求太陽能照明系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)？

【專家解說】：

太陽能照明系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

　一、太陽能照明的應(yīng)用

　　太陽能照明系統(tǒng)包括以下幾種類型，下面分別加以描述：

　　太陽能燈具

　　太陽能燈具是應(yīng)用最為廣泛的獨(dú)立光伏照明系統(tǒng)，該種燈具相對(duì)普通照明燈具，增加了太陽能電池板、控制器和蓄電池等配件。圖1為原理示意圖，太陽能燈具具有能源充足、安全可靠、省電節(jié)能(不用交電費(fèi))、安裝方便壽命長的優(yōu)點(diǎn)。

　　盡管就現(xiàn)在的性價(jià)比來講，目前的太陽能燈具主要是應(yīng)用在城市次干道和鄉(xiāng)村道路燈等場合，還不能完全代替市電照明，但是從長遠(yuǎn)看，隨著太陽能電池板價(jià)格的下降和節(jié)能光源的研究，太陽能燈具一定會(huì)發(fā)揮越來越重要的作用。

　　獨(dú)立式太陽能照明系統(tǒng)

　　主要指采用太陽能燈具可能受到環(huán)境的影響不適合安裝的場合，可以將太陽能電池板集中放置，采用統(tǒng)一控制提供供電的方式提供照明。原理示意圖見圖2，太陽能電池板采用屋頂放置或者采用專用支架地面安裝的方式。該種系統(tǒng)相對(duì)于太陽能燈具具有集中控制、可靠性更高的優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是盡量采用交流系統(tǒng)而不適合長距離輸電。

　　與市電結(jié)合的太陽能照明系統(tǒng)

　　對(duì)于城市內(nèi)照明可靠性要求高的燈具照明，為了增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，可以采用與市電相結(jié)合的方式。圖3為系統(tǒng)的原理示意圖，該種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是太陽能發(fā)電量不夠時(shí)可以采用市電進(jìn)行補(bǔ)充，既節(jié)約了能源，又增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。

　　除以上太陽能發(fā)電系統(tǒng)外，還有一些混合發(fā)電系統(tǒng)，如風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)、光伏-柴油機(jī)系統(tǒng)等。但風(fēng)力相對(duì)太陽能來說，更具有一定的局限性和不確定性。因此只有風(fēng)力資源比較穩(wěn)定和具有一定的使用價(jià)值的時(shí)候才可以考慮。

　　二、太陽能照明光源的選擇

　　太陽能系統(tǒng)照明的光源原則是選擇適合環(huán)境要求的光源、壽命長、光效高、顯色性好等。常用的光源類型有：三基色節(jié)能燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈、LED、陶瓷金鹵燈、無極燈等。需要注意的是盡量選擇無需逆變的直流輸入光源，由于小型逆變器的效率比較低(一般低于80%)，選擇直流輸入能減少系統(tǒng)的能量消耗?，F(xiàn)針對(duì)應(yīng)用最多的太陽能燈具光源加以分析比較：

　　三、常用路燈光源的高度與功率搭配

　　由于太陽能電池板的效率比較低，目前市場化的太陽能封裝組件也不過是在17%左右，限制了太陽能燈的功率配置，所以太陽能燈的功率收到一定的限制?，F(xiàn)針對(duì)目前太陽能燈應(yīng)用情況，結(jié)合《太陽能室外照明裝置技術(shù)要求》中的內(nèi)容，對(duì)于常用的太陽能功率搭配列舉如下(達(dá)到的照度值供參考)：

　　注：以上達(dá)到的照度水平和光源的質(zhì)量有很大關(guān)系，本數(shù)據(jù)只是結(jié)合市場上一般質(zhì)量的光源，不否認(rèn)一些廠家的質(zhì)量比表格數(shù)據(jù)偏大。

　　四、光伏照明應(yīng)用問題分析

　　太陽能發(fā)電用于照明近幾年取得了飛速的發(fā)展，尤其作為應(yīng)用代表的太陽能路燈，隨著北京新農(nóng)村項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，已經(jīng)安裝太陽能路燈近10萬盞，取得了可喜的成績，同時(shí)很多省份比如：山東、河南、河北、江蘇等地也制定了相應(yīng)的措施，鼓勵(lì)地方可再生能源的發(fā)展和推廣等。但也帶來了一定的問題：

　　光源問題：

　　針對(duì)常用的太陽能照明光源，反映最多的是LED光源和直流節(jié)能燈光源。直流節(jié)能燈光源反映的問題主要是產(chǎn)品的可靠性問題和光效問題，有些光源使用不到一個(gè)月就已經(jīng)損壞，盡管更換的費(fèi)用不高，但是直接影響了照明的效果。同時(shí)有些廠家的標(biāo)稱功率和實(shí)際功率相差太大(有時(shí)能相差一倍還要多)，光效很差，甚至達(dá)不到30 Lm / W;LED的使用情況較好，只是LED的成本比較高(即使是普通廠家的價(jià)格在20元/瓦)，2007年北京新農(nóng)村推廣的LED燈到現(xiàn)在使用近兩年的時(shí)間，部分LED燈具由于光衰亮度降低，但仍可正常使用。鑒于此，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和對(duì)LED光源的進(jìn)一步研究，降低光衰，降低成本的情況下，LED在照明中的應(yīng)用必將更加廣泛。

　　蓄電池：

　　蓄電池作為光伏照明貯能部件，也起著非常重要的作用。有些廠家選擇側(cè)重便宜的蓄電池，不注重產(chǎn)品質(zhì)量，甚至與系統(tǒng)的要求都不能匹配，影響了蓄電池的使用;同時(shí)蓄電池工作環(huán)境的要求較高，如果由于環(huán)境原因造成了蓄電池浸水，就會(huì)造成蓄電池的短路而燒壞;另外蓄電池的防盜也是一個(gè)非常嚴(yán)重的問題，光伏系統(tǒng)很多都是無人看守，蓄電池的安裝如果不合適，很容易造成蓄電池別人盜走。

　　控制器問題

　　系統(tǒng)需要的控制器是要嚴(yán)格篩選的，控制器是光伏照明系統(tǒng)的“大腦”，它是系統(tǒng)的充放電管理核心。首先一定要與系統(tǒng)相匹配，選擇的型號(hào)不合適，控制器就不會(huì)正常工作。對(duì)控制器的總體要求是充電效率要高，同時(shí)具有對(duì)蓄電池的保護(hù)要求。

　　系統(tǒng)配置問題

　　系統(tǒng)的配置需要合理的計(jì)算，根據(jù)不同的光源、地理位置和用戶需求進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)計(jì)算，才能做出配置合理的系統(tǒng)。而目前由于太陽能照明行業(yè)尚不規(guī)范，而真正的用戶對(duì)光伏系統(tǒng)又了解甚少，在競爭日益激烈的情況下，有些系統(tǒng)供應(yīng)商或者工程商為求得更大的利益空間，用降低配置的方式降低成本，欺騙用戶，從而取得更大的利潤。降低了配置的系統(tǒng)不僅僅不能滿足客戶照明的需求，而且因?yàn)榕渲貌缓侠?，運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)配件的非自然損壞，給用戶帶來不必要的麻煩。

　　五、對(duì)推廣太陽能照明的建議

　　規(guī)范并促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化

　　國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及地方標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的盡快出臺(tái)并實(shí)施，是規(guī)范太陽能照明市場的有效措施，通過標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，對(duì)太陽能照明的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、零部件選擇、安裝標(biāo)準(zhǔn)甚至售后維護(hù)進(jìn)行規(guī)定，才能從根本上解決目前太陽能照明行業(yè)的難題。

　　科學(xué)合理設(shè)計(jì)

　　太陽能獨(dú)立照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同于太陽能并網(wǎng)發(fā)電站的設(shè)計(jì)，并網(wǎng)電站所需求的是全年發(fā)電量最大，以求的最大的利益，而太陽能獨(dú)立照明系統(tǒng)每天的需求電量是固定的，而同樣的電池板每天的發(fā)電量是變化的，冬季最少，夏最多，從而要保證系統(tǒng)全年都好用，就需要合理的設(shè)計(jì)，不能完全按照冬季發(fā)電量設(shè)計(jì)，從而造成浪費(fèi)，也不能完全按照夏季發(fā)電量設(shè)計(jì)，造成冬季系統(tǒng)電量不足。這就需要設(shè)計(jì)者根據(jù)不同地區(qū)的地理位置，日照情況和客戶的需求，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的配置，才能即能滿足客戶的需求，又不造成浪費(fèi)。

　　選擇優(yōu)良配件

　　太陽能照明系統(tǒng)的配件選擇是決定系統(tǒng)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。其中主要零部件電池板、蓄電池、控制器、光源的選擇尤為重要。其中任何一個(gè)零部件出線問題都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。

　　關(guān)于零部件的選擇，建議各工程廠家按照國家、行業(yè)、地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選擇合格的供應(yīng)商，并建立合格供應(yīng)商檔案，同事采取一定的措施對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行考核，以達(dá)到采購到合格的零部件，滿足系統(tǒng)的要求。

　　結(jié)束語

　　開發(fā)和利用太陽能照明系統(tǒng)是極具前景的事業(yè)，隨著國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的推出和實(shí)施，同事太陽能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和技術(shù)開發(fā)的深化，太陽能照明的效率和性價(jià)比將得到迅速的提高，其在照明中的應(yīng)用也將越來越廣泛，這勢必極大的推動(dòng)我國“綠色照明工程”的迅速發(fā)展。