太阳能交通标志是交通标志牌的一种，由标志面、标志底板、太阳能电池板、控制器、发光单元(LED)组成，是用文字与图案传递警告、禁令、指示信息给司机和行人，用以管理道路交通的安全设施。它给道路使用者以确切的道路交通信息，使道路安全畅通，事关司机和行人的生命财产安全，是一种不可缺少的交通安全附属设施。

太阳能交通标志弯道标志图片

1、太阳能标志的产生的技术背景

1.1 城市光污染

没有光的世界一片漆黑，但有璀璨的光芒所产生的光污染也不可小觑，光污染已经在无孔不入地入侵了所有百姓的生活。夜幕降临后，闪烁夺目、令人眼花缭乱的商场、酒店楼上的霓虹灯、灯箱广告和灯示标志，有夜间许可证的工地白炽灯照明等，把夜晚照射得如同白天一样，令人眼花缭乱。有些强光束甚至直冲云霄，使得夜晚如同白天一样。夜晚的华灯造成的光污染已使人们对靠被动反光的标志牌视而不见。

在这一张城市公路上，光污染严重，连红绿灯都很难发现。普通的反光标识就更难看到了。

1.2 山区雾天

随着平原区、丘陵区和各省市经济较发达的地区高速公路建设的逐步完善，高速公路建设的重点正逐步向山岭区和经济发展相对滞后的山区转移，山区高速公路，风速受山脉河谷影响较为显著，平均风速仅1.2 m/s，潮湿多雨的气候条件加上植被繁茂的森林环境，因此该路段常常有雾产生。并且由于高速公路通常跨越距离较长，特别是很多高速公路都通过农村和山区，使得高速公路的情况相对变得复杂。雾的分布往往很不均匀，有时会在一个路段上视线相当明朗、而在另一个路段却大雾弥漫。由于这种情况通常发生在夜间，高速行驶的车辆突然驶入大雾区，驾驶员会感到视觉突然变暗，有些驾驶员不能适应视力的突然变化，便会产生一种恐慌感，从而容易引发交通事故。

该图是下雾时高速公路上的能见度

以上两个原因呼唤主动发光与被动发光相结合的新型交通标志诞生。

2、太阳能交通标志的原理以及应用

太阳能标牌的工作原理可以简单概括为：白天太阳能电池板吸收太阳光，把太阳能转化成电能，储存在储能器件中，到了晚上，储能器件中的电能自动转化成光能(通过光电开关控制)，通过LED发出亮光来勾画图案轮廓，传达交通信息。

首先看看在在城市强烈的光污染下，太阳能标志的醒目性：

3、太阳能交通标志牌的结构三要素

3.1传统的太阳能标牌

太阳能标牌不同于普通标牌，普通标牌结构简单，太阳能标牌结构复杂，除了包括普通标牌所具有的标志底板、反光膜外，还包括太阳能板，控制器，LED以及内部的连接电路。大家看一看，早期的太阳能标牌图像。

传统的太阳能标志图片

基本上就是一个灯箱了，电路、控制器、电池都放在箱体内，它主要的弊端有以下几个方面：

(1)箱体过于笨重，太阳能板体积过大，不利于包装，运输，在运输的过程中，经常造成内部损坏。

(2)电池和电路都封在箱体内，不宜更换。

(3)箱体过大，密封性不宜控制。

3.2新一代太阳能标志

通过长期实践，只有结构合理，才能保证太阳能标牌正常的工作。太阳能标牌的结构上应具备四要素：体薄量轻、电池电路易更换、太阳能板可转向、最高防水等级IP68。

1、体薄量轻

板的厚度约为10mm，方便运输和悬挂。

2、电池电路易更换

控制箱容易打开。

3、太阳能板可转向

太阳能板支架是一个万象轮装置，可以是太阳能板朝向太阳方向。更利于太阳能板吸收太阳能。

4、最高防水等级IP68

防水实验：http://www.56.com/u47/v_NDU4NTkyMTI.html

录像表明，太阳能标牌完全泡在水里依然可以正常工作。

4、太阳能交通标志牌的新发展

不论是做图形、轮廓还是文字，太阳能标牌均能用良好的效果，这里再介绍太阳能标志的几个特殊的用途。

a) 导向标的同步或追逐闪烁

追逐式太阳能导流牌就是将每一个太阳能标牌里的太阳能板、电池、控制电路集中起来，集中到一个主控制太阳能标牌内，各个太阳能标牌通过导线与控制连接。一个控制系统有效控制距离可以为500米。太阳能标牌仅仅保留LED和一个简单的稳压电路，电池、太阳能板均可以更换，它的另一个优点是，太阳能板是唯一的，非常适应在山区曲折、树木茂盛、地面阳光不充沛的道路上安装太阳能标牌。只需将一块太阳能板放在阳光充沛的地方即可。而传统的太阳能标牌则要求每一个太阳能标牌都能够有充足的阳光照射。而这是不现实的。

它的缺点就是安置连接导线较为麻烦，而且导线如果受到破坏或盗窃，整个系统会无法工作。为弥补这一缺点，另一种无线控制太阳能导流标牌就诞生了。

无线控制标牌，简单来说是各个标牌之间没有任何导线连接，而是以无线电波信号控制各个太阳能标牌的工作方式，可以让控制范围内的标牌按预设程序有序闪烁，这可以大大降低太阳能标牌安装的难度，不需要安装到导线了。用于道路的电子系统必须能抵抗强烈的来自车辆及其他无线电产品的电磁干扰，也要符合恶劣的物理环境。

(2)用于行人过街感应的太阳能标牌

行人过街感应标牌是在行人通过马路时，太阳能标牌捕捉到过往行人发出的红外线，标牌上的LED发出闪烁警示信息，来达到提醒过往司机的目的。行人过街感应标牌是属于智能交通产品，道路状况日益复杂，这项产品是符合交通发展趋势的。

5、太阳能标牌的寿命问题。

有哪几个方面的因素影响到太阳能标牌的寿命呢?

(1)标牌材料：

现在公路交通标志牌都是采用铝板制作，由于回收价值高，不法分子就把偷盗交通标志牌做为了生财之道。广东省的小标志一年被盗60%以上。太阳能标牌的价值高过普通标牌，所以更应考虑太阳能标牌的防盗问题。

按“无商业回收价值”这一思路，使盗窃分子无利可图。目前国内交通行业对新的替代材料也做了大量的有益的探索，模压玻璃钢材料对反光膜附着力强、抗风荷载性强、耐老化、造价低，是一种理想和成熟的标志板面防盗材料。

(2)太阳能板的寿命

太阳能板照片

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，硅系列太阳能电池发电是目前发展最成熟的，太阳能电池优劣、寿命就主要取决于硅片。目前硅片按材料的结晶类别一般分为三种：单晶硅、多晶硅和非晶硅。单晶硅光电转换效率最高，量产时其效率都能达到15%，在大规模应用和工业生产中占据主导地位，价格偏高。多晶硅、非晶硅效率只有10%左右。相比较而言，非晶硅成本最低，弱光效应好，但非晶硅光电效率衰减快，稳定性不高，因此在户外交通产品应主要选择单晶硅的太阳能电池。大量实验数据表明:单晶硅电池寿命长达15年以上，而且15年后其光电转换效率仍能达到最初的85%。

(3)LED的寿命

LED作为一种新型光源在各个领域得到越来越广泛的应用，究其原因无不外乎以下几点：1.寿命长，就目前各个区域各个品牌生产商量产的LED芯片来说，其最长工作时间普遍达到10年以上，而且是连续工作。2.节能，LED的电光能量转换率是普通白炽灯的5-8倍，获得同样的光照亮度能节省60%以上电量。

(4)电池的寿命。

太阳能产品设计原理中都是要将光能转化为电能后储存，以作后备，在无阳光照射情况下，由储能设备续电。储能设备目前主要有三大类:电池储能、电容储能、电感储能，其中电池储能因为容量大、体积小、成本便宜等优点相对使用比较广泛。作为太阳能标牌是适合用电池储能的。储能电池即蓄电池，它根据内部材料又划分为铅酸电池、镍氢电池、锂电池等几个类别。符合交通户外环境的电池要属镍氢和锂电，因为相对而言它们在高低温特性、容量体积比、环保、寿命方面是优于铅酸电池的。如果以保持60%容量统计铅酸电池循环次数在400次左右，镍氢电池在500次左右，锂电在600左右。在这里所谓的循环次数是指把电池全冲全放，满作为一个周期。而实际上太阳能标牌需考虑阴雨天因素，电池是大部分时间在放掉1/5电量时就充电的，这种浅放浅充的浮充电状态的工作方式是可以大大延长电池使用年限的。即便这样，太阳能标牌如果采用锂电照常规使用，寿命也只有4年左右。

从太阳能标牌的以上几个主要组成部分可以分析出：电池是制约其寿命的瓶颈。该类产品的电池应该注重防潮的同时，应该方便更换。