張 哲

張家港市隆達(dá)電子科技有限公司，河南平頂山 215600

在世界經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的大背景下，能源的占有量對世界各國的發(fā)展有著不容忽視的意義。新能源的出現(xiàn)無疑給世界帶來了新的曙光，并且很好的解決了能源消耗量日益嚴(yán)重的惡劣情況，因此成為了世界各國共同的發(fā)展目標(biāo)。在眾多自然能源中，太陽能以其分布廣、無污染的特點(diǎn)被認(rèn)可成為一種新型替代能源。太陽能與LED 發(fā)光源相結(jié)合之后展現(xiàn)出來的優(yōu)勢在日常生活中無處不在。例如，它可以在一定程度上降低功率消耗、降低太陽能燈的工具成本，另一方面，不但提高了燈的照明度，而且提高了其自身的性價比，在照明與環(huán)保兩個方面都起著重要作用。

1 太陽能LED 照明系統(tǒng)的組成與特性

1.1 太陽能LED 照明系統(tǒng)的組成

太陽能LED 照明系統(tǒng)由太陽能電池、控制器、蓄電池、LED 照明負(fù)載以及備用電源組成。在此，即使蓄電池不能供給太陽能LED 照明系統(tǒng)所需要的電源時，備用電源也能直接向LED 照明系統(tǒng)負(fù)載供電，這樣一來，有效的保證了該照明系統(tǒng)的正常使用，與此同時更加降低了經(jīng)濟(jì)成本。太陽能LED 照明系統(tǒng)中各個組成部分都有其不同的功能。

1）太陽能電池

太陽能LED 照明系統(tǒng)中，太陽能電池將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換成電能，這是太陽能電池在這一照明系統(tǒng)中起到的最主要的作用。然而，因?yàn)樘栞椛鋸?qiáng)度和溫度有著較大的差異，這時就需要利用蓄電池來應(yīng)對太陽輻射強(qiáng)度較大時的情況，并且能將轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)行存儲工作。

2）控制器

控制器總體控制太陽能LED 照明系統(tǒng)，它包括蓄電池電壓以及太陽能電池電壓的采集，分析蓄電池的工作狀態(tài)，控制蓄電池供電和備用電源之間的轉(zhuǎn)換。

3）蓄電池

蓄電池的主要作用是在白天將太陽能電池所產(chǎn)生的電能進(jìn)行儲存，夜間再將所儲存的能量釋放出來，供照明使用，也正是這一功能使蓄電池成為太陽能LED 照明系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。另外，為了保證發(fā)電系統(tǒng)能夠正常的工作，必須配置具有可靠性能、合理容量的蓄電池。

4）LED 照明負(fù)載

系統(tǒng)照明的最重要組成部分便是LED 照明負(fù)載。在這個過程中，需要根據(jù)LED 自身的特性來選擇正確的控制策略，以此來達(dá)到它與蓄電池電壓的匹配，并且實(shí)現(xiàn)太陽能LED 照明的獨(dú)特優(yōu)勢。

5）備用電源

日常應(yīng)用的過程中，難免會出現(xiàn)連續(xù)長時間陰雨天氣的狀況，這時，由于蓄電池不能及時充電故而導(dǎo)致不能向負(fù)載供電，所以系統(tǒng)增加了備用電源這一部分。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制器的過程中，為備用電池提供了一個低壓直流電輸入接口，在出現(xiàn)意外情況的時候，220V 交流市電能夠通過開關(guān)電源而轉(zhuǎn)換為低壓直流電，這樣就可以供給LED 照明系統(tǒng)相關(guān)電量。

1.2 太陽能LED 照明系統(tǒng)的特性

1）節(jié)能

太陽能照明系統(tǒng)利用太陽能電池發(fā)電，并且選用LED 作為光源，在同等亮度下，耗電量極低，由此創(chuàng)造的節(jié)能價值使太陽能LED 系統(tǒng)有著十分光明的前景。

2）環(huán)保

太陽能LED 系統(tǒng)將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能，這一特點(diǎn)與其他發(fā)電方法相比，有效的避免了材料污染。這樣一來，減輕了材料污染嚴(yán)重的問題。

2 太陽能LED 照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

2.1 選用與設(shè)計(jì)

1）選用太陽能電池

世界上最早的太陽能電池是用單晶硅提煉出來的，雖然用此材料在原料方面占有相對程度上的優(yōu)勢，但是由于提煉它的過程十分困難，所以人們研究了多晶硅太陽能電池和其他的電池種類?？紤]到市場取向、應(yīng)用前景等問題，在選用太陽能電池的時候應(yīng)該選用原材料資源豐富、成本較低、本身使用壽命較長的電池。

2）選用蓄電池

蓄電池作為太陽能LED 照明系統(tǒng)的儲能裝置，它將白天接收到的陽光存儲起來，在夜間向LED 照明負(fù)載進(jìn)行供電活動，以此來保證LED 照明系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。在認(rèn)識到蓄電池的重要性之后，在選用方面則需要確定相應(yīng)的適用標(biāo)準(zhǔn)。例如，應(yīng)該選取壽命較長且易于維護(hù)的蓄電池，只有這樣才能保證蓄電池在太陽能LED 照明系統(tǒng)中起到其應(yīng)有的作用。

3）設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)之前應(yīng)該將理論與實(shí)踐相結(jié)合，制定出更好的設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該考慮到不同的氣候，從而能保證它在陰雨天氣的情況下仍然能夠正常使用。另外，也要注意考慮到光伏陣列不適合過大，應(yīng)該制定合理的大小以此來避免該系統(tǒng)過度增加的成本。與此同時，為了能夠更好的保證蓄電池壽命較為長久，最好是在陰雨天時也能讓蓄電池保持足夠的電能。

2.2 計(jì)算

1）計(jì)算太陽能電池容量

由于在此類太陽能照明系統(tǒng)中節(jié)約成本占主要部分，所以需要注重節(jié)約成本。對太陽能電池容量的計(jì)算有其原則，即太陽能電池方陣每天得到的電能需要大于或者等于電池負(fù)載所要消耗的能量。按照一般情況來說，應(yīng)該參照幾個標(biāo)準(zhǔn)語參數(shù)。例如，安裝地點(diǎn)的年平均輻射量、太陽能電池的特性以及照明負(fù)載所需要的電流和電壓數(shù)等。

2）計(jì)算蓄電池容量

作為太陽能LED 照明系統(tǒng)中的重要組成部分，在計(jì)算蓄電池容量時應(yīng)該更加注意。系統(tǒng)日用電量、自給天數(shù)和蓄電池的放電深度共同決定了蓄電池的容量。然而，蓄電池的放電深度應(yīng)該嚴(yán)格按照蓄電池的類型來確定，一般情況下，鉛酸蓄電池的深度應(yīng)該保持在30%～50%。

日常生活中，太陽能LED 照明系統(tǒng)應(yīng)用的最常見的例子就是街道兩旁的路燈。因?yàn)榈缆氛彰髋c人們生產(chǎn)生活密切相關(guān)，所以在照明方面要求選用壽命長、定向發(fā)光、以及綠色又環(huán)保的太陽能LED 照明系統(tǒng)。

3 結(jié)論

本文闡述了太陽能LED 照明系統(tǒng)的組成與特性，并且將理論與實(shí)踐相結(jié)合，設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)的應(yīng)用方案。以此，希望這些研究與設(shè)計(jì)能夠在日后實(shí)際應(yīng)用以及理論創(chuàng)新的過程中起到一定的作用。

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