新型节能环保太阳能照明式发光垃圾桶研究

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摘 要 将太阳能照明系统安装到传统的垃圾桶上，充分的考虑与周边的环境并加以模块化设计，使太阳能照明系统与垃圾桶完美的结合。目前，很多小区或公共场所都在使用太阳能照明系统来做路灯，一般都没有将垃圾桶和路灯合并设计。如果两者结合，通过模块化设计，那么就优化了公共场所的使用面积，也解决了夜晚扔垃圾找不着或不愿靠近垃圾桶的尴尬局面。最后，介绍了产品的组成及在未来的前景和价值。

关键词 太阳能；垃圾桶；LED灯；蓄电池

中图分类号 TK51 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）104-0095-02

自90年代太阳能路灯被研发成功，一直备受环保界人士的关注。近年来，太阳能路灯已经开始在全国各地普及，给人们的生活带来的无限的便利，也为路灯行业指明了一条利国利民，切实可行之路。那么如果将太阳能照明系统加装在垃圾桶上，加以改装和模块化设计，使其垃圾桶与太阳能路灯很好的融合在一起。这样不仅优化了公共场所的景观设施的摆放，而且还更人性化。例如，晚上在照明道路的同时，也可以让人们更容易找到垃圾桶的位置，避免了人们在夜晚人垃圾的时候，找不到地方或地放太黑而讨厌去接近垃圾桶。目前在我国来看将路灯与垃圾结合起来运用在小区，学校或公园等公共场所的案例几乎是没有的。而单单太阳能路灯却在公共场所比较常见，可见太阳能路灯的技术已是日趋成熟了。那么太阳能路灯与垃圾桶相结合，从技术上来看是基本没问题的。

路灯与垃圾桶都是公共设施的一个小的部分。它们在公共场所的作用，是不可忽视的。从审美性原则来看，公共设施对市容市貌的营造有着及其重要的推动作用，功能良好，形态优雅的公共设施即能实现功能还具有美化环境的功能。所以，公共设施设计在审美方面同样值得重视。毕竟，美观的造型与良好的功能并不存在矛盾，设计完美且极具美感的公共设施，既能勾起人民使用的意愿又能起到促进市民爱护公共环境和公共设施的作用。所以当路灯与垃圾桶相结合，就应该考虑他们组合的造型设计。以确保产品景观环境相搭配。这样就避免了产品在景观环境中显得非常突兀。

在产品的组合设计上，主要采用模块化设计。该产品涉及了由太阳能新型能源，节能灯具（LED），智能光感控制器，环保垃圾桶，离子蓄电池组成的照明式垃圾桶。方便拆卸的模块化设计，环保无污染的能源照明系统。垃圾桶顶部的太阳能电池板，和底部的蓄电池提供了本产品的能源，通过光控开关，控制环绕在垃圾桶的LED灯板。本产品安装使用时，省时省力、节能环保、操作方便，具有很高的使用价值。

新型绿色环保太阳能照明式垃圾桶是以太阳光为能源，充电时充分利用白天太阳能，已方便在夜间使用，完全没有铺设管线的昂贵费用，还可以随时调整照明式垃圾桶和灯具的设计安置，同时可以减少人工操作，工作性能稳定，具有安全、节能、无污染的特点， 适合用于任何街道小区以及其它公共场所。

1系统组成

由太阳能电池组件、、控制器、LED灯、蓄电池、垃圾桶、灯杆组成的新型绿色环保太阳能照明式垃圾桶 ，将传统的路灯与垃圾桶进行了兼容型的结合，路灯和传统的路灯不同的是，蓄电池直接嵌入到灯杆里面，采用环保无污染的太阳能资源既节省资源也对环境无危害，采用了充放电光感控制器。在没有灯光的情况下自动开启。

2 工作原理

利用光生伏特效应原理，电池板接收太阳辐射能，并将太阳能辐射转化为电能输出，然后通过充放电控制器，用蓄电池储存电能储，夜晚光控开关激活时，蓄电池将为LED光源提供电能支持。垃圾桶的内胆也方便环卫工人拿取，垃圾桶的顶部采用了翻盖式设计，当垃圾溢满时，只需要翻开顶盖，重新放入塑料垃圾袋即可。

3 设计思想

本产品将传统垃圾桶和路灯相结合，既可以解决夜晚找不到垃圾桶的尴尬，又给行人照亮了道路。

4 安装方法

本产品采用了模块化设计，（顶部盖子部分）为可拆卸太阳能组件，（蓄电池）可单独更换，打开桶身的面罩后可取出LED灯板模块。安装可采用移动式安装也可采取打桩安装，选址之后能够很快的安装完毕。

5 太阳能电池组件选型

如使用地区上海（安装环境无建筑物等遮挡），负载输入电压 12V 功耗 15W，保证连续阴雨天数 3 天，每天工作时数 12h。

1）经度和纬度：通过地理位置的可以了解并掌握当地的气象资源，比如月（年）平均 太阳能辐照情况、平均气温、风力资源等，根据这些条件可以确定当地的太阳能标准峰值 时数（h）和太阳电池组件的倾斜角与方位角，通过专家预算上海市峰值日照时间约为 3.8h；

2） 负载日耗电量为 15AH；

3） 太阳能组件总充电电流 1.1 × 15 ÷（3.8 × 0.84）= 5.1A 在这里，0.86 为蓄电池充电效率，1.1 为太阳能电池组件系统综合损失系数，三个连续阴雨天数之间的设计最短天数为 10 天；

4） 太阳能组件的总功率最少数 = 14.4 × 5 = 69W ，选用标准电池组件，如果它的峰值输出功率 80Wp ，可以保证在一年大多数情况下正常运行；

5） 蓄电池 = 3 × 15 × 12 ÷ 12 ÷ 0.9 = 50AH，其中 0.9 为放电深度，聚合物电 池的放电深度为 90%以上。

6 蓄电池选型

在整个太阳能供电系统中，直接影响系统的运行好坏和使用寿命以及综合成本的是蓄电池的性能，本方案选用的聚合物锂离子蓄电池相较于普通的铅酸电池，它具有几点优越性： 可使用时间超长，正常情况下深度充放电循环为 1200～2000 次，普通铅电池为 300～500 次， 无记忆性，环保、安全、可靠。 能量密度高，体积比能量和质量比能量都很很高，是镍氢和镍镉电池的两倍以上，体积小，重量轻，占用空间小，携带方便，是理想、新型的绿色能源。

7 LED 光源的优势

1）反应速度快，单元体积小，绿色环保；

2）耗电量小，发光效率高，工作温度低，使用寿命长；

3）更具有安全可靠性；

4）同亮度下，白炽灯的耗电是LED 光源十倍，荧光灯的耗电是LED 光源三倍；

5）超亮度 LED 单颗大功率的发明，使 LED 应用领域向高效率照明光源市场跨越提高了一大步， 是人类继爱迪生发明白炽灯后又一伟大的发明。

信部已经发出警告，中国现在已经面临多晶硅生产过剩的问题，截至今年上半年，国内多晶硅项目已建、在建或拟建的超过50个，投资规模将超过1300亿元，产能将超过23万吨。太阳能LED路灯的发明正好解决了过剩的太阳能板。这就解决了以往太阳能电池板单价贵的问题。

太阳能LED路灯和普通高压钠灯的架设费用相比区别在哪里？当前部分专家只比较单个灯杆或者比较单个灯杆再加上电缆的费用，只要比较都是不科学的。采用交流电的高压钠灯路灯的费用也应把施工费用包含在内。根据湖北省某市的预算，平均要花在每一个交流电高压钠灯路灯上的费用是1.5万元左右。如果将交流高压钠灯路灯全部换成太阳能LED路灯的话，每一盏太阳能LED路灯的费用大约在0.8万元。就算算上垃圾桶的费用，总费用也不会超过1.2万。然后在计算路灯架设方面的费用，太阳能LED路灯的架设要比传统的高压钠灯路灯的架设节省很多。更重要的是对于太阳能路灯来说最大的特点就是完全不消耗电费，每盏200瓦的路灯每月大约要节省120元电费，5公里大约需要333盏路灯，电费方面每月就能节省将近4万元。在架设成本、营运费用以及常年维护各个方面，太阳能LED路灯的优越性都是显而易见的。因此，合理安装使用太阳能LED路灯既可以节省大量电费的消耗也节省我国的大量能源，使我国尽可能快速发展和太阳能资源得到充分利用 。太阳能LED路灯的利用超过一年时间，绿色可再生能源800万千瓦再生就可以实现，累计三年的就等于拥有了崭新的绿色三峡水电站。那么太阳能LED路灯和太阳能垃圾桶组合节省费用就更明显了。

8 结论

太阳能路灯与垃圾桶相结合使得公共设施变得更简单化，一体化，这样不仅节省了一部分建造成本，还可以简化公共设施所占的面积，也可以创造出更好的景观视觉效果。

参考文献

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