太陽能交通標志牌的發(fā)展狀況
太陽能交通標志是交通標志牌的一種，由標志面、標志底板、太陽能電池板、控制器、發(fā)光單元(LED)組成，是用文字與圖案傳遞警告、禁令、指示信息給司機和行人,用以管理道路交通的安全設施。它給道路使用者以確切的道路交通信息,使道路安全暢通，事關司機和行人的生命財產(chǎn)安全，是一種不可缺少的交通安全附屬設施。
1、太陽能標志的產(chǎn)生的技術背景
1.1 城市光污染
沒有光的世界一片漆黑，但有璀璨的光芒所產(chǎn)生的光污染也不可小覷，光污染已經(jīng)在無孔不入地入侵了所有百姓的生活。夜幕降臨后，閃爍奪目、令人眼花繚亂的商場、酒店樓上的霓虹燈、燈箱廣告和燈示標志，有夜間許可證的工地白熾燈照明等，把夜晚照射得如同白天一樣，令人眼花繚亂。有些強光束甚至直沖云霄，使得夜晚如同白天一樣。夜晚的華燈造成的光污染已使人們對靠被動反光的標志牌視而不見。 在這一張城市公路上，光污染嚴重，連紅綠燈都很難發(fā)現(xiàn)。普通的反光標識就更難看到了。
1.2 山區(qū)霧天 隨著平原區(qū)、丘陵區(qū)和各省市經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)高速公路建設的逐步完善,高速公路建設的重點正逐步向山嶺區(qū)和經(jīng)濟發(fā)展相對滯后的山區(qū)轉移，山區(qū)高速公路，風速受山脈河谷影響較為顯著，平均風速僅1.2 m/s，潮濕多雨的氣候條件加上植被繁茂的森林環(huán)境，因此該路段常常有霧產(chǎn)生。并且由于高速公路通常跨越距離較長，特別是很多高速公路都通過農村和山區(qū)，使得高速公路的情況相對變得復雜。霧的分布往往很不均勻，有時會在一個路段上視線相當明朗、而在另一個路段卻大霧彌漫。由于這種情況通常發(fā)生在夜間，高速行駛的車輛突然駛入大霧區(qū)，駕駛員會感到視覺突然變暗，有些駕駛員不能適應視力的突然變化，便會產(chǎn)生一種恐慌感，從而容易引發(fā)交通事故。 該圖是下霧時高速公路上的能見度 以上兩個原因呼喚主動發(fā)光與被動發(fā)光相結合的新型交通標志誕生。
2、太陽能交通標志的原理以及應用 太陽能標牌的工作原理可以簡單概括為：白天太陽能電池板吸收太陽光，把太陽能轉化成電能，儲存在儲能器件中，到了晚上，儲能器件中的電能自動轉化成光能(通過光電開關控制)，通過LED發(fā)出亮光來勾畫圖案輪廓，傳達交通信息。
3、太陽能交通標志牌的結構三要素
3.1傳統(tǒng)的太陽能標牌
太陽能標牌不同于普通標牌，普通標牌結構簡單，太陽能標牌結構復雜，除了包括普通標牌所具有的標志底板、反光膜外，還包括太陽能板，控制器，LED以及內部的連接電路。大家看一看，早期的太陽能標牌圖像。 基本上就是 一個燈箱了，電路、控制器、電池都放在箱體內，它主要的弊端有以下幾個方面： (1)箱體過于笨重，太陽能板體積過大，不利于包裝，運輸，在運輸?shù)倪^程中，經(jīng)常造成內部損壞。 (2)電池和電路都封在箱體內，不宜更換。 (3)箱體過大，密封性不宜控制。
3.2新一代太陽能標志 通過長期實踐，只有結構合理，才能保證太陽能標牌正常的工作。太陽能標牌的結構上應具備四要素：體薄量輕、電池電路易更換、太陽能板可轉向、最高防水等級IP68。 1、體薄量輕 板的厚度約為10mm，方便運輸和懸掛。 2、電池電路易更換 控制箱容易打開。 3、太陽能板可轉向 太陽能板支架是一個萬象輪裝置，可以是太陽能板朝向太陽方向。更利于太陽能板吸收太陽能。4、最高防水等級IP68 錄像表明，太陽能標牌完全泡在水里依然可以正常工作。
4、太陽能交通標志牌的新發(fā)展 不論是做圖形、輪廓還是文字，太陽能標牌均能用良好的效果，這里再介紹太陽能標志的幾個特殊的用途。 a) 導向標的同步或追逐閃爍 追逐式太陽能導流牌就是將每一個太陽能標牌里的太陽能板、電池、控制電路集中起來，集中到一個主控制太陽能標牌內，各個太陽能標牌通過導線與控制連接。一個控制系統(tǒng)有效控制距離可以為500米。太陽能標牌僅僅保留led和一個簡單的穩(wěn)壓電路，電池、太陽能板均可以更換，它的另一個優(yōu)點是，太陽能板是唯一的，非常適應在山區(qū)曲折、樹木茂盛、地面陽光不充沛的道路上安裝太陽能標牌。只需將一塊太陽能板放在陽光充沛的地方即可。而傳統(tǒng)的太陽能標牌則要求每一個太陽能標牌都能夠有充足的陽光照射。而這是不現(xiàn)實的。 它的缺點就是安置連接導線較為麻煩，而且導線如果受到破壞或盜竊，整個系統(tǒng)會無法工作。為彌補這一缺點，另一種無線控制太陽能導流標牌就誕生了。 無線控制標牌，簡單來說是各個標牌之間沒有任何導線連接，而是以無線電波信號控制各個太陽能標牌的工作方式，可以讓控制范圍內的標牌按預設程序有序閃爍，這可以大大降低太陽能標牌安裝的難度，不需要安裝到導線了。用于道路的電子系統(tǒng)必須能抵抗強烈的來自車輛及其他無線電產(chǎn)品的電磁干擾，也要符合惡劣的物理環(huán)境。 (2)用于行人過街感應的太陽能標牌 行人過街感應標牌是在行人通過馬路時，太陽能標牌捕捉到過往行人發(fā)出的紅外線，標牌上的LED發(fā)出閃爍警示信息，來達到提醒過往司機的目的。行人過街感應標牌是屬于智能交通產(chǎn)品，道路狀況日益復雜，這項產(chǎn)品是符合交通發(fā)展趨勢的。 5、太陽能標牌的壽命問題。 有哪幾個方面的因素 影響到太陽能標牌的壽命呢? (1)標牌材料： 現(xiàn)在公路交通標志牌都是采用鋁板制作，由于回收價值高,不法分子就把偷盜交通標志牌做為了生財之道。廣東省的小標志一年被盜60%以上。太陽能標牌的價值高過普通標牌，所以更應考慮太陽能標牌的防盜問題。 按“無商業(yè)回收價值”這一思路，使盜竊分子無利可圖。目前國內交通行業(yè)對新的替代材料也做了大量的有益的探索，模壓玻璃鋼材料對反光膜附著力強、抗風荷載性強、耐老化、造價低，是一種理想和成熟的標志板面防盜材料。 (2)太陽能板的壽命 太陽能板照片 太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置，硅系列太陽能電池發(fā)電是目前發(fā)展最成熟的，太陽能電池優(yōu)劣、壽命就主要取決于硅片。目前硅片按材料的結晶類別一般分為三種：單晶硅、多晶硅和非晶硅。單晶硅光電轉換效率最高，量產(chǎn)時其效率都能達到15%，在大規(guī)模應用和工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)主導地位，價格偏高。多晶硅、非晶硅效率只有10%左右。相比較而言，非晶硅成本最低，弱光效應好，但非晶硅光電效率衰減快，穩(wěn)定性不高，因此在戶外交通產(chǎn)品應主要選擇單晶硅的太陽能電池。大量實驗數(shù)據(jù)表明:單晶硅電池壽命長達15年以上，而且15年后其光電轉換效率仍能達到最初的85%。 (3)LED的壽命 LED作為一種新型光源在各個領域得到越來越廣泛的應用，究其原因無不外乎以下幾點：1.壽命長，就目前各個區(qū)域各個品牌生產(chǎn)商量產(chǎn)的LED芯片來說，其最長工作時間普遍達到10年以上，而且是連續(xù)工作。2.節(jié)能，LED的電光能量轉換率是普通白熾燈的5-8倍，獲得同樣的光照亮度能節(jié)省60%以上電量。 (4)電池的壽命。 太陽能產(chǎn)品設計原理中都是要將光能轉化為電能后儲存，以作后備，在無陽光照射情況下，由儲能設備續(xù)電。儲能設備目前主要有三大類:電池儲能、電容儲能、電感儲能，其中電池儲能因為容量大、體積小、成本便宜等優(yōu)點相對使用比較廣泛。作為太陽能標牌是適合用電池儲能的。儲能電池即蓄電池，它根據(jù)內部材料又劃分為鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池等幾個類別。符合交通戶外環(huán)境的電池要屬鎳氫和鋰電，因為相對而言它們在高低溫特性、容量體積比、環(huán)保、壽命方面是優(yōu)于鉛酸電池的。如果以保持60%容量統(tǒng)計鉛酸電池循環(huán)次數(shù)在400次左右，鎳氫電池在500次左右，鋰電在600左右。在這里所謂的循環(huán)次數(shù)是指把電池全沖全放，滿作為一個周期。而實際上太陽能標牌需考慮陰雨天因素，電池是大部分時間在放掉1/5電量時就充電的，這種淺放淺充的浮充電狀態(tài)的工作方式是可以大大延長電池使用 年限的。即便這樣，太陽能標牌如果采用鋰電照常規(guī)使用，壽命也只有4年左右。 從太陽能標牌的以上幾個主要組成部分可以分析出：電池是制約其壽命的瓶頸。該類產(chǎn)品的電池應該注重防潮的同時，應該方便更換。
