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太阳能LED灯具技术要求

导读: 随着太阳能光伏技术的发展和进步,太阳能电池作为一种新能源,在民用方面首先应用在照明灯具上,太阳能灯具产品具有环保节能的双重优势。太阳能LED照明产品是新一代的绿色环保照明产品,它的主要部件包括太阳能光伏电池(PV技术)和半导体照明光源(LED)。

    随着太阳能光伏技术的发展和进步,太阳能电池作为一种新能源,在民用方面首先应用在照明灯具上,太阳能灯具产品具有环保节能的双重优势。太阳能LED照明产品是新一代的绿色环保照明产品,它的主要部件包括太阳能光伏电池(PV技术)和半导体照明光源(LED)。因为LED太阳能灯集成了太阳能光伏发电和LED固态照明优点的太阳能LED照明系统,实现了新一代能源和新型光源的完美结合。但是,在太阳能照明灯具的设计中,涉及光源、太阳能电池系统、蓄电池充放电控制许多因素,其中任何一个环节出现问题都会造成产品缺陷。

    一、下太阳能灯具组成

    太阳能光伏发电技术能与LED照明完美结合的关键在于两者同为直流电、电压低且能互相匹配。因此两者的结合不需要将太阳能电池产生的直流电转化为交流电,因此大大提高了整个照明系统的效率。同时,借助于并网技术或利用蓄电池充放能量,使其优势更加明显。
1、太阳能电池板
2、充放电控制器
3、蓄电池
4、负载
5、灯具外壳

    二、设计使用时需注意的问题(以LED草坪灯为例)

    1、LED的特性接近稳压二极管,工作电压变化0.1V,工作电流可能变化20mA左右。为了安全,普通情况下使用串联限流电阻,极大的能量损失显然不适合太阳能草坪灯,并且LED亮度随工作电压变化。采用升压电路是一个好办法,也可以用简单的恒流电路,总之一定要自动限流,否则将损坏LED。

    2、一般LED的峰值电流为50~100mA,反向电压6V左右,注意不要超过这个极限,尤其在太阳能电池反接或者蓄电池空载,升压电路峰值电压过高时,很可能超过这个极限损坏LED。

    3、LED温度特性不好,温度上升5℃,光通量下降3%,夏季使用要注意。

    4、工作电压离散性大,同一型号、同一批次的LED工作电压都有一定差别,不宜并联使用。一定要并联使用,应该考虑均流。

    5、超高亮白光LED色温为6400k~30000k 。目前,低色温的超高亮白光LED尚没有进入市场,因此用超高亮白光LED制造的太阳能草坪灯光穿透能力比较差,所以在光学设计上要注意。

    6、静电对超高亮白光LED影响很大,在安装时要有防静电设施,工人要佩带防静电手腕。受静电伤害的超高亮白光LED当时可能凭眼睛看不出来,但是使用寿命将变短。

    7、系统组合中要注意光敏感测器,太阳能灯需要光控开关,有的设计者往往会使用光敏电阻来自动开关灯,实际上太阳能电池本身就是一个极好的光敏感测器,用它做光敏开关,特性比光敏电阻要好。对于太阳能庭院灯的应用问题不大,但是对于仅仅使用一只1.2VNi-Cd电池的太阳能草坪灯来说,太阳能电池元件由四片太阳能电池串联组成,电压低,弱光下电压更低,以至天没有黑电压已经低于0.7V,造成光控开关失灵。在这种情况下,只要加一只电晶体直接耦合放大,即可解决问题。

    8、按蓄电池电压高低控制负载大小,太阳能灯往往对连续阴雨天可维持时间要求很高,这就增加了系统的成本。我们在连续阴雨天蓄电池电压降低时减少LED或者节能灯接入的个数,或者减少太阳能灯每天的发光时间,这就减少了系统的成本。

    9、闪烁变光,渐亮渐暗是节能的好办法,它一方面可以增加太阳能草坪灯照射效果,另一方面可以通过改变闪烁占空比控制蓄电池平均输出电流,延长系统工作时间,或者在同等条件下,可降低成本。

    10、三色基色高效节能灯的开关速度。这个问题非常重要,它甚至决定了太阳能草坪灯的使用寿命,三色基色高效节能灯启动时有高达10~20倍的启动电流,系统在承受这样大的电流情况下会造成电压的大幅度下降,太阳能草坪灯就无法启动或者反复启动,导致最后的损坏。

    11、目前太阳能电池还不能够使用在主干道照明上。公路主干道的照明有法定的照度要求,就目前太阳能电池的转换效率和价格而言,还不能够满足这个要求。但在不久的将来随着各方面技术水准的提高,太阳能电池一定会应用于公路主干道的照明上。

    12、关于储能电容,太阳能电池的使用寿命在25年以上,普通蓄电池的使用寿命在2~3年,所以蓄电池是太阳能电力系统中最薄弱的环节。储能电容可以在一定程度上解决这个问题。储能电容的使用寿命可以达到10年以上,而且控制电路简单,但是昂贵的价格限制了它的应用,目前仅仅应用在部分交通信号灯和装饰灯上。随着技术水准的提高,产品价格的下降,它将是一种最有希望成为太阳能电池配套的理想储能元件。

    综上所述,太阳能电池是一个巨大的PN结,它把太阳能转换为电能。LED则是另一个可以将电能转换为光线的PN结,它的转换效率在不断提高,相信不久就可以达到节能灯的水准,而使用寿命可以却可以达到10万小时以上,这才是真正意义上的绿色照明。

(编辑:文静)

 

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