器由高反射率的材料做成，這些材料有鋁、鍍鋁的玻璃或塑料等。反射器的形式多種多樣，例如，球面反射器、柱面反射器、旋轉(zhuǎn)對(duì)稱反射器、拋物面反射器及組合反射器等不同形式。無(wú)論反射器的形式如何變化，其目的都是為了適應(yīng)各種不同形狀的光源和受照面的照明需要。
折射器
折射器利用光的折射原理將某些透光材料做成燈具元件，用于改變?cè)裙饩€前進(jìn)的方向，獲得合理的光分布。燈具中經(jīng)常使用的折射器有棱紋板和透鏡兩大類。棱紋板多數(shù)由塑料或亞克力制成，表面花紋圖案由三角錐、圈錐以及其他棱鏡組成。透鏡通常由玻璃或PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）制成。
漫射器
其作用是將入射光向許多方向散射出去。這一散射過(guò)程可以發(fā)生在材料內(nèi)部，如在白色塑料板中，也可以發(fā)生在材料表面，如在磨砂玻璃面上。漫射器可以使從燈具中透射出來(lái)的光線均勻漫布開來(lái)，并能模糊發(fā)光光點(diǎn)，減少眩光。
遮光器
燈具在偏離垂直方向45°~85°范圍內(nèi)投射出的光容易造成眩光，因而應(yīng)予以控制。最好的情況是在此角度范圍內(nèi)看不到燈具中的發(fā)光光源，這就需要視仰角（指水平線和視線之間的夾角）小于燈具保護(hù)角。雖然通過(guò)燈具（光源）自身的設(shè)計(jì)來(lái)增大保護(hù)角是可行的，但這樣往往會(huì)使光源的反射器或燈罩變深。因此可以通過(guò)附加到燈具上的遮光器件，達(dá)到增大燈具保護(hù)角、減少眩光的目的。
透光罩
LED路燈光源室裝有鋼化玻璃透光罩，利用光的導(dǎo)向性可有效控制光線的分布范圍，使LED模組發(fā)出的光成為一個(gè)長(zhǎng)條形光帶沿路面方向鋪展。
機(jī)械部件
機(jī)械部件指軌道、金屬支架等，起固定和支撐燈具的作用。
散熱塊
由于大功率LED路燈亮度要求高、發(fā)熱量大，所以需要重點(diǎn)解決散熱問(wèn)題。散熱過(guò)差會(huì)導(dǎo)致LED快速老化，穩(wěn)定性降低，設(shè)計(jì)時(shí)散熱面位于側(cè)上面有利于空氣自然對(duì)流散熱。除此之外，由于在戶外應(yīng)用的道路燈具，也應(yīng)具有必需等級(jí)的防塵防水功效（IP）。LED路燈散熱器采用一體化鋁合金壓鑄散熱外殼，由于整個(gè)燈體上部無(wú)任何開口，整體的加工為鋁合金一次性壓鑄成型，在燈體的上部不存在滲水和防塵問(wèn)題，僅對(duì)燈體向下方向的光源室和電器室進(jìn)行防護(hù)即可，只需采用硅橡膠條進(jìn)行防水防塵，就能達(dá)到IP65的防護(hù)等級(jí)，具備吸熱快、熱阻小、散熱順暢、防護(hù)等級(jí)高、機(jī)械強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)，能將LED模組溫度控制在60℃以下。
燈臂
對(duì)于不太寬的道路，車道側(cè)兩旁的燈具，除了照明車行道外，還要兼顧人行道，照明燈具需盡量水平安裝，或者把路燈燈臂的仰角控制在50°以內(nèi)，使車道和人行道都有較好的照度。
電器部件
電器部件如電線、燈座、鎮(zhèn)流器等，可為燈具提供電流。對(duì)于LED路燈來(lái)說(shuō)，電器部件還包括DC/DC恒流驅(qū)動(dòng)器、電器室蓋板、電器室三部分。
鎮(zhèn)流器
鎮(zhèn)流器是電感值很大的帶有鐵芯的線圈，用于熒光燈、弧光燈、氙燈等，啟動(dòng)時(shí)有幫助起燃作用，燈亮后可限制電流在一定范圍以內(nèi)。
驅(qū)動(dòng)器
驅(qū)動(dòng)電路是一種專為L(zhǎng)ED供電的特種電源，具有簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)、較小的占用體積以及較高的轉(zhuǎn)換效率。驅(qū)動(dòng)電路的輸出電參數(shù)（電流、電壓）要與被驅(qū)動(dòng)LED的技術(shù)參數(shù)相匹配，并具有較高精度的恒流控制、合適的限壓功能；且多路輸出時(shí)，每一路的輸出都能單獨(dú)控制；具有線性度較好的調(diào)光功能，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)LED發(fā)光亮度調(diào)節(jié)的要求；在異常狀態(tài)（LED開路、短路、驅(qū)動(dòng)電路故障）時(shí)，電路具有保護(hù)作用。
電池板
太陽(yáng)能電池板是系統(tǒng)的核心部件，作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能送至蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，主要形式有單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池及非晶硅太陽(yáng)能電池等。太陽(yáng)能電池組件由太陽(yáng)能電池片串并聯(lián)，用鋼化玻璃、EVA及TPT熱壓密封而成，周邊加裝鋁合金邊框，具有抗風(fēng)、抗冰雹能力強(qiáng)，安裝方便等特性。
鋼化玻璃
低鐵鋼化玻璃（又稱“白玻璃”），常見(jiàn)厚度在3.2mm左右，在太陽(yáng)能電池光譜響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)（320~1100nm），透光率達(dá)90%以上，對(duì)于大于1200nm的紅外光有較高的反射率，同時(shí)耐紫外光線的輻照，透光率不會(huì)下降。
EVA
EVA是一種熱融膠黏劑，厚度在0.4-0.6mm，表面平整，厚度均勻，內(nèi)含固化劑。常溫下無(wú)黏性且具抗黏性，經(jīng)過(guò)一定調(diào)價(jià)熱壓便發(fā)生熔融黏結(jié)與交聯(lián)固化，并變得完全透明。固化后的EVA能承受大氣變化且具有彈性，它將電池片“上蓋下墊”包封，并和上層保護(hù)材——玻璃，下層保護(hù)材料背板（TPT、BBF等），利用真空層壓技術(shù)合為一體。它和玻璃黏合后能提高玻璃的透光率，起著增透的作用，并對(duì)太陽(yáng)能電池板的輸出有增益作用。
太陽(yáng)能電池片
太陽(yáng)能電池片是光電轉(zhuǎn)換的最小單元，尺寸一般為125mmX125mm或156mmX156mm。太陽(yáng)能電池片的工作電壓約為0.5V，一般不能單獨(dú)作為電源使用。將太陽(yáng)能電池片進(jìn)行串并聯(lián)封裝后，可以得到太陽(yáng)能電池板，可以單獨(dú)作為電源使用。
單晶硅電池片
單晶硅太陽(yáng)能電池是以高純的單晶硅棒為原料的太陽(yáng)能電池，一般單晶硅棒是在單晶硅爐中拉制而成，通常要經(jīng)過(guò)滾圓，切片制成，為了充分利用硅片，4個(gè)角保留圓弧，成為準(zhǔn)方片。當(dāng)光照射p-n結(jié)時(shí)，在結(jié)區(qū)激發(fā)電子-空穴對(duì)。這些非平衡載流子在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，空穴順著電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，電子逆著電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，最后在n區(qū)邊界積累光生電子，在p區(qū)邊界積累光生空穴，產(chǎn)生一個(gè)與內(nèi)建電場(chǎng)方向相反的光生電場(chǎng)。單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率高，技術(shù)較成熟。但制造高純度的單晶硅成本及能耗高，制造工藝煩瑣。因單晶硅太陽(yáng)能電池性能參數(shù)穩(wěn)定，更適合在陰雨天比較多、日照相對(duì)不是很充足的南方地區(qū)，多選用單晶硅太陽(yáng)能電池。
多晶硅電池片
多晶硅太陽(yáng)能電池是以多晶硅為基體材料的太陽(yáng)能電池。多晶硅通常是由鑄錠爐澆筑成的大塊的多晶硅錠，經(jīng)過(guò)破錠機(jī)和多線切片機(jī)切割成厚度為0.15~0.3mm的方片再制成電池，因此多晶硅電池一般為方形。與單晶硅太陽(yáng)能電池同屬晶體硅太陽(yáng)能電池，發(fā)電原理一致。多晶硅太陽(yáng)能電池的制造省去了高成本的單晶拉制過(guò)程，成本和能耗相對(duì)較低，為應(yīng)用最多的太陽(yáng)能電池，在光伏市場(chǎng)占50%以上的份額。但是，由于多晶硅含有晶界、位錯(cuò)和雜質(zhì)等缺陷，因此其光電轉(zhuǎn)換效率比單晶硅太陽(yáng)能電池低1%~2%。多晶硅太陽(yáng)電池制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格比單晶硅太陽(yáng)電池低，在太陽(yáng)光充足日照好的中國(guó)東、西部地區(qū)，應(yīng)用較多。
非晶硅電池片
非晶硅太陽(yáng)能電池是用輝光放電或其它方法分解硅烷（SiH4）氣體，在導(dǎo)電玻璃或不銹鋼襯底上沉積很?。s1μ）的無(wú)定形硅薄膜方法而制成的太陽(yáng)能電池。非晶硅太陽(yáng)能電池工作原理也是基于光生伏特效應(yīng)，但其結(jié)構(gòu)是p-i-n結(jié)構(gòu)。在p層和n層之間加入本征層i，光生載流子的生成主要在i層，依靠?jī)?nèi)建電場(chǎng)作用將光生成的載流子在復(fù)合之前分離并收集到電極上。非晶硅太陽(yáng)能電池的光生載流子主要依靠電池內(nèi)電場(chǎng)作用下的漂移運(yùn)動(dòng)，而晶硅太陽(yáng)能電池的光生載流子以內(nèi)建電場(chǎng)外的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)為主。制造成本低、能量回收期短、便于大面積連續(xù)生產(chǎn)以及可以制成柔性可卷曲形狀等優(yōu)點(diǎn)使非晶硅太陽(yáng)能電池應(yīng)用范圍更加廣泛。因?yàn)橄啾容^其他兩種太陽(yáng)電池，非晶硅太陽(yáng)電池感光性能更好，故其在室外陽(yáng)光缺乏的區(qū)域使用較多。
多元化合物電池片
此類路燈的電池指的是用多種元素半導(dǎo)體材料制成的太陽(yáng)能電池。世界各國(guó)研究的品種繁多，大多數(shù)尚未工業(yè)化生產(chǎn)，主要有：硫化鎘太陽(yáng)能電池、砷化鎵太陽(yáng)能電池、銅鋼硒太陽(yáng)能電池（新型多元帶隙梯度Cu（InGa）Se2，薄膜太陽(yáng)能電池）等。
背板
背板是電池板背面的保護(hù)材料，一般有TPT、BBF、DNP等。這些保護(hù)材料具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力、絕緣能力，并且可以和EVA良好黏結(jié)。太陽(yáng)電池的背面覆蓋物一一氟塑料膜為白色，對(duì)陽(yáng)光起反射作用，對(duì)電池板的效率略有提高作用，其還具有較高的紅外發(fā)射率，可以降低電池板的工作溫度，有利于電池板的效率。
接線盒
接線盒用硅膠黏結(jié)在背板表面，一般由ABS制成，并加有防老化和抗紫外線輻射劑，能確保電池板在室外使用25年以上不出現(xiàn)老化破裂現(xiàn)象。接線柱由外鍍層的高導(dǎo)電解銅制成，可以確保電氣導(dǎo)通及電氣連接的可靠。
鋁合金邊框
邊框采用硬制鋁合金制成，表面氧化層厚度大于10μm，可以保證電池板在室外環(huán)境長(zhǎng)達(dá)25年以上的使用，不會(huì)被腐蝕。
蓄電池
蓄電池是太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)的貯能部件，其作用是將太陽(yáng)電池產(chǎn)生的電能貯存起來(lái)，當(dāng)光照不足，或晚上負(fù)載需求大于太陽(yáng)電池所發(fā)的電量時(shí)，將貯存的電能釋放以滿足負(fù)載的能量需求，較普遍且常見(jiàn)的有閥控式密封鉛蓄電池和鋰電池兩種。
閥控式鉛酸蓄電池
閥控式密封鉛酸蓄電池由電池槽、正負(fù)極板組、電解液、隔板、安全閥、引出端子（正、負(fù)極柱）等部分組成。正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金，負(fù)極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金，正極活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀鉛（Pb），電解液是稀硫酸（H2SO4）。
閥控式密封鉛酸蓄電池以電解液的狀態(tài)不同而分為貧液式電池和膠體電池。貧液式電池用超細(xì)玻璃纖維（AGM）做正負(fù)極板間的隔板，并采用緊密裝配和貧液設(shè)計(jì)，同時(shí)在電池的上蓋中設(shè)置了一個(gè)單向的安全閥。膠體電池采用觸變性二氧化硅凝膠（GEL）吸收電解液，膠體在凝固期間收縮形成微裂紋，采用富液式非緊密裝配結(jié)構(gòu)。其利用“內(nèi)部氧循環(huán)”來(lái)實(shí)現(xiàn)免維護(hù)功能，即在安全閥控制電池內(nèi)部氣壓的條件下，正極產(chǎn)生的氧氣通過(guò)多孔超細(xì)玻璃纖維隔板的孔隙或膠體電解液微裂紋通道到達(dá)負(fù)極進(jìn)行氧復(fù)合，促進(jìn)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)氧循環(huán)。此類電池具備免維護(hù)、無(wú)污染、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，但電池的壽命和性能受溫度的影響較大。
鋰電池
鋰電池的正極材料為鋰的氧化物，負(fù)極為天然石墨，電解液為含有六氟磷酸鋰的有機(jī)溶液。充電時(shí)，電池的正極生成鋰離子，鋰離子通過(guò)電解液和隔膜運(yùn)動(dòng)到負(fù)極，與通過(guò)外部電路運(yùn)動(dòng)到負(fù)極的電子結(jié)合。放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極脫離，再次通過(guò)電解液及隔膜回到正極材料，電子通過(guò)外部電路運(yùn)動(dòng)到正極。鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是電壓高、比能量高、比功率高、無(wú)污染、無(wú)記憶效應(yīng)、使用壽命長(zhǎng)，缺點(diǎn)是成本較高，必須要有特殊的保護(hù)電路。
太陽(yáng)能控制器
太陽(yáng)能控制器是太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)的核心控制部件，其作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩(wěn)、高效地為蓄電池充電，并在充電過(guò)程中減少損耗，盡量延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命；同時(shí)保護(hù)蓄電池，避免過(guò)充電和過(guò)放電現(xiàn)象的發(fā)生。還可以記錄并顯示系統(tǒng)各種重要數(shù)據(jù)，如充電電流、電壓等。太陽(yáng)能控制器也兼有路燈控制功能，具有光控、時(shí)控功能，并具有夜間自動(dòng)切換負(fù)載功能，便于陰雨天延長(zhǎng)路燈工作時(shí)間；在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償功能。
太陽(yáng)能路燈控制器使用單片機(jī)作為控制電路，單片機(jī)的PWM控制系統(tǒng)具有太陽(yáng)能光伏組件最大功率點(diǎn)跟蹤能力，使光伏電池利用率提高。PWM控制系統(tǒng)還可以在蓄電池趨向充滿時(shí)，控制充電脈沖的頻率和時(shí)間，使充電過(guò)程中平均充電電流的變化更符合蓄電池的荷電狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)0~100%的充電工作。太陽(yáng)電池組件對(duì)蓄電池充電分為直充、浮充和涓流充電3個(gè)階段。其基本上可分為五種類型：并聯(lián)型光伏控制器、串聯(lián)型光伏控制器、脈寬調(diào)制型光伏控制器、智慧型光伏控制器和最大功率跟蹤型光伏控制器。
并聯(lián)型光伏控制器
并聯(lián)型太陽(yáng)能光伏控制器的工作形式是當(dāng)蓄電池充滿時(shí)，利用電子部件把光伏陣列的輸出分流到內(nèi)部并聯(lián)電阻器或功率模組上，然后以熱的形式消耗掉。
串聯(lián)型光伏控制器
串聯(lián)型光伏控制器利用機(jī)械繼電器控制充電過(guò)程，并在夜間切斷光伏陣列。它一般用于較高的功率系統(tǒng)，繼電器的容量決定充電控制器的功率等級(jí)。
脈寬調(diào)制型光伏控制器
它以PWM脈沖方式控制光伏陣列的輸入，當(dāng)蓄電池趨向充滿時(shí)，脈沖的頻率和時(shí)間縮短。這種充電過(guò)程形成較完整的充電狀態(tài)，它能增加光伏系統(tǒng)中蓄電池的總循環(huán)壽命。
智慧型光伏控制器
基于MCU對(duì)光伏電源系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行高速即時(shí)采集，并按照一定的控制規(guī)律由軟件對(duì)單路或多路光伏陣列進(jìn)行切離和接通控制。
最大功率跟蹤型控制器
將太陽(yáng)能電池電壓U和電流I檢測(cè)后相乘得到功率P，然后判斷太陽(yáng)能電池此時(shí)的輸出功率是否達(dá)到最大，若不在最大功率點(diǎn)運(yùn)行，則調(diào)整脈寬，調(diào)制輸出占空比D，改變充電電流，再次進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，并做出是否改變占空比的判斷，通過(guò)這樣的尋優(yōu)過(guò)程可以保證太陽(yáng)能電池始終運(yùn)行在最大功率點(diǎn)，以充分利用太陽(yáng)能電池方陣的輸出能量。同時(shí)采用PWM調(diào)制方式，使充電電流成為脈沖電流，以減少蓄電池的極化，提高充電效率。
燈桿、基座、供電線纜
燈桿
燈桿是燈具的支撐物，主要用來(lái)敷設(shè)供電線纜以及承載路燈，燈柱的高度和燈具的布光角度（光束角）決定了照射范圍，在燈桿上可承載的路燈可分為單、雙兩種。在某些場(chǎng)合下，建筑外墻、門柱也可起到支撐燈具的作用。燈桿由優(yōu)質(zhì)鋼材采用表面熱鍍鋅+噴塑處理防腐工藝焊接而成，設(shè)計(jì)抗風(fēng)強(qiáng)度最大為7級(jí)，美觀、耐腐蝕、耐老化，能保證5年燈桿顏色不變色，使用壽命20年以上。太陽(yáng)能燈具全自動(dòng)工作，不需要挖溝布線，但燈桿需要裝置在預(yù)埋件（混凝土底座）上。
基座
基座和基礎(chǔ)起固定燈柱的作用，并把地下敷設(shè)的電纜引入燈柱，有些路燈基座還設(shè)有檢修口。由于燈柱所處的環(huán)境不同，對(duì)照明方式以及燈具、燈柱和基座的造型、布置等也應(yīng)提出不同的綜合要求。
供電線纜
供電線纜在路燈照明控制線路中主要是連接配電箱與路燈，作為供電電壓的傳輸通道，供電線纜的截面積可根據(jù)供電電量進(jìn)行匹配選擇不同截面積的供電線纜。
工作原理及關(guān)鍵技術(shù)
太陽(yáng)能路燈利用光生伏特效應(yīng)，即當(dāng)光照射由兩片金屬浸入溶液構(gòu)成的伏打電池時(shí)，會(huì)產(chǎn)生額外的伏打電動(dòng)勢(shì)。白天太陽(yáng)能電池板接收太陽(yáng)輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出，通過(guò)充放電控制器儲(chǔ)存在蓄電池中；夜晚控制器控制蓄電池對(duì)光源負(fù)載放電。智能控制器對(duì)蓄電池的過(guò)充、過(guò)放進(jìn)行保護(hù)，并對(duì)光源的開啟和亮燈時(shí)間進(jìn)行控制。各部件具體工作原理如下：
電路板發(fā)電
太陽(yáng)能電路板材料有多種，其發(fā)電原理基本相同，實(shí)質(zhì)就是利用光伏效應(yīng)將光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。以晶體硅為例描述發(fā)電過(guò)程：P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅，形成PN結(jié)。當(dāng)光線照射太陽(yáng)能電池表面時(shí)，PN結(jié)的空間電荷區(qū)、P區(qū)及N區(qū)吸收光子能量后，產(chǎn)生電子和空穴對(duì)，空穴帶正電，電子帶負(fù)電，因二者極性相反而在半導(dǎo)體PN結(jié)的靜電場(chǎng)作用下分離后，帶正電的空穴聚集P區(qū)，帶負(fù)電的電子聚集在N區(qū)，在PN結(jié)兩側(cè)集聚形成了電壓，當(dāng)外部電路接通時(shí)，在電壓的作用下，電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。
充放電控制
直充保護(hù)點(diǎn)電壓
直充也叫急充，屬于快速充電，一般是在蓄電池電壓較低的時(shí)候用大電流和相對(duì)高電壓對(duì)蓄電池充電。但直充有個(gè)控制點(diǎn)，也叫保護(hù)點(diǎn)，直充保護(hù)點(diǎn)電壓一般也是“過(guò)充保護(hù)點(diǎn)”電壓，充電時(shí)蓄電池端電壓不能高于這個(gè)保護(hù)點(diǎn)，否則會(huì)造成過(guò)充電，對(duì)蓄電池造成損害。
均充控制點(diǎn)電壓
直充結(jié)束后，蓄電池一般會(huì)被充放電控制器靜置一段時(shí)間，讓其電壓自然下落，當(dāng)下落到“恢復(fù)電壓”值時(shí)，會(huì)進(jìn)入均充狀態(tài)。設(shè)計(jì)均充是因?yàn)楫?dāng)直充完畢之后，可能會(huì)有個(gè)別電池端電壓相對(duì)偏低，為了使所有的電池端電壓具有均勻一致性，就需要以適中的電流搭配高電壓配再充電一段時(shí)間，因此稱為均充，即“均衡充電”。均充時(shí)間一般為幾分鐘至十幾分鐘，時(shí)間太長(zhǎng)反而有害。
浮充控制點(diǎn)電壓
均充完畢后，蓄電池端電壓下落至“維護(hù)電壓”點(diǎn)時(shí)，進(jìn)入浮充狀態(tài)，均采用PWM（脈寬調(diào)制）方式，電池電壓一降低即充電，如此反復(fù)，可避免電池溫度持續(xù)升高。PWM方式是為了穩(wěn)定蓄電池端電壓設(shè)計(jì)而成，通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖寬度來(lái)減小蓄電池充電電流，具體為在充電后期、蓄電池的剩余電容量>80%時(shí)，減小充電電流，以防止因過(guò)充電而過(guò)多釋氣（氧氣、氫氣和酸氣）。
過(guò)放保護(hù)終止電壓
蓄電池放電不能低于過(guò)放保護(hù)終止電壓。為了安全起見(jiàn)，一般將12V電池過(guò)放保護(hù)點(diǎn)電壓人為加上0.3V作為溫度補(bǔ)償或控制電路的零點(diǎn)漂移校正，則12V電池系統(tǒng)的過(guò)放保護(hù)點(diǎn)電壓即為11.10V，24V電池系統(tǒng)的過(guò)放保護(hù)點(diǎn)電壓為22.20V。大部分廠家都采用22.2V（24V系統(tǒng)）作為標(biāo)準(zhǔn)。
蓄電池工作
蓄電池的基本工作機(jī)理為電子導(dǎo)體如銅、鋁這類金屬，和離子導(dǎo)體如電解質(zhì)溶液一起形成金屬一溶液一金屬的導(dǎo)電系統(tǒng)，在金屬溶液的界面上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電過(guò)程。以鉛酸蓄電池為例：按照“雙極硫酸鹽化理論”，鉛酸蓄電池在充、放電時(shí)的電池反應(yīng)為：
充電時(shí)：
負(fù)極反應(yīng)：PbSO?+2e?=Pb+SO?2?。
正極反應(yīng)：PbSO?+2H?O=PbO?+2e-+4H++SO?2-。
放電時(shí)：
負(fù)極反應(yīng)：Pb-2e+SO?2-=PbSO?。
正極反應(yīng)：PbO?+2e?+4H++SO?2?=PbSO?+2H?O。
從反應(yīng)方程式可以看出，鉛酸蓄電池正極的活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負(fù)極的活性物質(zhì)是海綿狀鉛(Pb)電解液是硫酸（H2SO4），放電后，正、負(fù)兩極的活性物質(zhì)都轉(zhuǎn)變?yōu)?a href="/hebeideji/2522560470892549449.html">硫酸鉛（PbSO2），放電反應(yīng)和充電反應(yīng)互為可逆反應(yīng)，所以將這一理論稱為“雙極硫酸鹽化理論”。可以看出，硫酸在電池中不僅起傳導(dǎo)電流的作用，同時(shí)還參加電池反應(yīng)，所以它又是反應(yīng)物。放電過(guò)程中由于硫酸不斷被消耗，而且電池反應(yīng)還不斷生成水，所以電池中的電解液濃度不斷降低。充電過(guò)程與放電過(guò)程正好相反，正、負(fù)兩極的硫酸鉛分別反應(yīng)生成二氧化鉛和海綿狀鉛，同時(shí)不斷生成硫酸，使電池中的電解液濃度回升。
逆變器原理
直交流變換
逆變器一般由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成。升壓回路把太陽(yáng)能電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓，逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓等價(jià)地轉(zhuǎn)換成常用頻率的交流電壓。通過(guò)規(guī)則地重復(fù)逆變器開關(guān)輸出波形，再采用高頻脈寬調(diào)制（SPWM），使靠近正弦波兩端的電壓寬度變窄，正弦波中央的電壓寬度變寬，并在半周期內(nèi)始終讓開關(guān)元件按一定頻率朝一方向通斷，形成一個(gè)脈沖波列（擬正弦波），然后讓脈沖波通過(guò)簡(jiǎn)單的濾波器形成正弦波輸出。
自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)
早晨日出后，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，太陽(yáng)能電池的輸出也隨之增大。當(dāng)達(dá)到逆變器工作所需的輸出功率后，逆變器即自動(dòng)開始運(yùn)行。進(jìn)入運(yùn)行后，逆變器便時(shí)刻監(jiān)視著太陽(yáng)能電池組件的輸出，當(dāng)太陽(yáng)能電池組件的輸出功率大于逆變器工作所需的輸出功率時(shí)，逆變器持續(xù)運(yùn)行直到日落停機(jī)，遇到陰雨天逆變器也能運(yùn)行；當(dāng)太陽(yáng)能電池組件輸出功率變小，逆變器輸出功率接近于0時(shí)，逆變器便進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
最大功率跟蹤控制
太陽(yáng)能電池組件的輸出是隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和太陽(yáng)能電池組件自身溫度（芯片溫度）而變化的。另外由于太陽(yáng)能電池組件具有電壓隨電流增大而下降的特性，因此存在能獲取最大功率的最佳工作點(diǎn)。又因太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度是變化的，則最佳工作點(diǎn)也是變化的。相對(duì)于這些變化，始終讓太陽(yáng)能電池組件的工作點(diǎn)處于最大功率點(diǎn)，系統(tǒng)始終從太陽(yáng)能電池組件獲取最大功率輸出，這種控制就是最大功率跟蹤控制，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)逆變器的最大特點(diǎn)就是包括了最大功率點(diǎn)跟蹤功能。
LED發(fā)光
LED核心是PN結(jié)，它具有一般PN結(jié)的正向?qū)?、反向截止、擊穿等特性。在一定條件下，也具備發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)城的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光。發(fā)光的復(fù)合量相對(duì)于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面的數(shù)微米范圍以內(nèi)產(chǎn)生。
主要分類
按供電方式分類
離網(wǎng)型太陽(yáng)能路燈
離網(wǎng)型太陽(yáng)能路燈以光伏電池板為發(fā)電部件，控制器對(duì)所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載或交流負(fù)載，另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲(chǔ)存，以便在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電。當(dāng)所發(fā)的電不能滿足負(fù)載需要時(shí)，控制器又把蓄電池的電能送往負(fù)載。當(dāng)蓄電池充滿電后，控制器控制蓄電池不被過(guò)充；當(dāng)蓄電池所儲(chǔ)存的電能放完時(shí)，控制器控制蓄電池不被過(guò)放電。
并網(wǎng)型太陽(yáng)能路燈
隨著太陽(yáng)能光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了可以綜合利用太陽(yáng)能光伏組件陣列，市電和備用柴油發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)混合供電系統(tǒng)。并網(wǎng)型太陽(yáng)能路燈將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能后，通過(guò)并網(wǎng)逆變電源將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻同相的交流電能供給負(fù)載使用，并饋入電網(wǎng)。這種系統(tǒng)通常是控制器和逆變器集成一體化，使用電腦芯片全面控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，綜合利用各種能源達(dá)到最佳的工作狀態(tài)，并還可以使用蓄電池進(jìn)一步提高系統(tǒng)的負(fù)載供電保障率。
按使用能源分類
傳統(tǒng)太陽(yáng)能路燈
傳統(tǒng)太陽(yáng)能路燈只利用單一能源，對(duì)光照的依賴性強(qiáng)，受氣侯環(huán)境因素影響，長(zhǎng)期的雨雪天、明天、霧天甚至云層的變化都會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的發(fā)電狀態(tài)。
風(fēng)光互補(bǔ)路燈
風(fēng)光互補(bǔ)路燈主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池組件、智能控制器（或控制/逆變器）、蓄電池組、燈具燈源、燈桿、電柜箱等組成。通過(guò)路燈的太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電設(shè)備集成系統(tǒng)供電，白天儲(chǔ)存電能，晚上通過(guò)智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路燈供電照明，運(yùn)行的時(shí)候通過(guò)蓄電池向負(fù)載放電，為負(fù)載提供電力。在夏天或晴天陽(yáng)光充足時(shí)，可利用太陽(yáng)光和風(fēng)力資源發(fā)電；冬天或陰雨天風(fēng)大時(shí)，利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，風(fēng)能與太陽(yáng)能互補(bǔ)，使供電系統(tǒng)更具穩(wěn)定性和可靠性。風(fēng)光互補(bǔ)路燈不需要輸電線路，人工操作和施工簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。也不消耗電能，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，但主要問(wèn)題是技術(shù)還不夠成熟，投資大，投資回收期較長(zhǎng)。若風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配有足量的儲(chǔ)能設(shè)施，能保證路燈照明需要，可為城市道路等提供更加穩(wěn)定的電源。
按用途及燈頭形式分類
太陽(yáng)能路燈按用途及燈頭形式，可以分為單頭庭院燈、雙頭庭院燈、單頭道路燈、雙頭道路燈。
技術(shù)參數(shù)
經(jīng)度和緯度：通過(guò)地理位置可以了解并掌握當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y源，比如月（年）平均太陽(yáng)能輻照情況、平均氣溫、風(fēng)力資源等，根據(jù)這些條件可以確定當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能標(biāo)準(zhǔn)峰值時(shí)數(shù)(h)和光伏組件的傾斜角(°)與方位角(°)。
光源的參數(shù)：工作電壓(V)和功率(W)，直接影響整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)。
工作時(shí)間(H)：決定太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)組件大小的核心參數(shù)，通過(guò)確定工作時(shí)間，可以初步計(jì)算負(fù)載每天的功耗和與之相應(yīng)的太陽(yáng)電池組件的充電電流。
需要保持的連續(xù)陰雨天數(shù)(d)：決定蓄電池容量的大小及陰雨天過(guò)后恢復(fù)電池容量所需要的太陽(yáng)電池組件功率。
兩個(gè)連續(xù)陰雨天之間的間隔天數(shù)(D)：決定系統(tǒng)在一個(gè)連續(xù)陰雨天過(guò)后充滿蓄電池所需要的電池組件功率。
產(chǎn)品特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
節(jié)能環(huán)保：太陽(yáng)能資源取之不盡，用之不蝎，照射到地球上的太陽(yáng)能要比人類消耗的能量大6000倍。太陽(yáng)能發(fā)電不使用燃料，不排放包括溫窒氣體和其他廢氣在內(nèi)的任何物質(zhì)，不污染空氣，不產(chǎn)生噪聲，對(duì)環(huán)境友好，不會(huì)遭受能源危機(jī)或燃料市場(chǎng)不穩(wěn)定而造成的沖擊。
安裝便捷：太陽(yáng)能在地球上分布廣泛，只要有光照的地方就可以使用光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝太陽(yáng)能路燈，不受地域、海拔等因素的限制。可就近供電，不必長(zhǎng)距離輸送，避免了長(zhǎng)距離輸電線路所造成的電能損失。占地面積小，可節(jié)省寶貴的土地資源。
操作簡(jiǎn)單：光伏發(fā)電無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部件，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。一套光伏發(fā)電系統(tǒng)只要有太陽(yáng)能電池組件就能發(fā)電，加之自動(dòng)控制技術(shù)的廣泛采用，基本上可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，維護(hù)成本低。太陽(yáng)能電池組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、質(zhì)量輕，便于運(yùn)輸和安裝。光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短，而且根據(jù)用電負(fù)荷容量可大可小，方便靈活，極易組合、擴(kuò)容。
性能穩(wěn)定：發(fā)電系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)（30年以上）。晶體硅太陽(yáng)能電池壽命可長(zhǎng)達(dá)20~35年。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，只要設(shè)計(jì)合理、選型適當(dāng)，蓄電池的壽命也可長(zhǎng)達(dá)10-15年。
開發(fā)潛力大：光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程簡(jiǎn)單，是直接從光子到電子的轉(zhuǎn)換，沒(méi)有中間過(guò)程（如熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電磁能等）和機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不存在機(jī)械磨損。根據(jù)熱力學(xué)分析，光伏發(fā)電具有很高的理論發(fā)電效率，可達(dá)80%以上，技術(shù)開發(fā)潛力巨大。
成本低、收益高：太陽(yáng)能路燈安裝施工時(shí)不用預(yù)埋電纜，也不用開挖路面，降低了工程造價(jià)，相應(yīng)地也節(jié)約了電費(fèi)。同普通路燈相比，使用LED光源的太陽(yáng)能路燈使用年限更長(zhǎng)。此外，太陽(yáng)能設(shè)備在全國(guó)用電高峰的時(shí)候接收光照積聚能量，在用電低谷的夜晚則照明供電，在一定程度上也起到了對(duì)用電的“調(diào)峰”作用。
缺點(diǎn)
能量密度低：太陽(yáng)投向地球的能量總和巨大，但真正能夠到達(dá)陸地表面的太陽(yáng)能只有到達(dá)地球范圍輻射能量的10%左右，在陸地單位面積上能夠直接獲得的太陽(yáng)能量更少，太陽(yáng)能的利用實(shí)際上是低密度能量的收集、利用。
受氣侯環(huán)境因素影響：長(zhǎng)期的雨雪天、明天、霧天甚至云層的變化都會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的發(fā)電狀態(tài)。尤其是空氣中的顆粒物（如灰塵）等降落在太陽(yáng)能電池組件的表面，阻擋了部分光線的照射，這樣會(huì)使電池組件轉(zhuǎn)換效率降低，從而造成發(fā)電量減少。
地城依賴性強(qiáng)：地理位置不同，氣候不同，使各地區(qū)日照資源相差很大。在太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)，太陽(yáng)能路燈效果才會(huì)好。
光照范圍窄：由于太陽(yáng)能路燈的一般照度范圍為6-7m，超過(guò)7m以外就會(huì)昏暗不清，不太適用于隧道、城市主干道、城市快速路這些對(duì)光照要求高的地方，主要適用于較窄的、休閑的、支路或者在一些供電場(chǎng)所難以實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)所，這些地方不僅要求光照條件好，還要限制周邊建構(gòu)筑物高度。在一些城市的嘗試過(guò)程中，小街小巷的太陽(yáng)能路燈因受光不足而難以發(fā)揮道路照明作用。
電池制備困難：晶體硅電池的主要原料是純凈的硅。硅是地球上含量?jī)H次于氧的元素，主要存在形式是沙子（二氧化硅）。從沙子一步步變成含量為99.9999%以上純凈的晶體硅，期間要經(jīng)過(guò)多道化學(xué)和物理工序的處理，不僅要消耗大量能源，還會(huì)造成一定的環(huán)境污染。
轉(zhuǎn)換效率低：光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率指的是光能轉(zhuǎn)換為電能的比率。晶體硅光伏電池轉(zhuǎn)換效率為13%-17%，非晶硅光伏電池轉(zhuǎn)換效率只有6%-8%。由于光電轉(zhuǎn)換效率太低，從而使光伏發(fā)電功率密度低，難以形成高功率發(fā)電系統(tǒng)。因此，太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率低是制約太陽(yáng)能路燈大面積推廣的瓶頸。
系統(tǒng)成本高：由于轉(zhuǎn)換效率低，整體系統(tǒng)造價(jià)高，一次性投入大。
應(yīng)用領(lǐng)域
街道照明：在人行道上安裝一整套并網(wǎng)燈，需要對(duì)道路進(jìn)行封閉，對(duì)于步行或汽車交通來(lái)說(shuō)是不切實(shí)際的；另外，為更換必要的照明線路，可能會(huì)在街道居民的住處進(jìn)行施工。而單個(gè)太陽(yáng)能燈可以在不到兩個(gè)小時(shí)內(nèi)組裝和安裝，不需要封路、封鎖建筑工地，也沒(méi)有施工噪音，作為街道照明正合適。
停車場(chǎng)照明：多數(shù)停車場(chǎng)選擇太陽(yáng)能路燈作為照明設(shè)施，太陽(yáng)能路燈可以大幅節(jié)省施工時(shí)間，并且完美滿足停車場(chǎng)夜間的照明需求。
公園美化：不需要挖開地面并入電網(wǎng)，也不需要封閉施工區(qū)域，同時(shí)太陽(yáng)能路燈還兼顧綠色清潔的特點(diǎn)。
建筑用照明：太陽(yáng)能路燈部署快速便捷，在項(xiàng)目完成后，還可以在其他施工地點(diǎn)重復(fù)利用。
機(jī)場(chǎng)照明：飛機(jī)有時(shí)會(huì)在夜間沒(méi)有轉(zhuǎn)機(jī)門的情況下釋放乘客，而太陽(yáng)能路燈可以引導(dǎo)乘客安全進(jìn)入航站樓。
軍用照明：普通路燈并網(wǎng)混亂復(fù)雜、耗時(shí)且昂貴，太陽(yáng)能路燈既清潔又快速，很好的替代了普通照明方案。
發(fā)展趨勢(shì)
隨著太陽(yáng)能電池、大容量?jī)?chǔ)能元件和低功率大照度照明設(shè)備（如LED光源）的生產(chǎn)與制造技術(shù)的進(jìn)步，太陽(yáng)能路燈在技術(shù)上已經(jīng)逐漸成熟和完善。制約太陽(yáng)能路燈進(jìn)一步走向市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)化的最大障礙是成本問(wèn)題，市場(chǎng)上也出現(xiàn)了多種智能型太陽(yáng)能路燈，不僅融合了蓄電池充放電保護(hù)技術(shù)、光控技術(shù)、紅外微波雙鑒探測(cè)技術(shù)和市電旁路技術(shù)，而且引入了無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)相鄰路燈之間的通信功能，同時(shí)組合了多種可再生能源實(shí)現(xiàn)更多的經(jīng)濟(jì)效益。這些技術(shù)的應(yīng)用，大幅降低了路燈的全壽命成本，從而提高了太陽(yáng)能路燈的照明效果，極大地促進(jìn)了可持續(xù)能源消耗，使城市變得更加智能和綠色，推動(dòng)了太陽(yáng)能路燈市場(chǎng)的發(fā)展。
高效化
提高太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)換效率：在電池板材料的研制方面，在傳統(tǒng)的3種電池板的基礎(chǔ)上，改進(jìn)其工作能力。減小電池板體積，提供更大功率，降低電池板價(jià)格。
光源的改進(jìn)：采用新型LED燈具，降低功耗，提高照度、亮度；實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)追蹤太陽(yáng)光，最大限度地提高太陽(yáng)能的吸收利用率；充分利用風(fēng)能。
蓄電池的改進(jìn)：采用超級(jí)電容，提高蓄電池的壽命、降低成本，減小環(huán)境污染；對(duì)常規(guī)蓄電池的溫度修正等改進(jìn)；采用雙電源供電系統(tǒng)，使之可以在城市快速路、主干道上使用，提高可靠性。
智能化
對(duì)路燈控制器的改進(jìn)：如采用單片機(jī)智能控制、網(wǎng)絡(luò)化智能控制全部路燈的啟閉，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，也可采用單片機(jī)模式和模擬電路模式。
太陽(yáng)能路燈的整體管理控制：采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，利用無(wú)線控制等方式，對(duì)所有太陽(yáng)能路燈實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、操作，實(shí)現(xiàn)智能化管理。
標(biāo)準(zhǔn)化
制定太陽(yáng)能產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)系統(tǒng)：規(guī)范產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)光伏照明設(shè)計(jì)和產(chǎn)品系列化。使各地區(qū)太陽(yáng)能路燈、草坪燈等設(shè)計(jì)和產(chǎn)品規(guī)格化，系列化；省去復(fù)雜的計(jì)算和選型，以便因地制宜安裝城市太陽(yáng)能路燈；制定太陽(yáng)能路燈設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，包括太陽(yáng)能電池選擇、蓄電池選擇、抗風(fēng)計(jì)算等標(biāo)準(zhǔn)，以利提高太陽(yáng)能路燈設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)太陽(yáng)能照明發(fā)展。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
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