太阳能照明技术的应用要点与发展方向剖析

　　当前，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，对能源需求的增长已经达到了史无前例的程度，能源危机越演越烈。据可靠统计，我国现有的空调如果同时全部运行，仅此一项就需要耗电达９０００万kW，几乎相当于５座三峡发电站的装机容量。

　　如果仅仅为了满足用电的需求而一味地新建水电站，将会严重破坏人类赖以生存的自然生态环境；而若建设更多的燃煤或燃油电站，则会使本来已岌岌可危的煤炭和石油的蕴藏量快速耗尽，提前枯竭。届时，人类如果尚未有效突破新型电能的供给技术，如：核聚变发电、可再生能源发电等，人类的生存将会面临真正的危机。目前，应对能源危机的主要途径，一是有效节能；二是快速发展太阳能、风能等可再生的自然能发电技术。节约用电与用电设备和工程的节能设计，已成为当前社会发展的主题之一。可再生能源的利用已成为当务之急。

　　本文引入“综合照明成本”的概念，以园林景区照明中太阳能灯具应用为例，对太阳能技术的应用要点与发展方向展开讨论，揭示了在园林景区照明中，园林面积较大时太阳能的积极意义。探讨了太阳能利用中的太阳能电池、储能装置、控制系统和ＬＥＤ光源等器件，分析了目前太阳能利用中影响经济效益的因素，为加快太阳能的利用，同时实现社会效益与经济效益提供了有益的思路。

　　1 照明项目长期经济投入的指标分析

　　1．1 普遍意义的“综合照明成本”概念

　　为了科学合理地分析和比较任何节能照明项目长期的经济投入，这里我们首先给出一个普遍意义上的“综合照明成本”的概念。其定义如下：

　　“综合照明成本＝初期投资＋运行耗电费用＋光源更换费用+其他维修费用”

　　“综合照明成本”可以按5年期、10年期、20年期、25年期等计算，对节能照明项目的经济投入进行分析与比较。在以下例子中，我们根据目前灯具整体寿命的普遍情况，暂时按10年期进行分析。为了简化，略去“其他维修费用”一项。

　　１．２　某旅游园林景区采用常规灯具与采用太阳能灯具的经济性分析与比较

　　某旅游园林景区，根据绿化园林景观的面积，以及园内丰富的山丘、河道、小溪、曲径、干道、草坪等资源布局规划，简单的夜景照明需要安装庭院灯１００只，园林灯２００只，需用多芯电缆约９０００m。我们首先分析比较采用普通灯具与采用太阳能灯具的费用支出状况（如表1~表7所示，其中表1~表3为传统庭院灯和园林灯的费用；表4~表6为太阳能庭院灯和园林灯的费用；表7为传统灯和太阳能灯具的经济性比较）。

　　根据表1~表7的数据分析，可得出以下四个初步结论：

　　（1）本例中的园林景区，粗看起来太阳能灯具与传统灯具相比“综合照明成本”似乎大致相当或略有节省。

　　（2）露天或室外照明中应用太阳能的另一个重要优点是节省了电缆投资。在露天或室外照明的条件下，利用太阳能的好处除了高节省电网电能外，还能大幅减少高昂的输电电缆投资，从而有利于节省有色金属。对常规照明中电缆用量较大的室外照明或者道路照明工程，则应首先斟酌利用太阳能一体化灯具的可行性，因为这样将大量节省电缆投资，应给予高度的重视。

　　（3）露天或室外照明中应用太阳能的另一个重要优点是节省电控箱的投资。由于采用了一体化太阳能灯具，实现了单灯自动控制，因此节省了传统电网供电系统中必需的输配电控制箱，总体上可对节约投资有所贡献。

　　（４）园林景区中节省“初期投资”中的电缆、“运行耗电费用”和“光源更换费用”的投入是降低太阳能照明系统“综合照明成本”的关键因素。在上述例子中，太阳能灯具“综合照明成本”的节省或者说与传统灯具“综合照明成本”所取得的平衡，主要得益于节省了对“初期投资”中的电缆投入、十年“运行耗电费用”以及“光源更换费用”的投入。

　　实际上，这仅仅是对所提供的例子进行直观的分析所得出的结论。

　　在上述结论中，对第二、第三和第四条结论，显然是不容置疑的。但是对第一条结论，实际情况未必如此简单，在出现各种不同的或不利的具体情况时，可能会出现逆变。

　　2 对旅游园林景区利用太阳能的实例进行分析

　　太阳能灯具实现了对可再生能源的利用，其目的首先是节约电网电能，以节省日益紧缺的一次性资源，如：燃煤或燃油的消耗，同时减少污染排放，以净化人类的生存环境。这是一种社会效益。但是推广太阳能的应用还需要强有力的经济作用，或经济上的诱惑力，也就是说既要节电，又要省钱，真正降低“综合照明成本”。实现社会效益与经济效益双丰收。

　　显然，人们对采用太阳能灯具能节约电网电能和减少环境污染的社会效益是不会有争议的。但是，应用太阳能灯具的综合经济效益，是否能在多种应用条件下始终优于传统灯具的“综合照明成本”呢？按目前的技术水平，可能仍然存在诸多变数。我们在下面具体进行分析。

　　２．１ 园林景区照明“初期投资”中电缆投资的节省、“运行耗电费用”、“光源更换费用”等投入的降低，取决于园林景区面积大小。由上述例子可知，在园林景区中，由于面积较大，灯具较多，电缆较长，节约的“电缆投入”、“运行耗电费用”和“光源更换费...