光污染控制工程

五光污染控制工程目錄CONTENTS概述光污染的測(cè)量及評(píng)價(jià)光污染的防治管理光污染的防治技術(shù)5.1.1光污染及其類型光污染及其類型光污染是現(xiàn)代社會(huì)中伴隨著新技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題,是干擾光或過(guò)量的光輻射對(duì)人、生態(tài)環(huán)境和天文觀測(cè)等造成的負(fù)面影響的總稱,屬于物理性污染。光污染是局部的,隨距離的增加而迅速減弱,在環(huán)境中不存在殘留物,光源消失后污染即消失。5.1.1光污染及其類型光污染及其類型

國(guó)際上一般將光污染分成3類,即彩光污染、白亮污染、人工白晝。光污染按波長(zhǎng)分類可分為可見光污染、紅外線污染、紫外線污染。光污染的類型5.1.2光污染產(chǎn)生的原因產(chǎn)生原因城市光污染的來(lái)源主要包括以下幾個(gè)方面:①建筑物或構(gòu)筑物夜景照明產(chǎn)生的溢散光和反射光。②各類道路照明產(chǎn)生的溢散光和反射光。③商業(yè)街以外地區(qū)的城市廣告標(biāo)志照明產(chǎn)生的溢散光和眩光。④商業(yè)街的建筑物、店面和廣告標(biāo)志照明,特別是高亮度的霓虹燈、投光燈廣告及燈箱廣告照明產(chǎn)生的溢散光、眩光和反射光。⑤園林、綠地和旅游景點(diǎn)的景觀照明產(chǎn)生的溢散光和干擾光。⑥廣場(chǎng)、體育場(chǎng)館、工廠、工地、礦山、港口、碼頭及立交橋等大面積照明產(chǎn)生的溢散光、干擾光和反射光。引起光污染的主要原因還包括很多人為的因素。光污染的測(cè)量及評(píng)價(jià)光污染的測(cè)量光污染的評(píng)價(jià)5.25.2.1光污染的測(cè)量光通量

對(duì)光進(jìn)行定量分析是進(jìn)行光污染評(píng)價(jià)及防治的前提,目前常用的光的基本物理量主要有光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度、曝光度及明度。

光通量指按照國(guó)際規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)人眼視覺特性評(píng)價(jià)的輻射通量的導(dǎo)出量,用來(lái)描述不同波長(zhǎng)組成的輻射能量被人眼接收后所引起的總的視覺效應(yīng)。光通量的單位為流明(lm),通常用Φ來(lái)表示。光通量是說(shuō)明某一光源向四周發(fā)射出的光能總量,不同光源發(fā)出的光通量在空間的分布是不同的。光通量的計(jì)算公式如下:Φ(λ)=KmV(λ)p(λ）5.2.1光污染的測(cè)量照度

光照強(qiáng)度是指單位面積上所接受可見光的能量,簡(jiǎn)稱照度,單位為勒克斯(Lux

或lx),符號(hào)為E，用于指示光照的強(qiáng)弱和物體表面積被照明程度的量。一個(gè)被光線照射的表面上的照度定義為照射在該表面單位面積上的光通量,面元dS上的光通量為dΦ,則此面元上的照度E的計(jì)算公式如下:5.2.1光污染的測(cè)量發(fā)光強(qiáng)度

發(fā)光強(qiáng)度指光源所發(fā)出的光通量在空間的分布密度,符號(hào)為I,單位為坎德拉(cd)。若光源在某一方向上的微小立體角dΩ

內(nèi)發(fā)出的光通量為dΦ,則該方向上的發(fā)光強(qiáng)度計(jì)算公式如下:5.2.1光污染的測(cè)量亮度

亮度是衡量發(fā)光體表面發(fā)光強(qiáng)弱的物理量。人眼從一個(gè)方向觀察光源,在這個(gè)方向上的光強(qiáng)與人眼所見到的光源面積之比,定義為該光源單位的亮度,即單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度,亮度的單位是坎德拉/平方米(cd/m2),符號(hào)為L(zhǎng)α,其計(jì)算公式如下:5.2.1光污染的測(cè)量曝光度

受照表面的照度E

對(duì)被照時(shí)間t

的積分稱為該表面的曝光度,用H

表示,即:曝光度的單位為lx·s或lx·h。5.2.1光污染的測(cè)量明度(1)明度又稱色階、光度或色度,是指色彩的明暗程度。從光的物理性質(zhì)來(lái)看,色彩的明度與光波振幅的大小有關(guān),振幅越大,進(jìn)光量越大,物體對(duì)光的反射率越高,因此明度也就越高;反之,振幅越小,明度也就越低。(2)有彩色系指光源色、反射光或透射光能夠在視覺中顯示出某一種單色光特征的色彩序列?；径攘繂挝话鞫?、色調(diào)、飽和度。(3)無(wú)彩色系指光源色、反射光或透射光未能在視覺中顯示出某一種單色光特征的色彩序列?；径攘繂挝恢挥忻鞫?。5.2.2光污染的評(píng)價(jià)失能眩光評(píng)價(jià)方法不舒適眩光評(píng)價(jià)方法光污染的防治管理控制好污染源加強(qiáng)光污染立法5.35.3.1控制好污染源控制好污染源

隨著照明技術(shù)的不斷發(fā)展,光污染成為不可忽視的問(wèn)題。要減少光污染帶來(lái)的危害,應(yīng)防治結(jié)合,首先要控制好光污染源,即加強(qiáng)城市規(guī)劃與管理,提高燈光設(shè)施的質(zhì)量,立足地方實(shí)際,如上海市規(guī)定“夏季23點(diǎn)以后彩燈熄滅”,其次明確城市不同部位照明亮度標(biāo)準(zhǔn)。第九章光伏發(fā)電系統(tǒng)9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素9.2太陽(yáng)能電池組件9.3光伏陣列9.4并網(wǎng)系統(tǒng)9.5獨(dú)立系統(tǒng)9.6混合系統(tǒng)9.7太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素太陽(yáng)能電池陣列太陽(yáng)能電池片：電壓：0.4-0.5V電流密度：20-25mA/cm2功率4W

9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素太陽(yáng)能電池陣列

控制器

逆變器

蓄電池組

負(fù)載

安裝固定結(jié)構(gòu)9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素太陽(yáng)能電池陣列太陽(yáng)能電池片：電壓：0.4-0.5V電流密度：20-25mA/cm2功率4W

9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素控制器比較常見的有邏輯控制和計(jì)算機(jī)控制兩種方式信號(hào)檢測(cè)蓄電池最優(yōu)充電控制蓄電池放電管理設(shè)備保護(hù)故障診斷定位運(yùn)行狀態(tài)指示控制器9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素自放電率低使用壽命長(zhǎng)深放電能力強(qiáng)充電效率高少維護(hù)或免維護(hù)工作溫度范圍寬價(jià)格低廉蓄電池蓄電池主要是鉛酸蓄電池。配套200Ah以上蓄電池，一般選擇固定式或工業(yè)密封免維護(hù)鉛酸蓄電池；配套200Ah以下，一般選擇小型密封免維護(hù)鉛酸蓄電池。9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素電壓、頻率穩(wěn)定輸出輸出電壓、頻率可調(diào)性諧波成分應(yīng)盡量小過(guò)載能力啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流小，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，逆變效率高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快逆變器波形：方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器，電路簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下對(duì)諧波要求不高的發(fā)電系統(tǒng)。正弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負(fù)載運(yùn)行：逆變器可分為獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)逆變器和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逆變器。9.2太陽(yáng)能電池組件9.2太陽(yáng)能電池組件組件封裝組件：

玻璃殼體式結(jié)構(gòu)組件、底盒式結(jié)構(gòu)組件、平板式結(jié)構(gòu)組件、無(wú)蓋板全膠密封組件及雙面鋼化玻璃結(jié)構(gòu)組件平板式結(jié)構(gòu)組件封裝過(guò)程：激光劃片

電池分選

焊接

層疊(玻璃-EVA-電池一EVA—TPT/TPE/玻璃)

中測(cè)

層壓

固化

裝邊框(雙玻組件沒有鋁框，則不需要此步驟)

接線盒

終測(cè)。9.2太陽(yáng)能電池組件組件封裝—激光劃片太陽(yáng)能電池片切成兩片后，其電壓不變，且太陽(yáng)能電池的功率與面積成正比。這樣，根據(jù)組件所需的電壓與功率，即可計(jì)算出所需電池片的面積和片數(shù)。由于太陽(yáng)能電池片尺寸規(guī)格只有確定的幾種，當(dāng)面積不能滿足組件需要時(shí)，需要對(duì)太陽(yáng)能電池片進(jìn)行切片。9.2太陽(yáng)能電池組件組件封裝—電池分選如果將工作電流不同的太陽(yáng)能電池片串聯(lián)在一起，電池的總電流與所有串聯(lián)電池中最小的工作電流相同，顯然會(huì)造成很大的浪費(fèi)。一般情況下，太陽(yáng)能電池片在出廠時(shí)已經(jīng)由廠商進(jìn)行了檢測(cè)標(biāo)定和分級(jí)，此時(shí)可以省去復(fù)檢環(huán)節(jié)，但有時(shí)還需要進(jìn)行分揀，比如，劃片后每小片功率多少會(huì)存在不同，此時(shí)就需要再次進(jìn)行分揀來(lái)確定電池片實(shí)際功率。9.2太陽(yáng)能電池組件組件封裝—焊接焊接這一工序就是用互聯(lián)條按需要將太陽(yáng)能電池片串聯(lián)，然后由匯流帶進(jìn)行并聯(lián)焊接，最后匯成的電極與接線盒有效的連接單焊串焊匯流目前，絕大部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接焊接（單焊、串焊）9.2太陽(yáng)能電池組件組件封裝—焊接焊帶是光伏組件焊接過(guò)程中重要的原材料。焊帶的選擇根據(jù)電池片的厚度和短路電流來(lái)確定，焊帶的寬度要和電池的主柵線寬度一致，焊帶的軟硬程度一般取決于電池片的厚度和焊接工具焊帶為涂錫銅帶，由銅基材和外部涂錫層構(gòu)成，涂錫層分為有鉛和無(wú)鉛焊接后要進(jìn)行檢查：裂片、缺角、焊錫渣或其他異物；電池片間距是否準(zhǔn)確、一致；焊帶是否平整、光潔，無(wú)錫珠，無(wú)毛刺；虛焊、過(guò)焊、漏焊；焊帶偏離主柵9.2太陽(yáng)能電池組件組件封裝—層疊、層壓、固化將玻璃一EVA一電池片—EVA—TPT層疊，然后放入層壓機(jī)層壓層壓過(guò)程中，溫度會(huì)上升并將EVA熔化成熔融狀態(tài)，在擠壓和真空工藝的作用下，熔融態(tài)的EVA充滿了上下蓋板之間的空間，并排除中間的氣泡9.2太陽(yáng)能電池組件組件封裝—裝邊框、接線盒層壓后的太陽(yáng)電池需要以下程序：修邊，將多余的EVA密封層去掉用硅膠封住模組邊緣，進(jìn)入安裝外框9.2太陽(yáng)能電池組件組件封裝—檢測(cè)主要包括基本性能檢測(cè)、電絕緣性能檢測(cè)、熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)、濕熱-濕冷實(shí)驗(yàn)、機(jī)械載荷實(shí)驗(yàn)、冰雹實(shí)驗(yàn)、老化試驗(yàn)等。性能檢測(cè)方法參考GB/T9535-1998《地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定與定型》9.2太陽(yáng)能電池組件組件封裝—技術(shù)要求（1）使用壽命應(yīng)大于20年，且效率不低于出廠效率的80%。（2）電池片表面顏色均勻一致，無(wú)機(jī)械損傷，焊點(diǎn)無(wú)氧化斑點(diǎn)。每片電池與互聯(lián)條排列整齊，組件框架整潔無(wú)腐蝕斑點(diǎn)。（3）組件的封裝層中不允許氣泡或脫層在某一片電池與組件邊緣形成一個(gè)通路，氣泡或脫層的幾何尺寸和個(gè)數(shù)應(yīng)符合相應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定。（4）組件的面積比功率大于65W/m2，質(zhì)量比功率大于4.5W/kg，填充因子FF大于0.65（5）組件在正常條件下絕緣電阻不能低于200MΩ。（6）采用EVA，玻璃層壓封裝的組件，EVA的交聯(lián)度應(yīng)大于65%，EVA與玻璃的剝離強(qiáng)度大于30N/cm，EVA與組件背板材料的剝離強(qiáng)度大于15N/cm。（7）每個(gè)組件要有以下標(biāo)志：產(chǎn)品名稱和型號(hào)；主要參數(shù)（短路電流、開路電壓、最佳工作電流和工作電壓，最大輸出功率，以及I-V曲線圖）；制造廠名、日期及商標(biāo)。9.2太陽(yáng)能電池組件組件材料

將太陽(yáng)能電池片的正面和背面各用一層透明、耐老化、黏結(jié)性好的熱熔型EVA膠膜包封；用透光率高且耐沖擊的低鐵鋼化玻璃做上蓋板，用耐濕抗酸的聚氟乙烯復(fù)合膜（TPT）或玻璃等其它材料做背板，通過(guò)相關(guān)工藝使EVA膠膜將太陽(yáng)能電池片、上蓋板和背板黏合為一個(gè)整體，從而構(gòu)成光伏組件，俗稱太陽(yáng)能電池板9.2太陽(yáng)能電池組件組件材料—EVAEVA是乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物EVA與聚乙烯（PE）相比，提高了透明性、柔韌性、耐沖擊性，氣密封性EVA耐熱性差、易熱收縮使密封失效，EVA也會(huì)出現(xiàn)龜裂、變色在EVA添加有機(jī)過(guò)氧化物交聯(lián)劑提高EVA的耐熱性，并減少其熱收縮性EVA厚度為0.3～0.8mm，寬度由600mm、800mm、1100mm等多種規(guī)格透光率大于90%；交聯(lián)度在70±10%范圍內(nèi)，剝離強(qiáng)度：玻璃/EVA大于30N/cm，TPT/EVA大于15N/cm性能穩(wěn)定，抗老化，較高的耐紫外和熱穩(wěn)定性、電氣絕緣性。9.2太陽(yáng)能電池組件組件材料—超白玻璃光透過(guò)率高、強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定、顏色一致低鐵玻璃厚度約為3mm，在300-1100nm波長(zhǎng)范圍透光率達(dá)91%以上，對(duì)于紅外線等長(zhǎng)波（~1200nm）有較高的反射率，能耐太陽(yáng)紫外線的輻射，這也是該玻璃廣泛應(yīng)用到防紫外線場(chǎng)所的主要原因。5.3.2加強(qiáng)光污染立法加強(qiáng)光污染立法

目前我國(guó)暫時(shí)沒有專門防治光污染的法律法規(guī),也沒有相關(guān)部門負(fù)責(zé)燈光擾民問(wèn)題,《行政訴訟法》《民事訴訟法》等也未涉及追究造成光污染者行政、民事責(zé)任的規(guī)定。地方有的光污染的明文條例主要強(qiáng)調(diào)防治,未提及侵害發(fā)生后如何處理,暫無(wú)相應(yīng)處罰條例。所以要減少光污染帶來(lái)的危害,首先,在控制好光污染源的同時(shí),還需要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)法律依據(jù),國(guó)家和地方政府應(yīng)該結(jié)合自身實(shí)際制定合理的光污染標(biāo)準(zhǔn),并在此基礎(chǔ)上制定嚴(yán)格的光污染設(shè)施的管制法規(guī)、規(guī)章和制度,環(huán)保、規(guī)劃、城管、衛(wèi)生等部門依法加強(qiáng)公共場(chǎng)所、娛樂場(chǎng)所、商場(chǎng)等場(chǎng)所的燈光使用監(jiān)督及管理,預(yù)防和控制環(huán)境中的光污染。光污染的防治技術(shù)彩光污染防治技術(shù)白亮污染防治技術(shù)人工白晝污染防治技術(shù)可見光污染防治技術(shù)5.4紅外線、紫外線污染防治技術(shù)5.4.1彩光污染防治技術(shù)彩光污染防治技術(shù)對(duì)于彩光污染,首先應(yīng)從源頭進(jìn)行控制,在城市建設(shè)中設(shè)計(jì)生態(tài)化、環(huán)保型的夜景燈光。使用綠色照明產(chǎn)品。其次,對(duì)廣告牌和霓虹燈應(yīng)加以控制和科學(xué)管理。最后,在建筑物和娛樂場(chǎng)所周圍,要多植樹、栽花、種草和增加水面,以改善光環(huán)境。彩光污染防治技術(shù)沖擊5.4.2白亮污染防治技術(shù)白亮污染防治技術(shù)白亮污染的主要污染源為玻璃幕墻玻璃幕墻光污染問(wèn)題主要從城市規(guī)劃、玻璃幕墻立面設(shè)計(jì)、玻璃幕墻的選材等方面進(jìn)行防控。(1)加強(qiáng)城市規(guī)劃,進(jìn)行合理、多樣化的立面設(shè)計(jì)(2)選擇新型幕墻玻璃材料,有效降低放射光強(qiáng)度(3)加強(qiáng)城市綠化白亮污染防治技術(shù)沖擊5.4.3人工白晝污染防治技術(shù)人工白晝污染防治技術(shù)人工白晝污染控制措施主要從兩個(gè)方面進(jìn)行。(1)合理規(guī)劃夜景照明設(shè)計(jì)(2)