三十四、太阳能一体化航标灯在船舶导航中的应用

1.技术概要

随着太阳能应用技术的进步，利用太阳能发电技术在路灯、航标灯等领域的应用也有了一定的发展，但基本上都采用灯器、蓄电池、太阳能板等部件分开独立的结构，存在着接插件多、安装与调试繁琐、维护工作量大等缺点。针对上述问题，开展太阳能一体化航标灯新技术研究，采用太阳能充电器+锂电池的自给式供电方式，通过LED照明，提高光源发光效率和视距，降低耗电量、简化航标灯的安装与调试，航标灯结构上采用一体化结构设计，便于运输、储存及维护。

2.适用范围

该技术可用于替换长江内河等原采用传统铅酸蓄电池供电的航标灯。

3.技术内容

太阳能一体化航标灯安装在航标上，为船舶夜间导航。白天太阳能电池板从不同方位接收太阳光的辐射，将光能转换为电能，为锂电池进行充电，将电能储存锂电池内。夜间，锂电池给航标灯供电，确保航标灯正常发光。在太阳能电池板正极端安装一只防反充二极管，防止夜间时锂电池通过太阳能电池板反向放电，消耗电能。在灯器底部装有4个电源转换接口，当灯器电池出现问题时，松开V2接口，抽出V3、V0备用电池线与外电池相联接，恢复灯光，当航标灯器储存运输时将电源控制开关拨到“关”的位置，航标灯不工作。航标灯的发光控制由控制电路和光源完成。通过光控电路，可判断航标灯所处环境光线的强弱，白天光线较强，控制电路使航标灯处于休眠状态，晚上光线弱，控制电路使航标灯按照设置的灯光信号发光，从而实现了系统自动控制。该灯器电路主要由发光二极管一体化航标灯光源、航标专用锂电池、控制电路、太阳能电池板等组成，结构组成原理图1所示。

图1太阳能一体化航标灯原理图

4.案例分析

（1）技术应用单位

长江航道局

（2）技术应用情况

长江航道局自主研发了HD155型太阳能一体化航标灯，并在长江干线投入应用，目前已经在长江上推广应用4300座航标灯性能稳定，应用情况良好。

（3）效益分析

据统计，每年可节约柴油963.5t，折合标准煤1404tce，减少CO2排放约3500t。

在使用太阳能一体化航标灯之前，长江干线航道每年产生废旧蓄电池1万多个，回收和再利用过程中，很容易造成环境污染。现在使用太阳能一体化航标灯，环境污染程度大大降低。

传统航标灯的维护主要是更换灯泡、定期对蓄电池更换和充电（10次/年座），以及对相关设备的维护保养，传统航标灯年维护使用成本是7850元/座。使用太阳能一体化航标灯后，由于利用了太阳能充电、采用了锂电池和LED光源，大大延长了维护周期，年维护使用成本降至目前的4445元/座，年节约费用3405元/座。按目前已经在长江上推广应用4300座计算，年节约航标灯维护费用约1464万元，节约电能约30万kWh、柴油963.5t。

5.推广建议

该技术在光照充足地区应用，效果较好，建议应用企业根据当地光照条件科学选用。同时应注意太阳能电池板，锂电池等材料的科学回收利用。