讓陽光照亮更多的夜晚 ——穩(wěn)步發(fā)展的我國新能源照明產(chǎn)業(yè)

2020-10-20

        以利用太陽能為主體的新能源照明產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近20年的探索發(fā)展，在光電轉(zhuǎn)換效率、儲能、控制亮燈等系統(tǒng)技術(shù)不斷成熟，新能源照明產(chǎn)品實現(xiàn)系列化，光伏路燈實現(xiàn)工作壽命五年以上，取得了令人欣喜的業(yè)績。我國已成為新能源照明產(chǎn)品制造、應(yīng)用與出口大國，正進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、國際化發(fā)展的新階段。

        新能源照明專委會2018年5月?lián)Q屆后，本人對新能源照明中的光伏路燈系統(tǒng)技術(shù)與市場進(jìn)行了重點調(diào)研，拜訪了所有委員企業(yè)與規(guī)模應(yīng)用光伏路燈的地區(qū)，參考網(wǎng)絡(luò)的資料，經(jīng)過分析整理形成此文，是本人對新能源照明行業(yè)的基本認(rèn)識。

        一、我國成為新能源照明產(chǎn)業(yè)制造與應(yīng)用基地

        新能源照明產(chǎn)業(yè)成熟的重要標(biāo)志：一是我國已形成一整套光伏照明系統(tǒng)技術(shù)，擁有儲能與控制等領(lǐng)域多項專利技術(shù)與自主知識產(chǎn)權(quán);二是我國已成為光伏照明產(chǎn)品的制造基地與應(yīng)用基地，形成完整的國產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈配套體系;三是光伏照明技術(shù)全面，特別是儲能與控制技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，中高檔產(chǎn)品批量出口歐美市場。

        據(jù)不完全統(tǒng)計，全國有800至1000家新能源照明企業(yè)，有一批成立15年以上的光伏照明專業(yè)公司，成為新能源照明產(chǎn)業(yè)的支柱企業(yè)。自2016年以來，西部12個省、自治區(qū)與直轄市，中部6省成為我國光伏照明應(yīng)用最多的地區(qū)，總計安裝光伏路燈約2500萬盞，各類新能源照明產(chǎn)品總計4000萬盞左右。至2018年，僅貴州省安裝光伏路燈總計達(dá)260萬盞。這些光伏照明產(chǎn)品不僅照亮村鎮(zhèn)的夜晚，方便了出行，更提高了村民的生活質(zhì)量水平。

        在城市周邊和缺電地區(qū)，光伏照明成為市電照明的重要補充，在無電或難以通電地區(qū)，光伏照明獨特的優(yōu)勢大顯身手。目前，光伏照明應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，正以自身的優(yōu)勢，從以村鎮(zhèn)為主的應(yīng)用領(lǐng)域，向高原草原林區(qū)海島與城市等需要的地方拓展。

        1. 儲能與控制技術(shù)的進(jìn)步

        我國新能源照明產(chǎn)業(yè)從無到有，一批專業(yè)光伏照明公司勇于探索，在實踐中成長壯大。光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高，硅基光伏組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)到22%以上，近年投產(chǎn)的銅銦鎵硒薄膜光伏組件光電轉(zhuǎn)換率達(dá)16%以上;自2016年開始，鋰離子系列電池，三元鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰與聚合物電池逐漸應(yīng)用于光伏照明儲能，代替部分鉛酸膠體電池;具有快速充電特點的超級電容成為儲能新秀，使光伏路燈整體工作壽命由2年延長至3年、5年，甚至更長時間，陰雨天工作天數(shù)最長超過15天，亮燈模式更加科學(xué)，使光伏路燈的性價比更加合理，更具有經(jīng)濟(jì)效益與社會效益?？刂破骷夹g(shù)更加人性化，應(yīng)用窄帶頻率、具有信息反饋功能的物聯(lián)網(wǎng)控制器已在光伏路燈工程上應(yīng)用，可及時準(zhǔn)確的了解并處理故障，保證了亮燈率。

        2. 光源的進(jìn)步

        光伏照明技術(shù)的進(jìn)步是隨著光伏組件轉(zhuǎn)換效率、儲能、控制器技術(shù)與光源技術(shù)的進(jìn)步同步提升的。早期光伏照明采用的光源有白熾燈泡、鹵素?zé)?有節(jié)能燈、無極燈等熒光燈;有低壓鈉燈、高壓鈉燈等，這些光源與LED光源相比具有耗電量大、光效低的缺點。我國LED光源經(jīng)過17年的發(fā)展已基本成熟，LED光源與光伏照明的結(jié)合被譽為“天仙配”，一方面要產(chǎn)生最多的電量，一方面要使用最少的電量發(fā)光。

        現(xiàn)在，我國的光伏照明均采用LED光源，有集成光源(COB)，有模組光源(SMD)，光效在130至160流明(lm)之間，早期的光源色溫偏高，現(xiàn)基本以中間色溫為主，顯色性大部分在70左右;且不斷優(yōu)化亮燈控制模式，使光伏照明系統(tǒng)更科學(xué)的分配電量、用好來之不易的清潔能源。

        3. 我國太陽能資源的分布與利用

        根據(jù)地理特點我國太陽能資源分為四個級別：東北、東南地區(qū)為可利用區(qū);貴川與部分華中地區(qū)為貧乏區(qū);西部12個省市自治區(qū)與華北為豐富區(qū)與較豐富區(qū)。我國已在太陽能資源豐富區(qū)與較豐富區(qū)建設(shè)大量太陽能電站，成為我國應(yīng)用清潔能源的重要來源。

        光伏照明正在這些地區(qū)逐步推廣。如內(nèi)蒙古自治區(qū)、寧夏自治區(qū)、青海省、甘肅省，國家作為扶貧項目安裝了大量光伏路燈，逐漸帶動光伏照明商業(yè)市場的發(fā)展。

        二、產(chǎn)生一批應(yīng)用3年以上典型案例

        光伏路燈的本質(zhì)是分布式電站的一種形式，專門為照明供電，或稱之為專用光伏電站。我國幅員遼闊，擁有充足的太陽能資源。充分利用太陽能產(chǎn)生清潔能源、應(yīng)用各類清潔能源是全球調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的大趨勢。我國在2019年清潔能源的應(yīng)用已達(dá)到28%以上。

        所以光伏照明不僅僅是照明，更是應(yīng)用清潔能源的載體，這是光伏照明與市電照明最大的不同，也是其生命力所在。我國幅員遼闊，地貌形態(tài)具有多樣性。在中西部山區(qū)、部分不發(fā)達(dá)地區(qū)，林區(qū)、哨所、草原、海島等無電缺電地區(qū)存在著生活與工作照明用電的剛需，同時這些地區(qū)擁有大量的太陽能與風(fēng)能資源，構(gòu)成新能源照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。光伏照明與小型分布式電站的應(yīng)用，將提升貧困地區(qū)的生活質(zhì)量。

2018年5月，中國照明學(xué)會領(lǐng)導(dǎo)與新能源照明專委會專家參觀湖南耐普恩科技有限公司長沙黃花保稅區(qū)超級電容儲能光伏路燈項目。攝影 安嵐坡

        經(jīng)過十幾年的發(fā)展，光伏照明產(chǎn)品形成兩類基本結(jié)構(gòu)：光伏組件、儲能、燈具分體式、光伏組件與燈具或燈桿儲能一體化。一體化的結(jié)構(gòu)使光伏路燈結(jié)構(gòu)更加合理，提供了更多的發(fā)電空間，減少風(fēng)阻，可帶來更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

        新能源照明產(chǎn)品實現(xiàn)系列化，有光伏路燈、中桿燈、庭院燈、泛光燈、草坪燈、柱頭燈、橋欄燈、應(yīng)急燈、廣告燈、交通信號燈、警示燈、報警燈、指示燈、航標(biāo)燈、標(biāo)牌燈、水下燈、射燈、座椅燈、地埋燈、感應(yīng)燈、外墻燈、壁燈、監(jiān)控?zé)簟@示屏、顯示牌等20多個品種;應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，為高山草原林區(qū)海島邊防哨所等無電、缺電地區(qū)帶去光明。

        產(chǎn)品從早期的分體式(博士帽型)到光伏組件與燈具、燈桿一體化，市電有的照明電器產(chǎn)品，光伏照明幾乎都有，可滿足各種環(huán)境的照明需求，產(chǎn)品質(zhì)量與照明效果完全可與市電照明媲美，特別是2016之后基本結(jié)束了光伏路燈下安裝市電備用的歷史!

安徽朗越能源有限公司光伏路燈案例

        通過現(xiàn)場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)一批品牌企業(yè)超過3至5年的光伏路燈應(yīng)用案例：湖南耐普恩公司2017年黃花保稅區(qū)、湖南洞株省道19公里光伏路燈項目;2015長韶婁高速路進(jìn)出口光伏路燈項目;2017年星慧公司淮安金湖縣城光伏路燈工程;2015年山東智奧濰坊火山口村光伏路燈項目;2017年，北京富潤成公司贊比亞首都盧薩卡光伏路燈工程;2015年安徽朗越天長開發(fā)區(qū)物聯(lián)網(wǎng)光伏路燈項目、2016年哈薩克斯坦項目;江蘇開元泰國、孟加拉等國光伏路燈項目。這些項目代表了我國光伏路燈成熟、可靠的系統(tǒng)技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量，贏得了用戶的贊譽。

2018年，延崇高速安裝的“耐普恩”超級電容儲能光伏路燈一期工程，2019年1月驗收投入使用。

        2019年一批高水平光伏路燈項目成果令人歡欣鼓舞：湖南耐普恩完成北京延崇高速路光伏路燈示范項目、昌平7公里自行車專用路;山東智奧完成宋香園近千盞光伏庭院燈項目，國內(nèi)首款薄膜光伏路燈問世，2020年8月在淄博建成示范工程;東營中關(guān)大道20公里雙向四車道光伏路燈項目通過驗收;最新電機(jī)技術(shù)風(fēng)光互補路燈在貴陽等地應(yīng)用。將光伏路燈技術(shù)發(fā)展到一個新的水平，是光伏照明企業(yè)堅持不懈進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果。

        三、向標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、國際化發(fā)展

        在新能源照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中存在以下問題：無序競爭，虛標(biāo)參數(shù);標(biāo)準(zhǔn)缺失，偷工減料;虛假承諾，維保無保，多頭管理，缺少監(jiān)督。造成光伏照明的“短期行為”，到維保期后甚至出現(xiàn)找不到生產(chǎn)廠家的現(xiàn)象，“光伏路燈失明”造成浪費。這些產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的問題亟待研究對策，是社會的呼聲，也是新能源照明專委會的工作方向。

山東智奧新能源有限公司國內(nèi)首創(chuàng)薄膜組件光伏路燈

2019年7月30日，專委會在無錫召開研討會，邀請專家對涉及光伏照明的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了梳理，有關(guān)的國標(biāo)、行標(biāo)、地標(biāo)團(tuán)標(biāo)有9項，但沒有重要的涉及規(guī)范照明工程量最多的光伏路燈照明設(shè)計與驗收標(biāo)準(zhǔn)，均以合同的承諾為依據(jù)，影響光伏路燈工程質(zhì)量與驗收結(jié)果。

        由于缺少標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)監(jiān)督，多個部門同時管理，2017年在湖南鳳凰城發(fā)生2000盞光伏路燈工程引發(fā)400名干部腐敗的案件，教訓(xùn)深刻，需要反思。

        光伏路燈主要部件的壽命如光伏組件、光源燈具一般可長達(dá)20多年，易損件儲能電池、控制器、光源驅(qū)動正常情況下3-5年沒問題。但在實際工程中，由于種種原因，光伏路燈不到2年就“失明”了。

風(fēng)光互補路燈

        據(jù)了解，2016年以來，在已完成的光伏路燈項目總量中約有1/5-1/6是不亮的，造成巨大浪費。究竟誰來維保、維保資金來源等問題長期困擾。近來“誰安裝誰維?！币殉蔀楣沧R，維保易損件資金與工程資金一起計算，使維保這個老大難問題有了切實可行的解決方案。

        為此，新能源照明專委會于2019年9月3日，在揚州啟動《光伏路燈道路照明工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》與《光伏路燈照明工程施工驗收標(biāo)準(zhǔn)》這兩個標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。新能源照明專委會將根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，逐步完成急需標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂工作，并聯(lián)合有關(guān)部門與地方積極推動標(biāo)準(zhǔn)的實施。

        新能源照明市場出現(xiàn)三個可喜的變化

        一、從扶貧項目變?yōu)樾罗r(nóng)村建設(shè)項目;從政府買單的公益事業(yè)項目變?yōu)榇鍍?nèi)集資或公司贊助的為民工程，正逐漸走向市場化;二、從無監(jiān)管競爭到有序競爭;三、走向標(biāo)準(zhǔn)化、智能化與國際化。

        近年來，我國成套光伏照明產(chǎn)品、散件與控制器大量出口國際市場;一大批光伏路燈隨著我國“一帶一路”國際合作項目走向國際市場;越來越多的國外商戶直接在我國照明企業(yè)訂貨。據(jù)了解，美國與歐盟光伏照明市場每年以10-15%的速度遞增。國際市場是我國新能源照明的戰(zhàn)略目標(biāo)，但國際市場檔次不一，我國光伏照明企業(yè)需靈活應(yīng)對。

        新興的新能源照明產(chǎn)業(yè)在我國仍處在蓬勃發(fā)展中，其巨大的系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢與制造優(yōu)勢、完全自給的供應(yīng)鏈優(yōu)勢已經(jīng)形成巨大的生產(chǎn)力，其國內(nèi)外市場輻射力、占有率逐漸增加。在全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，大量使用可再生清潔能源的趨勢中，我國新能源照明憑借成熟的系統(tǒng)技術(shù)，將耕耘出一片新天地，讓燦爛的陽光照亮更多的夜晚!

來源：    作者：中國照明學(xué)會新能源照明專委會常務(wù)副主任安嵐坡