太陽能道釘燈根據(jù)安裝位置可分為埋入式和凸起式兩種。由于安裝在道路中心線上的太陽能道釘燈對抗壓性能的要求特別高,所以,前者一般用于道路中線,后者多用于道路邊緣線。
根據(jù)蓄能器的不同,太陽能道釘燈可以分為電容式和蓄能式兩種。前一種人的壽命可達(dá)五至七年,后一種人的壽命一般為一至三年。
埋置式太陽能道釘燈對路面有很大的破壞作用,而電容式太陽能道釘燈成本較高,因此,目前行業(yè)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的還是突出式電池太陽能道釘燈。以下作者以電池型太陽能道釘燈為例,探討我國太陽能道釘燈產(chǎn)品的性能特點(diǎn)、存在問題及今后的發(fā)展方向。
基礎(chǔ)工作要求。
太陽道釘燈的形式多種多樣,安裝位置也各不相同。不管是哪種類型的太陽能道釘燈,考慮其基本特性應(yīng)該從以下幾個(gè)方面入手。
抗壓性:太陽能道釘燈不能承受一定的壓力,在碾壓或沖擊下會(huì)碎裂,無法正常工作,因此,抗壓性應(yīng)為太陽能道釘燈正常工作的最基本條件。太陽道釘燈本身就是一種電子產(chǎn)品,要想使它的電子部件具有更高的抗壓性能,這是一件很困難的事,所以一般情況下,太陽道釘燈比普通道釘燈的抗壓性能要差一些。根據(jù)交通部有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,目前太陽能道釘燈的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)為10噸。
可采取以下措施,有效地提高太陽能道釘燈的抗壓性能:一是裸露在外的太陽能電池板采用PC防彈材料,從而增強(qiáng)了電子元件部分的抗壓性能;二是盡可能采用IC控制,以減小電子線路的體積,降低電子元件部分所承受的壓力;三是在外殼上設(shè)計(jì)加固筋,以分擔(dān)電子元件部分所承受的壓力。
太陽能道釘燈的密封性能如不完全密封,就會(huì)發(fā)生滲水,造成電路短路,后果嚴(yán)重,因此,合格的太陽能道釘燈,其密封性能必須合格。
光亮的太陽能道釘燈具有主動(dòng)發(fā)光的能力,最大限度地勾畫出道路的輪廓和邊緣,這是它與普通反光道釘相比的一個(gè)重要特征。關(guān)于此指標(biāo)要求,交通部有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為2000MCD。
電池的使用壽命是影響太陽能道釘燈長期穩(wěn)定性的另一個(gè)重要因素,因此,電池的選擇至關(guān)重要。現(xiàn)在有兩種電池可供參考,一是充放電500次之后,電池容量降到50%;二是充放電1000次之后,電池容量降到79%。蓄電池的使用壽命既要長,又要能在較大的溫度范圍內(nèi)正常工作。蓄電池內(nèi)的材料都是化學(xué)品,如果溫度過高或過低都不能正常工作,所以,其工作溫度范圍必須符合實(shí)際使用環(huán)境的要求。交通部有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對此指標(biāo)的要求,是太陽能板必須在-10℃至50℃的溫度范圍內(nèi)正常工作。事實(shí)上,太陽能道釘燈在使用過程中的環(huán)境溫度往往超過這個(gè)范圍,這就要求太陽能道釘燈必須配備質(zhì)量更可靠、性能更好的電池。
電瓶和電器線一樣重要。線路板的設(shè)計(jì)必須遵循簡捷有效的原則,多條線路多一條故障可能發(fā)生。電子器件也要嚴(yán)格選擇,任何一個(gè)器件出了問題,整個(gè)道釘燈系統(tǒng)就會(huì)癱瘓。
太陽道釘燈還有一部分值得注意,它的太陽能板。太陽電池板直接吸收太陽能,將光能轉(zhuǎn)化為電能,是整個(gè)太陽能道釘燈工作系統(tǒng)的第一步,其工作效率直接決定了太陽能道釘燈的質(zhì)量。現(xiàn)在,業(yè)界廣泛使用的太陽能電池是單晶硅電池板,因?yàn)槠涔怆娹D(zhuǎn)換率高達(dá)14%左右,可以將太陽能最大限度地轉(zhuǎn)化為電能,以保證太陽能板在工作時(shí)的能量供應(yīng)。此外,太陽能電池板必須是高硬度,耐磨損的電路板。若強(qiáng)度不夠,天天受輪子的碾壓磨損,就容易磨花,進(jìn)而影響太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率。
在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下,將太陽能道釘燈放置8小時(shí),電池額定容量應(yīng)滿足道釘燈正常發(fā)光72小時(shí)的要求。即便在陽光照射不足1000LX的情況下,電池充電8小時(shí)后,其額定容量仍可滿足道釘燈正常發(fā)光12小時(shí)的要求。若電池匹配性能不佳,陰雨天氣將出現(xiàn)蓄電池儲(chǔ)能不足,而導(dǎo)致太陽能板不能發(fā)光的情況。這樣,太陽能道釘燈就失去了應(yīng)用價(jià)值,不能再用了,太陽能電容道釘燈的局限性也就體現(xiàn)出來了。
路況適應(yīng)性路況復(fù)雜多變,溫度、濕度可能大不相同,太陽能板必須能夠適應(yīng)這些變化。冬季北方氣溫偏低,南方夏季氣溫偏高,西北晝夜溫差特別大,東南濕潤,西北干燥,這些都會(huì)影響太陽能道釘燈的工作效率,因此,太陽道釘燈在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮應(yīng)用環(huán)境的適應(yīng)性。
根據(jù)交通運(yùn)輸部相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),太陽能道釘燈的使用溫度應(yīng)為-20℃至85℃,并在20℃至60℃之間進(jìn)行三次循環(huán)試驗(yàn),以確定其是否能適應(yīng)環(huán)境的要求。此外,交通運(yùn)輸部有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對太陽能道釘燈的濕熱性要求,是在45℃,相對濕度98%的條件下,經(jīng)過48小時(shí)的試驗(yàn),仍然可以正常工作。
太陽道釘燈的環(huán)境適應(yīng)性性能,是對其力學(xué)性能和電氣性能的綜合檢驗(yàn),它涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、電子器件性能,甚至生產(chǎn)工藝等各個(gè)方面。因此,需要對道釘燈的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用等各個(gè)方面進(jìn)行全面的準(zhǔn)備,以保證太陽能板道釘燈具有良好的環(huán)境適應(yīng)性能。
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