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)內應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品的性能特點、存在問題及今后的發(fā)展方向。
基礎工作要求。
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,考慮其基本特性應該從以下幾個方面入手。
抗壓性:太陽能道釘燈不能承受一定的壓力,在碾壓或沖擊下會碎裂,無法正常工作,因此,抗壓性應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)交通部有關技術標準的規(guī)定,目前太陽能道釘燈的抗壓強度指標為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;三是在外殼上設計加固筋,以分擔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,就會發(fā)生滲水,造成電路短路,后果嚴重,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重要特征。關于此指標要求,交通部有關標準規(guī)定為2000MCD。
電池的使用壽命是影響太陽能道釘燈長期穩(wěn)定性的另一個重要因素,因此,電池的選擇至關重要。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正常工作。蓄電池內的材料都是化學品,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際使用環(huán)境的要求。交通部有關標準對此指標的要求,是太陽能板必須在-10℃至50℃的溫度范圍內正常工作。事實上,太陽能道釘燈在使用過程中的環(huán)境溫度往往超過這個范圍,這就要求太陽能道釘燈必須配備質量更可靠、性能更好的電池。
電瓶和電器線一樣重要。線路板的設計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。電子器件也要嚴格選擇,任何一個器件出了問題,整個道釘燈系統(tǒng)就會癱瘓。
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,將光能轉化為電能,是整個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,因為其光電轉換率高達14%左右,可以將太陽能最大限度地轉化為電能,以保證太陽能板在工作時的能量供應。此外,太陽能電池板必須是高硬度,耐磨損的電路板。若強度不夠,天天受輪子的碾壓磨損,就容易磨花,進而影響太陽能電池板的轉換效率。
在標準測試條件下,將太陽能道釘燈放置8小時,電池額定容量應滿足道釘燈正常發(fā)光72小時的要求。即便在陽光照射不足1000LX的情況下,電池充電8小時后,其額定容量仍可滿足道釘燈正常發(fā)光12小時的要求。若電池匹配性能不佳,陰雨天氣將出現(xiàn)蓄電池儲能不足,而導致太陽能板不能發(fā)光的情況。這樣,太陽能道釘燈就失去了應用價值,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。
路況適應性路況復雜多變,溫度、濕度可能大不相同,太陽能板必須能夠適應這些變化。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,這些都會影響太陽能道釘燈的工作效率,因此,太陽道釘燈在設計時應充分考慮應用環(huán)境的適應性。
根據(jù)交通運輸部相關技術標準,太陽能道釘燈的使用溫度應為-20℃至85℃,并在20℃至60℃之間進行三次循環(huán)試驗,以確定其是否能適應環(huán)境的要求。此外,交通運輸部有關技術標準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,經過48小時的試驗,仍然可以正常工作。
太陽道釘燈的環(huán)境適應性性能,是對其力學性能和電氣性能的綜合檢驗,它涉及到結構設計、電路設計、電子器件性能,甚至生產工藝等各個方面。因此,需要對道釘燈的設計、生產和應用等各個方面進行全面的準備,以保證太陽能板道釘燈具有良好的環(huán)境適應性能。
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