摘 要:随着经济的发展,社会的进步,人们对能源提出了越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。由于太阳能发电具有火电、水电、核电所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性等优点,太阳能源认为是二十一世纪最重要的能源。
关键词:太阳能照明 工作原理 几点思考
太阳能光伏技术是利用电池组件将太阳能直接转换为电能的技术。太阳能光伏系统主要包括:太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中,太阳能电池组件和蓄电池为电源系统,控制器和逆变器为控制保护系统,负载为系统终端。目前太阳能应用技术已取得较大突破,并且已较成熟地应用于道路照明、城市景观照明,也给建筑照明带来了新的广阔的前景。
一、太阳能照明工作原理
太阳能光伏技术的应用不仅在边远地区和暂时缺电地区具有十分重要的地位,在城市照明中的应用业已起步,并有快速发展的势头,学校、公园、住宅小区、别墅等场所的指示牌、警示牌、草坪灯、路灯等均可采用太阳能光伏技术,使公共照明更方便、安全、环保、节能。太阳能照明的工作原理是:由太阳能电池板作为发电系统,让电池板电源经过大功率二极管及控制器给蓄电池充电,当蓄电池电源达到一定程度时,控制系统内设的自动保护系统动作,电池板自动切断电源,实行自动保护。到晚上,太阳能电池板又起了光控作用,给控制系统发出指令,此时控制系统自动开启,输出电压,使各式灯具达到设计的照明效果。并可调节所需的照明时间。
太阳能照明技术具有一次性投资、无长期运作费用、安装方便、免维护、使用寿命长等特点,不会对原有植被、环境造成破坏,同时也降低了各项费用,节约能源,可谓“一举多得”.
二、太阳能照明设备系统
太阳能照明设备主要由照明灯具、光源和控制系统组成。灯具主要有太阳能草坪灯、庭院灯、景观灯等。这些灯具以太阳光为能源,白天充电,晚上使用,无需进行复杂昂贵的管线铺设,而且可以任意调整灯箱的布局。其光源一般采用LED或直流节能灯,使用寿命较长,又为冷光源,对植物生长无害。太阳能灯具是一个自动控制的工作系统,控制模式一般分为光控、时控或者光控与时控组合的工作方式。充电及开关过程可以由微电脑智能控制,自动开关,无需人工操作,工作稳定可靠。
三、太阳能照明存在的问题
1. 太阳能光伏系统的效率由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载效率等组成。目前,太阳能电池的转换率只有17%左右,而控制器、蓄电池、逆变器的效率均远高于此,如逆变器的功率已达95%以上。因此提高电池组件的转换率,降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。
2. 太阳能电池的容量太小,还很难使用于主干道照明上。主干道的照明有较高的照明要求,就目前太阳能电池的转换功率和价格来讲,还不能够满足这个要求。
3. 太阳能储能元件,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高达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。随着技术和经济的发展,它将是一种最有希望成为和太阳能电池配套的理想储能元件。
4. 太阳能产品的质量参差不齐,甚至在光源的选择以及电路设计中存在的许多缺陷,降低了产品的经济性和可靠性。同时,国家缺少相应的产品质量标准和检测系统,使太阳能光伏技术产品化受到影响。
总之,开发、利用和推广太阳能光伏技术在城市照明中的应用是一个新的发展方向。随着太阳能产业化过程和技术开发的深化,太阳能光伏技术的效率、性价比得到迅速提高,它将在各个领域得到广泛的应用,极大地推动我国“绿色照明工程”的快速发展。