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                    路燈革命蓄勢待發 浙江未來4年重點攻關太陽能LED技術

                    2012-02-29 08:59:16
                    新年伊始,一場醞釀已久的路燈革命蓄勢待發。

                      上周二,。

                      本月中旬,省科技廳在發布十二五重點攻關科技項目時透露的信息更令人遐想:LED路燈本就省電,在路燈上加裝太陽能光伏板,把路燈變成一個小發電廠,路燈用電有望實現“自產自銷”,太陽能路燈被列入浙江未來4年重點攻關的108項技術之一。

                      省科技廳計劃財務處處長趙新龍認為LED太陽能路燈有望改變浙江人的生活,至少在杭州、寧波、湖州3座城市,一旦技術成熟,它將強勢取代傳統路燈——*近兩年,杭州、寧波、湖州先后被科技部列入“十城萬盞”試點城市,此項試點旨在推動中國LED產業發展,降低能源消耗。

                      既然未來4年要全力攻關,就意味著太陽能LED技術并未完善,這項節能革命,已經在浙江多個城市小規模悄然行進兩三年。

                      6條馬路的城市實驗

                      盡管未進入國家新路燈革新計劃,但紹興對太陽能LED路燈的追逐早在兩年前就已開始。

                      紹興全境擁有6條全采用太陽能LED路燈的城市道路,共配備約650盞新式路燈。它們中,*長的一條位于紹興縣城中心區域,距離縣府大樓約1公里,全長1500米,名為華齊路。

                      2月23日下午3點,紹興縣城柯橋冷雨飄灑,天空亮度好比夏日黃昏。在紹興縣住房和城鄉建設局技術人員的指引下,我們體驗了這條不多見的太陽能LED路燈街道。

                      這條路上共有路燈178盞。10米高的白色路燈桿,方形燈具,新式路燈的外觀并無太多新意,唯一區別是頂端的兩塊太陽能光伏板。它們每塊長1.5米,寬0.8米。

                      然而,可見到的并非新式路燈的全部。若掀開路燈旁人行道地磚,還能發現玄機。路燈旁兩三平方米范圍的地下,深至半米處被掏空,在路燈燈桿下,澆筑有體積為0.7立方米的混凝土,在混凝土的旁邊,是一個長方形的空間,并排放置兩個蓄電池,蓄電池上蓋著水泥預制板,預制板之上是地磚。

                      它竟在冬雨中亮起

                      挑個陰雨天打量太陽能LED路燈,我擔心會讓自己失望,而住在華齊路兩旁的居民們對路燈很信任,他們知道,路燈上安裝了天空亮度感應裝置,一旦天空陰暗到需要開啟照明的地步,路燈就會自動亮起來。

                      當天5點40分左右,路燈陸陸續續亮了起來,柔和的白色光線,覆蓋了整條馬路和人行道。

                      紹興縣公用市政管理處副主任陸百松說:“太陽能電板發的電應該能頂4個小時,到了后半夜,系統會自動切換為普通電網供電。”

                      紹興的太陽能LED路燈產自諸暨的浙江光益光能科技有限公司,這家公司的總工程師鄭皆樂說,只要有光線照射,光伏板就能發電。

                      2月23日的陰雨天,已接近紹興亮度*低的日子,鄭皆樂用萬能表測試,光伏板傳送的電流大致相當于正常發電電流的1/5。

                      若是晴朗的日子,兩塊光伏板白天發的電量,夜間LED燈根本用不完,這些電不會被浪費,存在蓄電池里待陰雨天氣發電量不足時救急。因此,若只碰上兩三個連陰雨天,城市電網根本沒有取代太陽能上崗的機會,只有遇上3天以上的陰雨天,在后半夜照明時,電網才會短暫接班。

                      陸百松說,這些新式路燈前年年底上崗,一年算下來,太陽能基本搞定路燈用電,電網幫忙的次數寥寥無幾。大致估算,去年178盞路燈90%的用電來自太陽能。

                      省下的電夠420戶家庭使用

                      以去年的使用記錄計算,這178盞路燈究竟節約了多少電呢?

                      若不用新式路燈,華齊路將安裝功率為400瓦的鈉燈,LED燈功率只有120瓦,亮度和400瓦鈉燈差別不大。

                      若使用鈉燈,華齊路照明一年耗電量約為259880度。

                      使用LED燈具后,一年耗電量約為77964度,因為裝備了太陽能發電設備,僅10%的電由發電廠提供,實際消耗全社會電量為7796.4度。

                      在試行階梯電價的地方,確定每戶居民家庭的基本用電量為每月50度,以這個用電額度計算,僅一條紹興華齊路省下的照明電就可供約420戶家庭使用。

                      若杭州路燈全更換會怎樣?

                      目前,杭州大致有13萬盞路燈,每天使用時間、路燈的功率和紹興相仿,若全換成和紹興華齊路一樣的太陽能LED路燈,節約的電量會有多么巨大?

                      以華齊路的數據為參照,一盞路燈一年能節電1416.2度,這個數字乘以13萬,約為1.84億度。

                      單純算電費經濟賬,以杭州居民電價每度0.53元計算,節約電費9752萬元。

                      比電費賬更驚人的是環保賬,依照國家環保部公布的計算標準,一家火電廠燒煤發出一度電,要排放0.96公斤二氧化碳,省下1.84億度電,就相當于每年為天空減少了1.7664億公斤二氧化碳。

                      1.7664公斤二氧化碳是個啥概念?若用汽車尾氣做類比,100萬輛中等排量轎車(每百公里耗油量8-12升),每輛行駛736公里,能排出這么多二氧化碳。

                      雖然已有650盞新式路燈,但這個數量放在全紹興,幾乎可以忽略不計,杭州現有的30盞新式路燈與全市13萬盞相比,更是微乎其微。

                      就太陽能LED路燈存在的技術瓶頸,我向中國照明學會專家和光益科技總工程師鄭皆樂求解。

                      鄭皆樂表示,如今新式路燈推廣還有3道難關。

                      *道關:如何抵擋大風

                      路燈頂上寬大的太陽板,不妨礙城市觀瞻,但因為它的存在,路燈的受風面積大增,整座路燈都會害怕大風。就拿華齊路的路燈來說,裝上了太陽能板,燈柱的鋼管壁厚就要從3毫米增加到4.5毫米,這意味著燈柱的造價要上漲五成。

                      不僅如此,在燈柱埋入地下的部位,還不得不澆筑0.7立方米的混凝土,這也是上千元的開銷。

                      有人問,太陽能光伏板做得小一些,難題豈不是迎刃而解?問題在于光伏板面積小了,它能發的電量就少了。

                      一個尷尬的現實是,依照如今的太陽能光伏技術,光伏板只能把照射在其上的約15%的太陽能轉化為電能,在美國的實驗室里,這個數字已提升到了30%,可從實驗室里的成功到變成產品不知還要等待多少年。

                      第二道關:陰雨天如何存電

                      在多雨的浙江使用新式路燈,*怕碰上連陰雨天氣,鄭皆樂曾查詢諸暨的氣象資料,找到過連續1個月不出太陽的記載。

                      華齊路上一個1.2平方米的光伏板,在晴朗的日子里大致一天能發1度電,兩塊光伏板就是兩度電,當晚,路燈照明用去1度電,就算第二天一點電都發不了,剩余的1度電還能支撐一個夜晚。但若第三天、第四天、第五天還是陰雨天氣呢?

                      這時候,可以增加光伏板的數量,比方配4塊光伏板,連晴兩天,可以發8度電,供路燈連用8個夜晚?墒,存儲這8度電又成了難題。

                      埋在華齊路地磚下的蓄電池,兩個加起來,大小和一個臺式電腦機箱相當,但重得多,一個蓄電池就要兩人抬。每個蓄電池*多存1度電,售價1000元,存8度電就要8個蓄電池,價值8000元,更要命的是,蓄電池的使用壽命*長不過兩年,這意味著一盞新路燈每年光更換蓄電池就要花費4000元,拿擁有178盞路燈的華齊路來說,已是天文數字。

                      第三道關:LED燈泡能始終那么亮嗎?

                      說LED燈具嬌貴,還因為它們怕熱。作為燈具,它的前輩白熾燈的鎢絲可是能耐3000多攝氏度的高溫?墒荓ED燈具里有種發光的粉狀物質,一旦燈具的溫度比四周環境溫度高出15攝氏度,它就會一點點老化。后果顯而易見,LED燈具發光強度在逐年衰減,*嚴重甚至半年就衰減一半。

                      每1瓦LED燈市場價在5元左右,100瓦的路燈就是500元,半年換一次路燈,會是筆巨大的開銷。

                      要LED燈亮度不衰減,如今也想出了辦法。在華齊路路燈燈罩上方不為人所見的地方,猶如蜂窩一般,全是片狀的鋁塊,鋁是優質的熱量導體,做成片狀結構則能將散熱面積增大數倍。當然,這種散熱燈罩也不便宜。

                      華齊路的LED燈雖然總功率達到120瓦,但燈具中每個紐扣大小的燈泡功率不過3瓦,一盞路燈需要40個小燈泡串聯。這樣做的目的依然是為了散熱。曾有浙江企業研發出50瓦的LED大燈泡,這種大功率燈泡熱量迅速集聚,沒幾個月就殞命。

                      改變困局的一個設想:路燈發的電入電網

                      太陽能LED路燈眼下所遇到的三大難題,*核心的是儲存電能難,若把費工、費錢,還存在污染隱憂的蓄電池趕走,新式路燈的未來或許更燦爛。

                      對此,受訪專家們有一個共識,用一根電線,把路燈上光伏板和電網相連,這樣,白天光伏板發的電就不再流向蓄電池,而直接進入電網,供全社會使用。到了夜晚,就像普通LED路燈一樣,電網再對路燈供電。

                      專家們說,這樣做雖然路燈沒用上自己發的電,但放眼整座城市的總耗電量,因為有了太陽能發電的加入,火電廠可減少發電量,依然節約了煤炭,減少了碳排放。

                      新式路燈PK傳統路燈

                      初裝成本

                      新式路燈燈泡:1瓦5元,100瓦的燈具500元。

                      燈罩及電子元器件:每瓦25元,100瓦2500元

                      燈柱:每一米的鋼管200元,10米高是2000元。

                      挖蓄電池箱和澆筑混凝土材料、施工費:1500-2000元

                      蓄電池4個:每個1000元,共4000元。

                      這樣算下來,安裝一盞新式路燈,大致花銷為11000元,傳統路燈初裝成本為8000元,二者差距不大。

                      使用成本

                      在使用過程中,太陽能LED路燈更換蓄電池是筆巨資,每兩年更換一次,平均每年要花2000元。

                      以華齊路為例,一盞路燈比傳統路燈一年省電1416.2度,折算電費約750元,蓄電池更換成本就遠高過所節約電費。

                      不過,若算上節約的不可再生資源煤炭,減排的二氧化碳,新式路燈的社會價值無可限量。

                      百年間的三代電燈大PK

                      1906年,愛迪生在19世紀末期發明的白熾燈開始走入千家萬戶,這種經典燈具統治了中國家庭照明近百年。在20年前,鈉燈開始成為馬路、廣場等公眾場所照明的主角,*近10年間,節能燈一步步取代白熾燈,成為室內照明主角。國家已明令,明年起全國白熾燈的生產將被叫停。

                      從2009年起,國家通過“十城萬盞”計劃向全國推廣第三代燈具LED燈,雖然這次照明變革首推室外照明領域,但照明行業已達成共識,LED燈具走入室內,成為中國老百姓第三代照明燈具,不過是時間長短的問題。

                      這三代燈具的發光本領究竟有多強,我們不妨做個PK。這次PK以“流明”為亮度計算單位(單位符號lm),1流明相當于距離1米外的一支蠟燭所顯現出的亮度。

                      1瓦白熾燈燈泡:14流明

                      1瓦鈉燈:40流明

                      1瓦節能燈:60-80流明

                      1瓦LED燈:100流明(這是如今主流LED燈具的發光能力,在實驗室里,已研制出發光強度達200流明的LED燈)

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