太阳能路灯调研分析报告.docx
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太阳能路灯调研分析报告
太阳能路灯调研汇报
.8.20
1太阳能及太阳能产品
1.1太阳能
太阳能是取之不尽、用之不竭、绿色无污染可再生能源，是未来社会发展关键能源之一。
太阳每秒钟放射能量大约是1.6×1023kw，其中抵达地球能量高达8×1013kw，相当于6×109吨标准煤。
按此计算，十二个月内抵达地球表面太阳能总量折合标准煤共约1.892×1013千亿吨，是现在世界关键能源探明储量一万倍。
太阳寿命最少还有40亿年，相对于人类历史来说，太阳为地球提供太阳能时间能够说是无限。
相对于常规石化能源，太阳能含有储量“无限性”、存在普遍性、利用清洁性和经济性等其它能源无可替换优点。
这就决定了开发利用太阳能将是人类处理常规能源匮乏、枯竭，环境污染严重最有效路径。
1.2中国太阳能资源
中国含有丰富太阳能资源，2/3以上国土地面积年总日照时间超出5GJ/m2，理论储量相当于1.7万亿吨标准煤。
其中，青藏高原、西北地域、华北地域、东北大部、云南、广东、海南等地域年平均日照时长超出2200小时，属于太阳能利用条件很好地域。
即使东南沿海等太阳能资源较匮乏地域，年平均日辐射量也能够达成每平方米3.2-3.8kw，而这些辐射量已经完全能够满足一个家庭供电所需太阳能，这为中国太阳能产业发展和太阳能产品推广提供很有力条件。
1.3太阳能产品
太阳能是指太阳热辐射能，通常表现为太阳光。
很早时候，人类就知道利用太阳能来取暖，晒干物品、食物等。
伴随科技发展，大家对太阳能了解越来越深，对太阳能利用也不在是简单获取热辐射能。
大家利用太阳光直射和折射特征，将它搜集起来用来产生更高热量；利用太阳光能激发电子运动特征，用它来产生电流。
直到今天，太阳能被应用于各行各业，太阳能产品也五花八门，简单来分，太阳能产品可分为太阳能热利用产品和太阳能光利用产品两大类。
如太阳能热水器、太阳能取暖设备、太阳能建筑等属于太阳能热利用产品；而太阳能路灯、太阳能汽车、太阳能发电站等则属于太阳能光利用产品。
2太阳能路灯
2．1太阳能路灯发展背景
伴随光伏发电技术不停提升和成熟，光伏发电产品越来越丰富，也越来越贴近大家生活。
太阳能照明灯就是其中比较常见一个利用太阳能发电进行照明产品，因为其易于安装，经济实用，绿色环境保护等优点被广泛应用和庭院照明、景观照明、道路支干道照明等。
不过因为光伏照明系统需要光伏板及储能系统，而一般灯泡功率较大，光照强度较低，造成太阳能照明灯配置较高，投资成本较大，而有效照明时间又往往不能满足用户要求，加上太阳能产品不稳定性，这就使得太阳能照明灯应用有了很大不足，无法大范围推广应用。
LED灯源诞生，不仅给照明行业带来了革命，也给太阳能照明快速普及推广插上了翅膀。
LED灯源功率低、亮度高、寿命长，很快替换了传统灯具，广泛应用和照明或观景等领域。
一样，太阳能照明系统采取LED光源后，可降低系统配置，提升照明时间，降低了投资成本，性价比大幅提升，推广应用愈加广泛。
路灯作为城市照明中耗电大户，每十二个月耗电量占总电量12%以上，假如改用太阳能作为能量供给，则可降低很大一部分电能消耗和电费支出。
所以，太阳能路灯应运而生。
2．2太阳能路灯系统
2.2.1太阳能路灯组成
太阳能路灯系统关键由太阳能电池板、LED灯具、灯杆、控制器、蓄电池和部分附件组成。
1、电池板
电池板通常采取单晶硅或多晶硅电池组件，依据不一样要求，制作成不一样功率电池板。
单晶硅电池组件转化效率较高，不过成本也较高，所以，太阳能路灯系统通常选择多晶硅电池板。
2、LED灯具
LED灯具包含灯壳、反光腔、LED灯源三部分。
灯壳通常采取铝合金压制成型，表面进行耐紫外线处理，可有效散热，防尘、防水；LED灯源采取低压电源，安全可靠，并含有发光效率高、功耗小、寿命长、亮度高、工作温度低等优点。
3、灯杆
灯杆是路灯系统安装集成骨架，通常采取优质碳素钢经过下料、折弯、焊接、打磨等工序制作而成，灯杆外表面进行镀锌、喷塑等处理，提升灯杆耐腐蚀性和美观性。
灯杆可依据不一样要求，加工成不一样尺寸，通常要求灯杆可抗10级大风。
4、控制器
太阳能路灯控制器含有光控、时控、功率控制、电池过充过放保护及反接保护等功效，是太阳能路灯中枢神经系统。
所以选择一款好控制器，对太阳能路灯来说至关关键，假如预算相对富余，可选择含有MCT充电模式控制器，MCT充电模式能自动追踪电池板最大电流，尤其在冬季或光照不足时期，MCT充电模式比其它高出20％左右效率。
5、蓄电池
太阳能路灯所选择蓄电池通常为一般铅酸电池或胶体电池两类。
一般铅酸电池散热性能很好，在高温环境下不轻易起包，但在低温环境下，充放电效率会受影响；而胶体电池抗寒性能愈加好，在零下15度环境下，仍能保持良好充放电效率，不过价格更高。
6、附件
附件包含电池箱、紧固件、电线等。
2.2.2太阳能路灯工作原理
太阳能路灯工作原理为：
白天，电池板吸收太阳能，转化为电能，并经过控制器将这些电能储存在蓄电池内。
晚上，蓄电池给LED灯源供电，使其发光，进行道路照明。
假如是光电互补型路灯，则需要在蓄电池储能不足情况下，由控制器控制市电介入，为路灯提供电源。
假如为风光互补性路灯，则由风机和电池板共同给蓄电池充电。
在光照条件不好条件下，还有风机能够提供电能，提升了太阳能路灯工作稳定性。
2.3太阳能和一般路灯对比
2.3.1一次投资对比
以金昌地域100套城市照明路灯为例，来对比太阳能路灯和一般路灯在一次投资成本上差异。
要求：
灯距30米，灯杆高度10米，灯源光照半径15米，路灯平均天天工作10小时。
地理条件：
北纬38°29’37”，东经102°9’44”，年平均峰值日照时长4.6h/天，最长连续阴雨天数：
4天。
依据以上条件，我们首先能够确定两套系统所采取灯具：
太阳能路灯系统采取60w24vLED灯具，一般路灯采取250w高压钠灯。
其次，我们要对太阳能路灯电池板峰值功率和蓄电池容量进行计算：
蓄电池容量Q
Q=A×T×（D+1）÷λ
=60w÷24v×10h×（4+1）÷80%
=125ah
其中，A——灯具额定工作电流
T——灯具天天工作时长
D——连续阴雨天数
λ——蓄电池放电深度
电池板峰值功率W
W÷24=A×T×（1+δ）÷t
=60w÷24v×10h×（1+0.2）÷4.6h
=6.52
W=6.52×24=156Wp
其中，A——灯具工作电流
T——灯具天天工作时长
δ——系统损失系数，光伏系统在运行过程中，会有一部分电量经过电路发烧或在电池板或电线中余留，造成系统电量损失。
t——日照时长
24——开路电压为36v电池板工作电压
经过计算，我们得出了上述案例中采取太阳能路灯所需太阳能电池板和蓄电池规格，依据蓄电池和电池板规格，我们能够做出满足案例所要求太阳能路灯（单套）整体配置。
配置表以下：
表1：
太阳能路灯配置表
配件名称
太阳能电池板
灯具（含灯罩，LED驱动器）
灯杆
智能控制器
蓄电池
电池箱
电线
附件
规格
150Wp/36v
60w/24v
10m
24v/10a
120ah/24v
4mm2
数量
1块
1套
1套
1个
1个
1个
50米
1套
相比和太阳能路灯系统，一般路灯系统配置中没有电池板，蓄电池和智能控制器，但却增加了地下电缆，控制柜及变压器等集中控制设备。
依据本案要求，可做出一般路灯系统（单套）配置以下表：
表2：
一般路灯配置表
配件名称
灯具
灯杆
电线
电缆
安装附件
规格
250W钠灯
10m
4mm2
16mm2两芯
数量
1套
1套
25m
30m
1套
注：
路灯总数100套，分两路，每路50套，一般路灯灯具功率250w，单路总功率为12.5kw，加上线路损耗，单路总功率在15kw左右，单路电流为68a，16mm2电缆许可最大电流为72a，所以选择16mm2电缆。
依据以上配置表，结合现场安装，我们能够做出太阳能路灯系统和一般路灯系统一次投资对比。
表3：
太阳能路灯和一般路灯投资对比表
对比配置
投资金额（元）
备注
太阳能路灯
一般路灯
规格
单价
规格
单价
灯具
LED灯源
400
250w钠灯
250
灯杆
10m
1000
10m
1000
电池板
150Wp
600
蓄电池
120ah
750
控制器
24v/10a
150
电线
4mm2/50m
100
4mm2/25m
50
电缆
16mm2/30m
300
变压器
30000
系统总配置
集中控制柜
0
系统总配置
电缆铺设
300
预埋基础、路灯吊装等
400
300
太阳能路灯增加电池箱地埋工程
单套总价
3400
2200
系统总价
340000
270000
从以上对比表中我们能够看出，太阳能路灯一次投资要比一般路灯大，而且，在太阳能资源不太丰富地域，太阳能路灯配置还要提升，造成太阳能路灯一次投资远远高于一般路灯投资。
2.3.2十年内运行成本对比
路灯系统在建成投入运行后需要对路灯系统进行管理和维护，而且一般路灯消耗电能还需要缴纳电费。
所以，一个项目除了考虑它投资成本外，还要考虑它运行成本。
下面，我们就对太阳能路灯系统和一般路灯系统在投入使用后十年内运行成本进行对比。
表4：
运行成本对比表
对比内容
十年运行成本（元）
备注
太阳能路灯
一般路灯
费用发生频率
年运行费用（元/年）
费用发生频率
年运行费用（元/年）
灯具更换
/次
200元/
2年/次
100元/2年
蓄电池更换
3年/次
750元/3年
电费
0.8元/kwh
0.25*10*0.8*365=730
管理费用
36000元/年
系统总运行费用
单套总计
270/年
780/年
100套路灯系统总计
270000
1140000
从运行成本对比分析表中我们得出，该方案假如采取太阳能路灯，十年总运行成本为27万元，不过假如采取一般路灯，运行成本则高达114万元。
所以，尽管太阳能路灯一次投资成本较高，不过她运行成本却很低，从长远利益来看，不管是经济效益还是环境效益，太阳能路灯全部因为一般路灯。
2.3.3太阳能路灯优缺点
1、太阳能路灯优点
（1）应用范围广，可安装于偏远山区，海岛等无电网覆盖地域，也可用于城市或乡村道路照明；
（2）独立安装，线路耗能小，无需配置增压设备。
（3）无需铺设复杂昂贵电缆，节省安装和检修工程量；
（4）采取太阳能电池板供电，不消耗电力能源，不产生电费，运行成本低；
（5）不受电网停限电限制，在电力担心地域，还可减轻电网负担
（6）采取低压直流供电，且无地下电缆和其它管道交叉铺设，降低了用电安全隐患
（7）采取绿色可再生太阳能作为能源供给，可缓解常规能源担心局面；不污染环境，低碳环境保护，符合可连续发展要求；
（8）采取LED灯源，亮度高，功率小，寿命长。
2、太阳能路灯缺点
（1）一次投资成本高
以前面分析我们不难看出，太阳能路灯一次投资成本要比一般路灯高很多，尤其是在太阳能资源不充足地域，太阳能路灯投资成本更是一般路灯好几倍，这就造成政府部门在制订路灯工程建设方案时，习惯性选择传统路灯。
（2）系统容量利用不充足
因为城市路灯系统有强制性标准要求，它不许可像景观照明一样能够碰到阴雨天就不工作。
所以在以单纯太阳能作为能源路灯系统中，对系统电池板和蓄电池进行配置时就必需考虑当地最不理想气候条件（关键是日照时长和连续阴雨天数），这么就造成太阳能路灯系统容量远远大于它能量消耗，系统容量在很多时候是闲置，造成了太阳能路灯容量浪费，投资成本过高。
（3）系统集中管理困难
因为太阳能路灯系统不需要铺设电线电缆，每套太阳能路灯全部是一个独立系统，所以就无法实现路灯系统集中管理和远程监控，管理工作较为困难。
不过假如再配置控制线路，不仅增加了系统投资成本，而且在产品“卖点”上意义也就大大减弱了。
（4）后期维护成本高
现在LED光源理论寿命在50000小时以上，太阳能电池板理论寿命也在20年以上，而作为太阳能路灯系统最关键部件——蓄电池，其寿命却往往只有2-3年，而在实际运行中大家发觉，它寿命其实会更低，往往只有1-2年。
所以系统每隔一段时间就得更换蓄电池，这就意味着用户在后期每隔一段时间就得投入一大笔资金进行系统维护。
另外，因为系统使用直流蓄电池，经济价值和利用价值较高，所以，蓄电池常常被盗也会造成系统维护费用增高。
（5）行业监管不规范，产品质量参差不齐
因为近几年政府部门大力支持，使太阳能产业得到了高速发展，大量企业投入大量资金，想在太阳能市场这块大蛋糕上分得一块，不过因为部分关键技术问题仍然无法处理，加之缺乏行业标准和有效行业监管，造成太阳能产品质量参差不齐，太阳能工程质量无法确保，行业发展混乱，产品低价竞争现象严重。
太阳能路灯行业一样存在上述问题，有些路灯工程在建成不到十二个月时间就出现部分路灯不能正常照明情况，使得投资方维修成本增高，最终造成政府部门和用户群体对太阳能产品投资意向大大降低。
3太阳能路灯市场分析
3.1太阳能路灯市场潜力
太阳能路灯因为其绿色环境保护，运行成本低等优势，加上国家对新能源方面政策支持，近几年越来越受到大家亲睐，即使在实际运行中还存在一定问题，不过从市场来看，市场需求量逐年增加。
从
《-中国太阳能路灯产业现实状况及发展趋势汇报》中得到数据我们不难看出，从开始，太阳能路灯市场规模增加迅猛，在未来几年内还将保持增加趋势。
表5：
太阳能路灯市场规模
现在，全国户外照明灯数量抵达2亿盏，而且每十二个月新增户外照明灯5000万盏，假如太阳能路灯能占到新增照明灯千分之一，十二个月就能给国家节省近7亿度电，这些电相当于给国家省出了一个10万千瓦发电站，同时，可节省标准煤燃烧74116吨，降低二氧化碳排放13吨，降低二氧化硫排放638吨。
而且还会新增高新技术产品产值50亿元，新增利税15亿元，带动相关产业数百亿元，新增相关就业岗位近万个。
伴随新农村建设推进，农村道路亮化工程也是每个新农村建设关键工程。
农村道路相对较窄，对照明条件要求较低，相对于施工量较大一般路灯，太阳能路灯在农村更含有市场竞争力，而且也迎合了新农村建设初衷，农村市场潜力巨大。
太阳能路灯应用不仅有好社会效益、经济价值，而且也符合可连续发展要求。
伴随社会经济发展和新农村建设工程不停实施，太阳能路灯未来市场潜力巨大。
3.2太阳能路灯发展存在问题
1、广大群众对太阳能路灯存在误解
太阳能路灯推广应用已经有10多年时间了，这期间，全国好多地方全部安装了太阳能路灯或建设了太阳能路灯示范工程，不过从现在情况来看，大家对太阳能路灯评价褒贬不一，大家对太阳能路灯了解还存在误区，这其中最关键一个就是认为太阳能路灯寿命短。
很多路灯在建成一两年内就出现路灯不亮情况，造成这种情况原因除了工程质量差，产品质量质量不过关等客观原因外，在路灯后期维护和管理方面存在漏洞也是造成路灯不能正常照明原因。
政府部门在投资路灯时候听取供货商片面广告宣传，认为太阳能路灯建成后不用维护，所以很多太阳能路灯工程在投资建成后就无人问津，路灯运行一两年后，因为蓄电池寿命到期或其它原因，造成路灯不能正常照明，而这些情况多发生农村或示范工程。
路灯建成后没有明确管理部门，路灯出现问题后相互扯皮，最终造成大家对太阳能路灯寿命短印象。
所以，不管是什么能源路灯，在建成后全部要正确维护和管理，才能保障它正常运行。
消除大家对太阳能路灯误解，除了从工程质量和产品质量上把关外，还要对太阳能路灯和太阳能知识做科学、正面宣传和教育，使大家真正了解太阳能产品工作原理。
2、后期维护和管理问题
任何系统运行全部少不了日常维护，太阳能路灯在建成后并不能免维护运行。
不过因为大家认识错误，相关部门往往在建设太阳能路灯时候并不考虑后期维护和管理问题，因为维护资金落实不到位、系统运行管理责任不明确等原因，太阳能路灯后期维护成为制约其发展一个关键障碍。
要想根本处理太阳能路灯后期维护和管理问题，就必需在工程建设早期，明确各方责任和义务，正确做好工程预算工作。
蓄电池更换是后期维护关键项目，现在太阳能路灯所采取蓄电池关键是以铅酸电池为主，废电池酸液中含有大量铅，废旧电池回收处理不妥就会严重污染土壤和水源，而据教授透露，现在中国废旧电池处理回收还处于比较无序状态。
所以，太阳能路灯不仅要做好后期维护工作，更要做好维护后电池处理工作。
3.3太阳能路灯未来发展方向
1、发展市电光电互补型路灯系统
太阳能路灯除了在新建项目中应用外，应该将更多眼光瞄准现有传统路灯，进行传统路灯系统改造，在传统路灯系统中加装太阳能电池板和蓄电池等组件，实现路灯供电光电市电互补。
对传统路灯进行光电市电互补型路灯改造，含有以下优点:
（1）投资成本低。
因为是对现有路灯进行改造，所以无需灯杆架装，只需将太阳能电池板、蓄电池、控制器等加装到现有系统中即可。
而且因为有市电补充，所以在对太阳能系统进行设计时能够只根据一个连续阴雨天进行配置，从而降低系统投资。
（2）运行成本低。
太阳能路灯系统将大大降低传统电能消耗。
现在，传统城市路灯多采取250w或400w低压钠灯，市政公共用电电价均在0.8元/kwh以上，假如每十二个月有效光照时间为200天，平均天天照明时间10小时，采取太阳能系统供电后每十二个月每套路灯最少节省用电费用400元，2-3年即可收回改装投资成本。
假如将低压钠灯更换为LED灯源，投资回收期可缩短至1-2年。
（3）管理、维护成本低。
基于原有路灯集中管理系统，可远程监控路灯运行情况，立即发觉故障路灯，降低维护成本。
2、推广风电光电互补型路灯系统
对于风资源比较丰富地域，还能够采取风电和光电互补为路灯系统提供充足电源，填补了由单一太阳能作为能源供给所带来了系统容量浪费等问题。
3、大力开拓农村市场
相对于城市道路，在乡村道路上安装太阳能路灯更含有优势性，原因有以下几点：
（1）现有乡村道路大部分没有架设路灯，而伴随农村经济发展和大家生活水平提升，道路照明需求将快速增加，这就为太阳能路灯提供了宽广市场。
（2）乡村基础设施不够完善，很多乡村道路在建设早期没有考虑道路照明，也没有预埋照明电缆，假如架设一般路灯，工程量较大。
而采取太阳能路灯系统，则会大大降低工程造价。
（3）乡村道路照明系统较为分散，不利于传统路灯集中管理和维护，而且农村无专业人员负责对路灯系统进行监控，路灯日常维护困难。
基于以上几点，太阳能路灯在农村市场推广含有得天独厚优势。
而且在农村推广太阳能路灯也符合农村绿色环境保护发展要求。
4太阳能路灯生产项目投资
太阳能路灯生产项目投资关键从生产设备投资和生产厂房投资两方面来考虑。
4.1设备投资
1、太阳能电池板
太阳能电池板生产所需设备关键为电池板组件生产线，投资金额从几十万到几百万不等，关键看自动化程度和生产线产能。
投资自动化生产线，对厂房及职员技能要求较高，投资成本大，生产效率也高，适合太阳能电池板大规模生产加工。
假如只生产太阳能路灯所需电池板，可选择单机设备，关键包含层压机、修边机、检测仪和相关辅助设备，其它工序人工完成。
单机设备投资小，生产效率低，对厂房和职员技能要求也较低，适合小规模生产太阳能电池板组件。
若按年产0套太阳能路灯计算，则层压机年产能可设计为4MW，加上其它辅助设备，总投资金额在50万元左右。
2、蓄电池
蓄电池生产包含设备有蓄电池装配设施、蓄电池热封机、蓄电池灌酸装备、蓄电池充放电设备和环境保护设备、产品检测等设备。
假如投资蓄电池生产，除了办理《工业产品生产许可证》等常规手续外，还要到到国家质量监督检验检疫总局申请办理《铅酸蓄电池产品生产许可证》。
因为铅酸蓄电池生产包含危化品和高污染物，环境保护部门对铅酸蓄电池生产企业审查相当严格，所以，投资蓄电池生产比较困难。
3、灯杆
灯杆通常采取一般钢板经过裁剪、折弯、焊接、弯管、打磨、镀锌等工序加工而成。
所需设备关键有：
钢板斜剪机、折弯机、自动合缝埋弧焊机、校直机、弯管机等，依据设备大小、自动化程度，设备投资金额从几十万到几百万不等，假如只生产一般照明路灯灯杆，全套生产设备投资在100万左右。
4、控制器、灯具
控制器和灯具属电器元件，生产加工包含电气行业相关资质，而且不管从生产技术、原材料及零部件采购还有销售渠道，我们全部不占优势，假如仅满足企业太阳能路灯需求量，生产成本要比同行业其它企业高很多，所以投资太阳能路灯生产项目所需控制器和LED灯具可从市场采购。
4.2生产厂房投资
因为太阳能电池板生产需要无尘环境，现有生产厂房无法满足生产要求，所以，假如投资太阳能电池板生产，还需新建符合标准无尘厂房。
而生产加工路灯灯杆，以现有厂房面积，也无法满足灯杆下料、折弯、焊接等设备摆放和活件周转、存放需要。
所以，假如投资太阳能路灯生产加工项目，还需新建配件生产厂房。
5总结
太阳能资源利用是现在处理能源危机、降低环境污染最有效方法之一，而太阳能路灯作为新能源产品，含有传统路灯无可替换优势，势必成为未来路灯发展新方向，市场潜力巨大。
不过太阳能路灯发展至今，仍存在部分问题没能有效处理，大家对太阳能路灯认可度不高，造成太阳能路灯不能大规模推广。
而且伴随市电LED路灯大面积普及，太阳能路灯优势已经被减弱，所以在光伏发电技术和储能技术没有出现新突破之前，太阳能路灯还无法大规模替换传统路灯。
单纯依靠太阳能或其它新能源作为能量供给路灯发展空间有限。
所以，太阳能路灯必需和传统能源相结合，才能正真发挥太阳能节能、环境保护优势。
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