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太陽能燈由太陽能電池組件、部分LED燈具、控制箱(其控制箱內(nèi)有充電器、控制器、蓄電池)和燈桿幾部分構(gòu)成。太陽能電池板光效達(dá)到127Wp/m2,效率較高,對系統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)非常有利;燈頭部分以1W白光LED和1W黃光LED集成于印刷電路板上排列為一定間距的點(diǎn)陣作為平面發(fā)光源。控制箱箱體以不銹鋼為材質(zhì),美觀耐用;控制箱內(nèi)放置免維護(hù)鉛酸蓄電池和采用慢脈沖快速充放電專利技術(shù)研制成功的太陽能路燈專用充電控制器。系統(tǒng)選用閥控密封式鉛酸蓄電池,由于其維護(hù)很少,故又被稱為"免維護(hù)電池",有利于降低系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用;充放電控制器在設(shè)計(jì)上兼顧了功能齊備(具備光控、時(shí)控、過充保護(hù)、過放保護(hù)和反接保護(hù)等)與成本控制,實(shí)現(xiàn)很高的性價(jià)比。

太陽能燈工作原理簡單,利用光生伏特效應(yīng)原理制成的太陽能電池,白天太陽能電池板接收太陽輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出,經(jīng)過充放電控制器儲存在蓄電池中,夜晚當(dāng)照度逐漸降低至101ux左右、太陽能電池板開路電壓4.5V左右,充放電控制器偵測到這一電壓值后動(dòng)作,蓄電池對燈頭放電。蓄電池放電8.5h后,充放電控制動(dòng)作,蓄電池放電結(jié)束。充放電控制器的主要作用是保護(hù)蓄電池。

太陽能是太陽內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽輻射強(qiáng)度為1367w/㎡。地球赤道的周長為40000km,從而可計(jì)算出,地球獲得的能量可達(dá)173000TW。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/㎡,地球表面某一點(diǎn)24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡,相當(dāng)于有102000TW 的能量,人類依賴這些能量維持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地?zé)崮苜Y源除外),雖然太陽能資源總量相當(dāng)于人類所利用的能源的一萬多倍,但太陽能的能量密度低,而且它因地而異,因時(shí)而變,這是開發(fā)利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。

盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量的22億分之一,但已高達(dá)173,000TW,也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源于太陽;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等)從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能,所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大,狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。

太陽能(Solar Energy),一般是指太陽光的輻射能量,在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存,而自古人類也懂得以陽光曬干物件,并作為保存食物的方法,如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下,才有意把太陽能進(jìn)一步發(fā)展。太陽能的利用有被動(dòng)式利用(光熱轉(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風(fēng)能,化學(xué)能,水的勢能等等。

隨著地球資源的日益貧乏,基礎(chǔ)能源的投資成本日益攀高,各種安全和污染隱患可謂是無處不在。這樣,太陽能照明產(chǎn)品隨著太陽能熱水器普及之后應(yīng)然而生,在這里我們就太陽能燈具和使用市電燈具的效果作實(shí)用對比。

* 對比一 市電照明燈具安裝復(fù)雜:在市電照明燈具工程中有復(fù)雜的作業(yè)程序,首先要鋪設(shè)電纜,這里就要進(jìn)行電纜溝的開挖、鋪設(shè)暗管、管內(nèi)穿線、回填等大量基礎(chǔ)工程。然后進(jìn)行長時(shí)間的安裝調(diào)試,如任何一條線路有問題,則要大面積返工。而且地勢和線路要求復(fù)雜、人工和輔助材料成本高昂。太陽能照明燈安裝簡便:太陽能燈具安裝時(shí),不用鋪設(shè)復(fù)雜的線路,只要做一個(gè)水泥基座,然后用不銹鋼螺絲固定就可。

* 對比二 市電照明燈具電費(fèi)高昂:市電照明燈具工作中有固定高昂的電費(fèi),要長期不間斷對線路和其它配置進(jìn)行維護(hù)或更換,維護(hù)成本逐年遞增。太陽能照明燈具免電費(fèi):太陽能照明燈具是一次性投入,無任何維護(hù)成本,三年可收回投資成本,長期受益。

* 對比三 市電照明燈具有安全隱患:市電照明燈具由于在施工質(zhì)量、景觀亮化的改造、材料老化、供電不正常、水電氣管道的沖突等方面帶來諸多安全隱患。太陽能照明沒有安全隱患:太陽能燈具是超低壓產(chǎn)品,運(yùn)行安全可靠。

太陽能照明的其它優(yōu)勢:綠色環(huán)保,能為高尚生態(tài)小區(qū)的開發(fā)和推廣增加新的賣點(diǎn);可持續(xù)降低物業(yè)管理成本,減少業(yè)主公共分?jǐn)偛糠值馁M(fèi)用。綜上對比所述,太陽能照明之安全無隱患、節(jié)能無消耗、綠色環(huán)保、安裝簡便、自動(dòng)控制免維護(hù)等固有的特性將為樓盤的銷售、市政工程的建設(shè)直接帶來明顯可利用的優(yōu)勢。

太陽能燈,可廣泛用于草地、廣場、公園等場合的點(diǎn)綴裝飾,屬于燈具技術(shù)領(lǐng)域。其主要采用燈罩連接底托,電池板置于電池盒上內(nèi)置于燈罩內(nèi),電池盒安裝在底托上,發(fā)光二極管安裝在電池板上,太陽能電池板采用導(dǎo)線連接可充蓄電池及控制電路。實(shí)用新型結(jié)構(gòu)一體性、簡單、緊湊,合理;無外接電源線,使用安裝方便,外形美觀;由于采用發(fā)光二極管置于底托內(nèi),發(fā)光后整個(gè)燈體都被照亮,光感效果更佳;所有電器元件內(nèi)置,具有很好的實(shí)用性。包括蛇形燈、板型燈、太陽能霓虹燈、按摩燈等多種。

在實(shí)踐中,當(dāng)然,太陽能室外照明有點(diǎn)更加復(fù)雜。除了大容量電池和太陽能電池板,該系統(tǒng)還包括先進(jìn)的專用監(jiān)控器,而停止照明工作時(shí),太陽能發(fā)電的電池開始充電,然后重新充滿電時(shí),就得到更多的動(dòng)力。這個(gè)關(guān)鍵就是太陽室外照明、太陽能光伏房子裝太陽能電池板,都有一個(gè)專用的微處理器控制系統(tǒng)和電池。它是連接到專門設(shè)計(jì)的負(fù)載燈配有超反射率和高能量鎮(zhèn)流器。具有亮度高、安裝簡便、工作可靠、不敷設(shè)電纜、不消耗常規(guī)能源、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。采用高亮度LED發(fā)光二極管設(shè)計(jì),無需人工操作,天黑燈具自動(dòng)點(diǎn)亮,天亮自動(dòng)熄滅。產(chǎn)品時(shí)尚感強(qiáng)、質(zhì)感亮麗、精細(xì)、具有現(xiàn)代感,主要應(yīng)用于小區(qū)綠化帶、工業(yè)園區(qū)綠化帶、旅游風(fēng)景區(qū)、公園、庭院、廣場綠地等場所的亮化裝飾。

太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或110V,還需要配置逆變器。各部分的作用為:

太陽能電池板

太陽能電池板:太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能,或送往蓄電池中存儲起來,或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本;

太陽能控制器

太陽能控制器:太陽能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài),并對蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ�。其他附加功能如光控開關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng);

蓄電池

蓄電池:一般為鉛酸電池,小微型系統(tǒng)中,也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來,到需要的時(shí)候再釋放出來。

逆變器

逆變器:在很多場合,都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能,需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能,因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合,需要使用多種電壓的負(fù)載時(shí),也要用到DC-DC逆變器,如將24VDC的電能轉(zhuǎn)換成5VDC的電能(注意,不是簡單的降壓)。

影響因素

太陽能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮如下因素:

Q1、太陽能發(fā)電系統(tǒng)在哪里使用?該地日光輻射情況如何?

Q2、系統(tǒng)的負(fù)載功率多大?

Q3、系統(tǒng)的輸出電壓是多少,直流還是交流?

Q4、系統(tǒng)每天需要工作多少小時(shí)?

Q5、如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣,系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天?

Q6、負(fù)載的情況,純電阻性、電容性還是電感性,啟動(dòng)電流多大?

Q7、系統(tǒng)需求的數(shù)量。

太陽能發(fā)電,并不算昂貴。如果國家當(dāng)機(jī)立斷,推出鼓勵(lì)發(fā)展綠色能源的產(chǎn)業(yè)政策,隨著技術(shù)的進(jìn)步,太陽能發(fā)電的成本,還將進(jìn)一步降低。"他的這番話引起了記者的好奇,記者采訪了許多專家,請他們共同探討:該怎么做,才能讓太陽能電力盡量為人類和環(huán)境造福。

產(chǎn)業(yè)應(yīng)用消納研發(fā)成本,中科院電工所研究員馬勝紅說,一項(xiàng)新技術(shù),在發(fā)展的不同階段,有不同的應(yīng)用需求。同其他可再生能源發(fā)電技術(shù)相比,光伏發(fā)電在解決邊遠(yuǎn)地區(qū)分散的村落和農(nóng)牧戶供電方面有突出的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,將在解決中國3000萬遠(yuǎn)離電網(wǎng)的群眾供電發(fā)揮主要作用。在一些特殊領(lǐng)域,光伏發(fā)電已經(jīng)迅速崛起,在航天電源、通訊機(jī)站無人值守電源、管道陰極保護(hù)、軍事野戰(zhàn)電源、玩具、鐘表、街燈、庭院燈以及興起的環(huán)保建筑等許多領(lǐng)域,已經(jīng)顯示出"比較優(yōu)勢"。產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用能夠消納不少研究成本,進(jìn)而推動(dòng)技術(shù)研究的深入,找到更合適的材料和降低成本的解決方案。

LED定義

LED(Light Emitting Diode),又稱發(fā)光二極管,它們利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,當(dāng)兩端加上正向電壓,半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合,放出過剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。

LED優(yōu)點(diǎn)

高效節(jié)能 一千小時(shí)僅耗幾度電(普通60W白熾燈十七小時(shí)耗1度電,普通10W節(jié)能燈一百小時(shí)耗1度電)

超長壽命 半導(dǎo)體芯片發(fā)光,無燈絲,無玻璃泡,不怕震動(dòng),不易破碎,使用壽命可達(dá)五萬小時(shí)(普通白熾燈使用壽命僅有一千小時(shí),普通節(jié)能燈使用壽命也只有八千小時(shí))

光線健康 光線中不含紫外線和紅外線,不產(chǎn)生輻射(普通燈光線中含有紫外線和紅外線)

綠色環(huán)保 不含汞和氙等有害元素,利于回收和利用,而且不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾(普通燈管中含有汞和鉛等元素,節(jié)能燈中的電子鎮(zhèn)流器會(huì)產(chǎn)生電磁干擾)

保護(hù)視力 直流驅(qū)動(dòng),無頻閃(普通燈都是交流驅(qū)動(dòng),就必然產(chǎn)生頻閃)

光效率高,發(fā)熱小:90%的電能轉(zhuǎn)化為可見光(普通白熾燈80%的電能轉(zhuǎn)化為熱能,僅有20%電能轉(zhuǎn)化為光能)

安全系數(shù)高 所需電壓、電流較小,發(fā)熱較小,不產(chǎn)生安全隱患,可用于礦場等危險(xiǎn)場所

市場潛力大 低壓、直流供電,電池、太陽能供電即可,可用于邊遠(yuǎn)山區(qū)及野外照明等缺電、少電場所。

成本降低

過去使用硅作為太陽能電池材料,而中國生產(chǎn)硅片的能力還太低,多數(shù)材料都依靠進(jìn)口,導(dǎo)致太陽能電池成本太高。要使太陽能發(fā)電得到大規(guī)模推廣,科學(xué)家必須降低太陽能電池材料的成本,或找到更廉價(jià)的太陽能電池材料。

中國太陽能學(xué)會(huì)光伏專業(yè)委員會(huì)主任趙玉文說,太陽能電池的價(jià)格大約為3.15美元/瓦,并網(wǎng)系統(tǒng)價(jià)格為6美元/瓦,發(fā)電成本為0.25美元/瓦。完成的8兆瓦并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的前期研究表明,完全商業(yè)化運(yùn)作的并網(wǎng)光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)大約為每度電3.4元,尚無法同火電、風(fēng)電等競爭。但是世界上大規(guī)模市場發(fā)展和快速的技術(shù)進(jìn)步正在使光伏系統(tǒng)設(shè)備和發(fā)電成本有效降低,預(yù)計(jì)到2010年光伏系統(tǒng)將降到3美元/瓦左右,發(fā)電成本將下降到每度0.1美元——-也就是人民幣1塊錢左右。他說:"當(dāng)前火電成本日漸上漲,發(fā)展太陽電力能正逢其時(shí)。"

中科院半導(dǎo)體所所長李晉閩透露,該所在太陽能電池研究上也取得了重大突破,他們利用某些'化學(xué)半導(dǎo)體'材料,大大提高了光電轉(zhuǎn)換效率;加上對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了精心整合,在模擬空間的環(huán)境下,能夠?qū)崿F(xiàn)26%的轉(zhuǎn)化效率,而在地面環(huán)境下,其轉(zhuǎn)換效率能超過30%。這樣,成本就不是問題,轉(zhuǎn)換觀念是當(dāng)務(wù)之急。

前景

幾位太陽能方面的專家前不久起草了"關(guān)于制定階梯電價(jià)和促進(jìn)中國發(fā)展的議案"建議稿,起草人之一、中國太陽能學(xué)會(huì)光伏專業(yè)委員會(huì)常務(wù)理事王斯成說:"從資源的數(shù)量、分布的普遍性、技術(shù)的可靠性來看,光伏發(fā)電比其他可再生能源更具有優(yōu)越性,成本較高的障礙正在隨著技術(shù)進(jìn)步和大規(guī)模生產(chǎn)而減小,光伏發(fā)電將成為未來電力的重要構(gòu)成是勿庸質(zhì)疑的。"專家建議,中國的目標(biāo)應(yīng)該在2020年使光伏發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到30000兆瓦,使光伏發(fā)電量達(dá)到屆時(shí)全國發(fā)電量的1%。

雖然這個(gè)指標(biāo)同歐、美、日國家的目標(biāo)相比差距還相當(dāng)大,但要想達(dá)到這個(gè)目標(biāo),要排除諸多障礙。專家指出,在世界上許多國家,光伏發(fā)電已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展軌道;在荒漠大規(guī)模并網(wǎng)和光伏建筑一體化領(lǐng)域具有良好的長遠(yuǎn)發(fā)展前景,是可再生能源應(yīng)用的重要組成部分。全球光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)以平均30%以上的速率迅猛增長,2002年的系統(tǒng)產(chǎn)值達(dá)到35億多美元。預(yù)計(jì)在各國減排行動(dòng)和優(yōu)惠政策的拉動(dòng)下,產(chǎn)業(yè)發(fā)展將進(jìn)一步加快。中國只要出臺相應(yīng)政策、培育規(guī)范的規(guī)模市場、加大投入、加速能力建設(shè),中國企業(yè)完全有條件依托國內(nèi)市場挺進(jìn)國際市場,進(jìn)入國際十強(qiáng)。

家用照明燈

與普通LED燈相比,太陽能燈內(nèi)置鋰電池或鉛酸蓄電池,外接一塊或多塊太陽能板對其充電,一般充電時(shí)間為8小時(shí)候左右,使用時(shí)長達(dá)8-24小時(shí)。一般帶充電或遙控功能,外形根據(jù)用戶需求各異。

信號燈

航海、航空和陸上交通信號燈的作用至關(guān)重要,許多地方電網(wǎng)不能供電,而太陽能信號燈可解決供電問題,光源以小顆粒定向發(fā)光的LED為主。取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

草坪燈

太陽能草坪燈,光源功率0.1~1W,一般采用小顆粒發(fā)光二極管(LED)作為主要光源。太陽能電池板功率為0.5~3W,可采用1.2V鎳電池等二電池。

景觀燈

應(yīng)用于廣場、公園、綠地等場所,采用各種造型的小功率LED點(diǎn)光源、線光源,也有冷陰極造型燈來美化環(huán)境。太陽能景觀燈可以不破壞綠地而得到較好的景觀照明效果。

標(biāo)識燈

用于夜晚導(dǎo)向指示、門牌、路口標(biāo)識的照明。對光源的光通量要求不高,系統(tǒng)的配置要求較低,使用量較大。標(biāo)識燈的光源一般可采用小功率LED光源或冷陰極燈。

路燈

太陽能路燈,應(yīng)用于村鎮(zhèn)道路和鄉(xiāng)村公路,是太陽能光伏照明裝置主要應(yīng)用之一。采用的光源有小功率高壓氣體放電(HID)燈、熒光燈、低壓鈉燈、大功率LED。由于其整體功率的限制,應(yīng)用于城市主干道上的案例不多。隨著與市政線路的互補(bǔ),太陽能光伏照明路燈在主干道上的應(yīng)用將越來越多。

殺蟲燈

應(yīng)用于果園、種植園、公園、草坪等場所。一般采用具有特定光譜的熒光燈,比較先進(jìn)的使用LED紫光燈,通過其特定譜線輻射誘殺害蟲。

手電筒

采用LED作為光源,可以在野外活動(dòng)或緊急情況時(shí)使用。

庭院燈

太陽能庭院燈,應(yīng)用于城市道路、商住小區(qū)、公園、旅游景區(qū)、廣場等照明及裝飾。也可以根據(jù)用戶需要將上述的市電照明系統(tǒng)改成造成太陽能照明系統(tǒng)。