Die Integration von Komponenten und Laternenmasten ist die Entwicklungsrichtung von Solar-Straßenleuchten.

Strukturelle Innovationen bei der Integration von Komponenten und Laternenmasten sowie die daraus resultierende ein System umfassende Hochleistungs-Solar-Straßenleuchte sind bahnbrechende Forschungsergebnisse, die die Industrie für Beleuchtung mit neuen Energien in den letzten Jahren erzielt hat. Dies ist eine wichtige Entwicklungsrichtung für Solar-Straßenleuchten, die für den technologischen Fortschritt der Systeme von Solar-Straßenleuchten und für die Erreichung von CO2-Reduktionen im Bereich der Straßenbeleuchtung von großer Bedeutung ist.

Unter dem globalen Trend zur Reduzierung von Kohlenstoffemissionen sind ein-System-Hochleistungs-Solar-Straßenleuchten mit integrierten Laternenmaststrukturen entstanden. Bis Ende August 2021 waren die Installationen von 141 dünnfilmigen Solar-Straßenleuchten mit integrierter Komponente und Laternenmast auf der Hauptstraße der Überführung der Westfünften Straße in der Stadt Zibo (zweispurige Sechsspurstraße) und auf Nebenstraßen seit einem vollen Jahr in Betrieb. Diese integrierten dünnfilmigen Solar-Straßenleuchten ersetzten die ursprünglichen 310-W-CSM-Lichtquellen und verwendeten LED-Lichtquellen mit hoher Lichtausbeute mit einer Leistung von 150 W; die Masthöhe beträgt 13 Meter. Für Nebenstraßen und Rampen beträgt die Leistung 120 W und die Masthöhe 12 Meter. Der Mastabstand beträgt überall 37 Meter. Die mittlere Beleuchtungsstärke auf der Straßenoberfläche erreicht 32 lx, die Farbtemperatur beträgt 4000 K. Sie verwenden Lithiumbatterien zur Energiespeicherung und ein IoT-Steuerungssystem, das auf Basis der lokalen Sonneneinstrahlung für 5 regnerische/neblige Tage ausgelegt ist. Diese Parameter sind erfreulich und repräsentieren die neuesten Ergebnisse des technologischen Fortschritts bei Solar-Straßenleuchten.

Nachdem diese Serie von dünnfilmigen Solar-Straßenleuchten der Prüfung durch extreme Kälte und Hitze, Wind und Regen standhalten haben, haben sie die Erwartungen erfüllt, ihren Dienst weiter versehen, die Überführung oben und unten beleuchtet, und ihre guten Beleuchtungseffekte wurden von Fachleuten der Straßenbeleuchtung anerkannt und erhielten Lob von den lokalen Straßenbeleuchtungsverwaltungen. Es lohnt sich zu loben, es lohnt sich zu gratulieren!

Dieses Ergebnis, das eine nationale und sogar internationale Demonstrationsbedeutung hat, wurde durch die Bemühungen von Unternehmen, professionellen Organisationen und die starke Unterstützung lokaler Regierungen ermöglicht. Es ist ein Meilenstein in der Entwicklung der Photovoltaik-Straßenleuchten-Industrie und markiert eine neue Phase, in der Photovoltaik-Straßenleuchten in die Phase der Integration mit Laternenmasten, des Betriebs mit hoher Leistung im Einzelsystem und der Anwendung auf Standardstraßen eintreten und zu einer neuen Kraft für Energieeinsparung und Emissionsreduzierung im Bereich der Beleuchtung werden. Besonders der Durchbruch bei der hohen Leistung im Einzelsystem, der durch die neue Struktur zur Integration von Dünnschichtmodulen mit Laternenmasten erzielt wurde, hat große Aufmerksamkeit in der Branche erregt. Fachleute für Photovoltaik-Straßenleuchten aus vielen Provinzen und Städten wie Guangdong sind nach Zibo in Shandong geflogen, um den Charme von Photovoltaik-Straßenleuchten mit Dünnschichtmodulen zu bewundern.

Entwickelt im Jahr 2019 von einem Unternehmen in Shandong, konzentriert diese Photovoltaik-Straßenleuchte mit Dünnschichtmodul die neuesten Errungenschaften auf dem Gebiet neuer Materialien, neuer Technologien und neuer Designs im Bereich der Photovoltaik-Beleuchtung und weist drei deutliche Merkmale auf:

一、在国内率先将国产铜铟镓硒薄膜光伏组件大规模应用于光伏路灯；二、采用光伏组

Nachtaufnahme der Anwendung der Photovoltaik-Straßenleuchte mit integriertem Dünnschichtmodul und Laternenmast des Unternehmens aus Shandong an der Westfünften Straße in Zibo. Foto von Sun Hongkai

Integriertes Strukturdesign von Komponenten und Laternenmasten, unter Verwendung von LED-Lichtquellen mit hoher Leistung im Einzelsystem von 150 Watt, 120 Watt; drittens in der Hochtechnologiezone Zibo

Unter der enthusiastischen Unterstützung der Führung auf den Haupt- und Nebenstraßen der sechsspurigen Überführung mit beidseitigem Verkehr an der Weststraße 5 in Zibo installiert, was das große Vertrauen in neue Energie-Hightech-Solarstraßenlaternen zeigt.

Tagesansicht einer Solarstraßenlaterne mit integrierten Dünnschichtmodulen und Mast eines Unternehmens aus Shandong, angewendet an der Weststraße 5 in Zibo. Foto von An Lanpo, Juli 2021.

Ein Einzelsystem bezieht sich auf ein photoelektrisch-elektrooptisches Umwandlungs- und Kontrollsystem im Gegensatz zu einem kombinierten System; „hohe Leistung“ bezieht sich allgemein auf LED-Lichtquellen mit hoher Lichtausbeute für Solarstraßenlaternen im Bereich von über 100 bis 200 Watt. Die Kombination von Einzelsystemen und Hochleistungslichtquellen ist eine technologische Errungenschaft, die aus Fortschritten bei neuen Photovoltaik-Materialien und Strukturen resultiert und hochwertige Produkte für Solarstraßenlaternen darstellt; die durch die Integration von Photovoltaik-Modulen und Masten erzeugten strukturellen Vorteile bestimmen ihren wichtigen Marktwert und ihre Anwendungsperspektiven. Diese Art von Solarstraßenlaterne, die neueste Technologien in der photoelektrischen Umwandlung, Steuerung mit IoT, Energiespeicherung, Lichtquellen und Lichtverteilung vereint und die Modul-Mast-Integration auf Standardstraßen mit vier, sechs oder sogar acht Fahrspuren in beide Richtungen anwendet, kann als zweite Generation von Solarstraßenlaternen bezeichnet werden.

Derzeit gehören die meisten Solarstraßenlaternen zum Bereich der kleinen und mittleren Leistung von 10 bis 100 Watt, die weit verbreitet in ländlichen Gebieten, Bergregionen, Weidegebieten, Waldgebieten und Inseln eingesetzt werden und die Hauptkraft des Marktes bilden, aber vor der phasenweisen Aufgabe stehen, Qualität zu verbessern, zu aktualisieren und auszutauschen. Laut Umfragen haben Solarstraßenlaternen mit einer „Promotionsmützen“-Struktur im Allgemeinen eine maximale Leistung von 120 Watt und werden hauptsächlich auf Standardstraßen mit vier Fahrspuren in beide Richtungen angewendet. Einige Unternehmen haben 240-Watt- und 250-Watt-Hochleistungs-Solarstraßenlaternen vom Typ „Promotionsmütze“ entwickelt, die sowohl in Einzellinien-Hochleistungs- als auch in Kombinations-Hochleistungsversionen erhältlich sind, mit einem gewissen Anwendungsumfang, hervorragende Beleuchtungseffekte bieten und alle Designanforderungen erfüllen, geeignet für Standardstraßen mit mehr als vier Fahrspuren in beide Richtungen.

Ein Beleuchtungsbauprojekt, das Ende 2017 von einem Unternehmen aus Hunan auf der Schnellstraße Dongzhu in Changsha abgeschlossen wurde, mit einer sechsspurigen Straße mit beidseitigem Verkehr über 13 Kilometer Länge, verwendete ein kombiniertes System von 240-Watt-Solarstraßenlaternen mit Superkondensator-Energiespeicherung. Es läuft seit dreieinhalb Jahren, insbesondere bestand es eine Prüfung von 50 aufeinanderfolgenden regnerischen, nebligen und lichtarmen Tagen im März-April 2021.

Im Februar 2016 setzte ein Unternehmen in der Provinz Anhui ein Beleuchtungsprojekt mit Photovoltaik-Straßenleuchten auf der Nationalstraße G104 um. Es wurden Photovoltaik-Straßenleuchten mit einer Systemleistung von 150 Watt und 300 Watt für einen Abschnitt mit acht Fahrspuren (vier pro Richtung) eingesetzt, die Installationsstrecke betrug 24 Kilometer. Das System läuft seit über 5 Jahren. Es gibt viele ähnliche Projekte; ihre Beleuchtungswirkung wurde von den lokalen Straßenbeleuchtungsbehörden anerkannt und ist zu einem klassischen Fall der Beleuchtung mit leistungsstarken Photovoltaik-Straßenleuchten geworden.

Die Herstellung von leistungsstarken Photovoltaik-Straßenleuchten vom Typ "Promotionsmütze" ist kein Problem, jedoch können Probleme wie erhöhtes Gewicht und Windwiderstand, eingeschränkte Anwendungsumgebungen, gestiegene Kosten und sinkende Wirtschaftlichkeit auftreten.

Neue Photovoltaik-Materialien bringen Innovationen in die Struktur von Photovoltaik-Straßenleuchten und schaffen deutliche Vorteile für leistungsstarke Photovoltaik-Straßenleuchten mit einem einzigen System, die mit dem Mast integriert sind: Sie können den Platz des Mastes maximal nutzen, um mehr Strom zu erzeugen; obwohl die Reduzierung der gesamten Windwiderstandsfläche begrenzt ist, wird die Form der Kontaktfläche geändert, was die Windwiderstandsfestigkeit erhöht; mehr Strom schafft Voraussetzungen für die Entwicklung und Herstellung intelligenter Masten mit Photovoltaik, eröffnet weitere Marktchancen und ermöglicht sogar die Entwicklung von mittelhohen Photovoltaik-Straßenleuchten. Aus der Beleuchtungswirkung der sechsspurigen Überführung auf der Westfünften Straße in Zibo geht hervor, dass integrierte Photovoltaik-Straßenleuchten mit Mast vollständig mit netzbetriebenen Straßenleuchten mithalten können.

Es ist bekannt, dass fast 10 Unternehmen für Photovoltaik-Beleuchtung Straßenleuchten und Gartenleuchten mit integrierten Strukturen aus Photovoltaikmodulen und Masten erforschen, wobei polygonale Strukturen verwendet werden und Materialien aus monokristallinem Silizium, polykristallinem Silizium sowie monokristallinem Schindel-Silizium zum Einsatz kommen. Es wird erwartet, dass in naher Zukunft eine große Anzahl sauberer, erneuerbarer Solar-Energie-integrierter Photovoltaik-Straßenleuchten und Gartenleuchten auf verschiedenen Standardstraßen und städtischen Wohngebieten erscheinen und eine schöne Landschaft bilden werden.

Aufgrund der zunehmenden Zahl großer Städte in China, um die Verkehrsbedürfnisse zwischen den Städten zu erfüllen, gibt es immer mehr Standardstraßen. Da in Städten der ersten Linie abends und nachts ein hohes und langanhaltendes Verkehrsaufkommen herrscht, haben einige Ringautobahnen, Stadt-zu-Stadt-Autobahnen und Autobahnen begonnen, Straßenleuchten zu installieren. Zum Beispiel ist die Autobahn Guangshen eine der frühesten Autobahnen in China, auf denen Straßenleuchten installiert wurden; die Ringautobahn Foshan; die im Jahr 2020 beleuchtete Autobahn Wenong; der äußere Ring der Stadt Chifeng installierte 2017 über 5.000 Photovoltaik-Straßenleuchten. Die Installation von Photovoltaik-Straßenleuchten auf Autobahnen und Schnellstraßen in der Nähe von Städten entspricht dem Trend zur Reduzierung von Kohlenstoffemissionen. Die Installation von Photovoltaik-Straßenleuchten erspart das Graben von Gräben und Verlegen von Kabeln, beseitigt Bedenken bezüglich Stromausfällen und erfordert keine Transformatoren; ihre umfassenden Vorteile werden bei der Beleuchtung von Autobahnen und Schnellstraßen hervorstechen. Dies ist auch eine zwingende Anforderung für Photovoltaik-Straßenleuchten. Um die Nachfrage nach der Anwendung von Photovoltaik-Straßenleuchten auf Standardstraßen wie Autobahnen und Schnellstraßen zu erfüllen, werden Photovoltaik-Straßenleuchten mit einem einzigen System hoher Leistung und integrierter IoT-Funktion mit Masten eine wichtige Entwicklungsrichtung für die Straßenbeleuchtung darstellen.

Es ist bekannt, dass Deutschland auch integrierte Photovoltaikmodule und Laternenmasten sowie einstufige Hochleistungs-Photovoltaik-Straßenleuchten entwickelt. Das linke Bild zeigt zwei Photovoltaik-Straßenleuchten mit integrierten Photovoltaikmodulen und Masten, die seit 2020 im Wettbewerb stehen; beide haben eine Leistung von 60 Watt. Die linke Leuchte verfügt über ein dunkelgrünes Dünnschichtmodul eines Unternehmens aus Shandong, während die rechte Leuchte ein schwarzes kristallines Siliziummodul eines deutschen Unternehmens aufweist. Diese beiden Photovoltaik-Straßenleuchten haben die gleiche Höhe; sie erscheinen links höher und rechts niedriger aufgrund unterschiedlicher Aufnahmewinkel. Dieser Wettbewerb hat große Aufmerksamkeit von Branchenexperten erregt, und alle warten auf die Ergebnisse.

Einstufige Hochleistungs-Photovoltaik-Straßenleuchten und netzgekoppelte Straßenleuchten ergänzen sich hinsichtlich der Anwendungsbereiche, aber ihre Wirkung zur Reduzierung von CO2-Emissionen ist genau entgegengesetzt: Der Einsatz einer netzgekoppelten Straßenleuchte erhöht die CO2-Emissionen, während die Installation einer Photovoltaik-Straßenleuchte die CO2-Emissionen um eine Einheit reduziert und die CO2-Reduktion um eine Einheit erhöht. Um die standardisierte Förderung und Anwendung verschiedener Arten von Photovoltaik-Straßenleuchten zu erleichtern, hat das Komitee für neue Energie der Chinesischen Gesellschaft für Beleuchtungstechnik im September 2019 die Erstellung von Gruppenstandards wie „Entwurfsnormen für Anwendungen von Photovoltaik-Straßenleuchten

Es wird empfohlen, mehr hochtechnologische integrierte Photovoltaik-Straßenleuchten auf Standardstraßen mit geeigneten Lichtverhältnissen in verschiedenen Regionen zu installieren, um einen Beitrag zur Reduzierung von CO2-Emissionen, zur Kohlenstoffneutralität, zu CO2-Emissionsspitzen, zum Kohlenstoffhandel und zur Entwicklung der Kreislaufwirtschaft im Bereich der Beleuchtung in China zu leisten.

An Lanpo, stellvertretender geschäftsführender Direktor des Komitees für energieeffiziente Beleuchtung der Chinesischen Gesellschaft für Beleuchtungstechnik