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太阳能LED路灯的分析

太阳能LED路灯的分析

太阳能电池供电的大功率LED路灯的总体成本要比交流供电的大功率LED路灯系统的总体成本低很多。
虽然太阳能LED路灯的初次安装成本要高,但是交流供电的电缆铺设成本和长期的电费支出就远远高出太阳能系统。

下面我们来做一个详细分析。

1. 两种系统的LED灯头和灯杆成本是大体相同的,主要差别是太阳能电池板。通常太阳能电池板的功率大约是LED灯具功率的3倍。如果LED100瓦,那么就要求使用300瓦的太阳能电池板。目前太阳能电池板的价钱已经降低到23/瓦,300瓦就是6900元。此外,太阳能系统还需要蓄电池,但是其成本相当于交流供电中的开关电源成本。所以二者可以抵消。所以灯具本身成本的差别主要是太阳能电池板。

2. 交流供电大功率LED路灯在初次安装时的最大支出是电缆的铺设。

一般人以为主要就是电缆本身的成本,但是除了电缆本身外,它的铺设、辅助设施(检查井、配电设备)等,要比电缆本身贵很多。现在假定以10公里长的道路为例,每隔30米一盏,对面放置,一共需要666盏大功率LED路灯,如果采用太阳能路灯的话,五年内除了可以回收成本外还可以节省43万元电费,五年以后每年的电费就可以节省122万元。

太阳能大功率LED路灯则完全没有上述的缺点,其构成十分简单只有五个部分构成:而且它的安装十分简单,只要做一个水泥基座,立起灯杆,安上地脚螺钉就可以了,尤其是不用麻烦电力系统的人员来设计安装和施工,挖地沟、铺设电缆、挖检查井、安装变压器,。这是一个非常重要的优点。

太阳能 大功率LED路灯中的铅蓄电池是一个问题,一方面是它的寿命问题,一般铅蓄电池的寿命只有2年,但是现在有一种卷绕式铅蓄电池因为采用了固态酸所以其寿命高达6-8年。只是价钱稍微贵一点。

铅蓄电池的另一个问题是对环境的污染问题,实际上铅蓄电池的最大用户是汽车,我国现在每年生产和销售700万辆汽车,每辆汽车至少用一个铅蓄电池。而汽车的铅蓄电池早就有非常完备的回收系统,其中的铅板都将回收并再生利用。所以太阳能LED路灯系统中的铅蓄电池完全可以利用现有的汽车蓄电池回收系统来回收,而不会造成环境污染。而且,现在锂铁电池的成本已经降低到可以实际采用的程度。这是一种完全没有污染的蓄电池,现在已经有电动自行车采用锂铁电池代替铅蓄电池。台湾有一家做太阳能大功率LED路灯的公司(KESC)已经开发出采用锂铁电池的路灯来。国内东莞也已经有工厂生产锂铁汽车蓄电池。可以保用五年。所以这个问题也是可以解决的。

目前太阳能路灯的一个唯一的问题就是太阳能电池板的造价问题,然而目前它的价格正在以惊人的速度降低。就在2008年,它已经降价1/3。它的最主要的原料多晶硅的价格已经从2007年的每公斤300美元,降低到2008年的200美元,预计到2009年多晶硅的价格将会降低到每公斤100美元。尤其是中国的多晶硅的产量正在快速成长,在建的33个项目全部投产以后,其产量将达到146千余吨,而目前国内需求只有8000吨,因此如何扩大内需是当务之急。大力发展太阳能大功率LED路灯无疑是一个最好的途径。目前太阳能电池板的价格已经降低到20/瓦。而且还在以极快的速度降低。

此外采用PWM可调光控制器和PWM可调光恒流驱动模块也是减小太阳能电池板面积的有效途径。如下图所示,采用PWM可调光控制以后,可以节能40%以上,也就是说可以减小太阳能电池板的面积40%。这对于太阳能大功率LED路灯的成本无疑是极大的降低。使得它相对于交流电大功率LED路灯具有更大的竞争力!

所有路灯改为太阳能路灯可以节省一个三峡水电站的发电量

大功率LED路灯比高压钠灯要节能,早已为人们所认识。不过可能还缺乏一些定量的概念。现在可以认为100瓦的大功率LED路灯可以取代250瓦的高压钠灯,所以可以简单地认为,每一盏大功率LED路灯可以节约150瓦电。

然而,如果改成用太阳能供电的话,那么连这100W的电也能节省下来,也就是说,每盏路灯可以节省250瓦电。据有关方面估计,中国现有路灯总数大约在一亿盏以上,并以每年20%的速度增长,2008年就新增大功率LED路灯2000万盏。假如这一亿盏路灯可以折合成为6000万盏250瓦的路灯,再假定这6000万盏路灯全部改成太阳能大功率LED路灯,那么总共可以节约1500万千瓦的功率。假定每盏路灯每天工作12小时,在1年内将节约657亿度电。而三峡水电站在2007年的发电总量为616.03亿度电。因此把全国的路灯全部改为太阳能路灯后一年内所节省的电量将超过一个三峡水电站一年的发电量。这是一个极其惊人的数字。即使不去改造原有的路灯,现在每年新增路灯大约为2000万盏,三年新增6000万盏,同样方法计算,三年以后也可以节省一个三峡电站。而不需要动员全国的力量、投资几千亿、移民上百万来实现。

不仅如此,太阳能是一种清洁的可再生能源,它不仅节约了电能,而且减少了二氧化碳的排放量。每一盏250瓦的高压钠灯在一年之内将会产生1290公斤的二氧化碳,所以6000万盏路灯全部改成太阳能路灯以后,将可以减少7740万吨二氧化碳。所以改成太阳能以后,不但节省了电费,而且还节约了二氧化碳的减量成本。每吨二氧化碳的减量成本为345-404美元。减少7740万吨二氧化碳就相当于节省了310亿美元的二氧化碳减量成本!

前面的数字只是大功率LED路灯和高压钠灯的比较。对于同为100W的大功率LED路灯,采用交流电和采用太阳能的节能比较,只需要把上面的数据除以2.5就可以得到。也就是说,6000万盏的100瓦大功率LED路灯,假如全部采用太阳能供电的话,可以比全部采用交流电供电时节省262.8亿度电,而二氧化碳的减排成本为124亿美元。