太陽(yáng)能技術(shù)在照明中的應(yīng)用

目前太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)已取得較大突破，并且已較成熟地應(yīng)用于建筑樓道照明、城市亮化照明、太陽(yáng)能熱水供應(yīng)及采暖等系統(tǒng)。尤其是太陽(yáng)能光伏技術(shù)的發(fā)展，給太陽(yáng)能在照明中的應(yīng)用帶來(lái)了更加廣闊的前景。

1 太陽(yáng)能光伏技術(shù) 太陽(yáng)能光伏技術(shù)是利用電池組件將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)主要包括：太陽(yáng)能電池組件、蓄電池、控制器、逆變器、照明負(fù)載等。當(dāng)照明負(fù)載為直流時(shí)，則不用逆變器。
1.1 太陽(yáng)能電池 太陽(yáng)能電池組件是利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性實(shí)現(xiàn)P-V轉(zhuǎn)換的固體裝置。太陽(yáng)能照明燈具中使用的太陽(yáng)能電池組件都是由多片太陽(yáng)能電池并聯(lián)構(gòu)成的，因?yàn)槭苣壳凹夹g(shù)和材料的限制，單一電池的發(fā)電量十分有限。常用的單一電池是一只硅晶體二極管，當(dāng)太陽(yáng)光照射到由P型和N型兩種不同導(dǎo)電類型的同質(zhì)半導(dǎo)體材料構(gòu)成的P-N結(jié)上時(shí)，在一定的條件下，太陽(yáng)能輻射被半導(dǎo)體材料吸收，形成內(nèi)建靜電場(chǎng)。從理論上講，此時(shí)，若在內(nèi)建電場(chǎng)的兩側(cè)面引出電極并接上適當(dāng)負(fù)載，就會(huì)形成電流。近年來(lái)，非晶硅太陽(yáng)電池的研制也取得了更大的進(jìn)展，由于其具有生產(chǎn)成本較低、工藝簡(jiǎn)單、節(jié)省原料等優(yōu)勢(shì)，將在未來(lái)光伏技術(shù)中占有重要地位。太陽(yáng)能電池的輸出功率是隨機(jī)的，在不同時(shí)間，不同地點(diǎn)，同一塊太陽(yáng)能電池的輸出功率是不同的。太陽(yáng)能電池的峰值功率Pm由當(dāng)?shù)氐奶?yáng)平均輻射強(qiáng)度與末端的用電負(fù)荷決定。
1.2 蓄電池 由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定,所以一般需要配置蓄電池系統(tǒng)才能工作。太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電先進(jìn)入蓄電池儲(chǔ)存，達(dá)到一定閾值，才能供應(yīng)照明負(fù)載。蓄電池的特性直接影響系統(tǒng)的工作效率、可靠性和價(jià)格。蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則：首先在能夠滿足夜晚照明的前提下,把白天太陽(yáng)能電池組件的能量盡量存儲(chǔ)下來(lái)，同時(shí)還要能夠存儲(chǔ)預(yù)定的連續(xù)陰雨天夜晚照明需要的電能。
1.3 控制器 控制器的作用是使太陽(yáng)能電池和蓄電池安全可靠地工作,以獲得最高效率并延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。通過(guò)控制器對(duì)充放電條件加以限制，防止蓄電池反充電、過(guò)充電及過(guò)放電。另外，還應(yīng)具有電路短路保護(hù)、反接保護(hù)、雷電保護(hù)及溫度補(bǔ)償?shù)裙δ堋Ｓ捎谔?yáng)能電池的輸出能量極不穩(wěn)定，對(duì)于太陽(yáng)能燈具的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，充放電控制電路的質(zhì)量至關(guān)重要。 1.4 DC-AC變換器 逆變器的主要功能是將蓄電池的直流電變換成交流電。采用逆變電路，經(jīng)過(guò)調(diào)制、濾波、升壓等，得到與照明負(fù)載額定頻率、額定電壓匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端用戶使用。逆變器也應(yīng)具有電路短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、反接保護(hù)及雷電保護(hù)等功能。
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