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常見(jiàn)問(wèn)題
太陽(yáng)能技術(shù)在照明中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2014/4/19 11:15:28 來(lái)源:本站
摘要:簡(jiǎn)述了太陽(yáng)能光伏技能的原理與體系構(gòu)成,介紹了太陽(yáng)能光伏技能在照明工程中的運(yùn)用,并對(duì)其本錢(qián)及存在疑問(wèn)做了扼要的剖析。
關(guān)鍵詞:太陽(yáng)能 光伏技能 照明計(jì)劃 照明設(shè)備
跟著經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展,社會(huì)的前進(jìn),大家對(duì)動(dòng)力提出了越來(lái)越高的需求,尋覓新動(dòng)力變成當(dāng)時(shí)人類(lèi)面對(duì)的火急課題。因?yàn)樘?yáng)能發(fā)電具有火電、水電、核電所無(wú)法比擬的清洗性、安全性、資本的廣泛性和充足性等優(yōu)點(diǎn),太陽(yáng)能被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最重要的動(dòng)力。當(dāng)前太陽(yáng)能運(yùn)用技能已取得較大打破,并且已較成熟地運(yùn)用于修建樓道照明、城市亮化照明、太陽(yáng)能熱水供給及采暖等體系。尤其是太陽(yáng)能光伏技能的開(kāi)展,給太陽(yáng)能在照明中的運(yùn)用帶來(lái)了愈加寬廣的遠(yuǎn)景。
1 太陽(yáng)能光伏技能
太陽(yáng)能光伏技能是運(yùn)用電池組件將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募寄堋L?yáng)能光伏體系首要包含:太陽(yáng)能電池組件、蓄電池、操控器、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)能電池組件是運(yùn)用半導(dǎo)體資料的電子學(xué)特性完成P-V改換的固體設(shè)備。太陽(yáng)能照明燈具中運(yùn)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)槭墚?dāng)前技能和資料的約束,單一電池的發(fā)電量非常有限。常用的單一電池是一只硅晶體二極管,當(dāng)太陽(yáng)光照耀到由P型和N型兩種不一樣導(dǎo)電類(lèi)型的同質(zhì)半導(dǎo)體資料構(gòu)成的P-N結(jié)上時(shí),在必定的條件下,太陽(yáng)能輻射被半導(dǎo)體資料吸收,構(gòu)成內(nèi)建靜電場(chǎng)。從理論上講,此刻,若在內(nèi)建電場(chǎng)的兩旁邊面引出電極并接上恰當(dāng)負(fù)載,就會(huì)構(gòu)成電流。這些年,非晶硅太陽(yáng)電池的研發(fā)也取得了更大的進(jìn)展,因?yàn)槠渚哂猩a(chǎn)本錢(qián)較低、技能簡(jiǎn)略、節(jié)約質(zhì)料等優(yōu)勢(shì),將在將來(lái)光伏技能中占有重要位置。太陽(yáng)能電池的輸出功率是隨機(jī)的,在不一樣時(shí)刻,不一樣地址,同一塊太陽(yáng)能電池的輸出功率是不一樣的。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)荷決議。
1.2 蓄電池
因?yàn)樘?yáng)能光伏發(fā)電體系的輸入能量極不安穩(wěn),所以通常需要配置蓄電池體系才干作業(yè)。太陽(yáng)能電池發(fā)作的直流電先進(jìn)入蓄電池貯存,到達(dá)必定閾值,才干供給照明負(fù)載。蓄電池的特性直接影響體系的作業(yè)功率、牢靠性和報(bào)價(jià)。蓄電池容量的挑選通常要遵從以下準(zhǔn)則:首先在能夠滿意夜晚照明的前提下,把白日太陽(yáng)能電池組件的能量盡量存儲(chǔ)下來(lái),一起還要能夠存儲(chǔ)預(yù)定的接連陰雨天夜晚照明需要的電能。
1.3 操控器
操控器的效果是使太陽(yáng)能電池和蓄電池安全牢靠地作業(yè),以取得最高功率并延伸蓄電池的運(yùn)用壽數(shù)。經(jīng)過(guò)操控器對(duì)充放電條件加以約束,避免蓄電池反充電、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)及溫度抵償?shù)裙δ。因(yàn)樘?yáng)能電池的輸出能量極不安穩(wěn),關(guān)于太陽(yáng)能燈具的規(guī)劃來(lái)說(shuō),充放電操控電路的質(zhì)量至關(guān)重要。
1.4 DC-AC改換器
逆變器的首要功能是將蓄電池的直流電改換成交流電。選用逆變電路,經(jīng)過(guò)調(diào)制、濾波、升壓等,得到與照明負(fù)載額外頻率、額外電壓匹配的正弦交流電供體系終端用戶運(yùn)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。
2.太陽(yáng)能照明計(jì)劃
太陽(yáng)能光伏技能的運(yùn)用不僅在邊遠(yuǎn)區(qū)域和暫時(shí)缺電區(qū)域具有非常重要的位置,在其它區(qū)域也已敏捷遍及,已經(jīng)運(yùn)用在交通、修建、農(nóng)林等各個(gè)職業(yè)中。尤其在照明工程中,更是奇光異彩。
2.1 城市亮化照明
當(dāng)前太陽(yáng)能光伏技能在城市亮化照明中的運(yùn)用業(yè)已起步并以疾速開(kāi)展的氣勢(shì)逐漸遍及運(yùn)用。校園、公園、住宅小區(qū)、別墅等場(chǎng)所的指示牌、警示牌、草坪燈、路燈等均可選用太陽(yáng)能光伏照明技能,使公共照明更便利、安全、環(huán)保、節(jié)能。太陽(yáng)能亮化照明的作業(yè)原理是:由太陽(yáng)能電池板作為發(fā)電體系,讓電池板電源經(jīng)過(guò)大功率二極管及操控體系給蓄電池充電,當(dāng)蓄電池電源到達(dá)必定程度時(shí),操控體系內(nèi)設(shè)的主動(dòng)保護(hù)體系動(dòng)作,電池板主動(dòng)堵截電源,實(shí)施主動(dòng)保護(hù)。到晚上,太陽(yáng)能電池板又起到了光控效果,給操控體系宣布指令,此刻操控體系主動(dòng)敞開(kāi),輸出電壓,使各式燈具到達(dá)規(guī)劃的照明效果。并可調(diào)理所需的照明時(shí)刻。
太陽(yáng)能亮化照明技能具有一次性出資、無(wú)長(zhǎng)時(shí)刻運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、設(shè)備便利、免保護(hù)、運(yùn)用壽數(shù)長(zhǎng)等特色,不會(huì)對(duì)原有植被、環(huán)境造成破壞,一起也下降了各項(xiàng)費(fèi)用,節(jié)約動(dòng)力,可謂“一舉多得”。
2.1 修建物樓道照明
太陽(yáng)能走廊燈由太陽(yáng)能電池板供電。整棟修建選用整體規(guī)劃、分體設(shè)備、會(huì)集供電方法。太陽(yáng)能設(shè)備在露臺(tái)或屋面,用專(zhuān)用導(dǎo)線(可預(yù)留)傳送到每層走道和樓梯口。體系選用聲、光感應(yīng),延時(shí)操控。白日體系充電、夜間主動(dòng)改換敞開(kāi)設(shè)備,當(dāng)探測(cè)到有人走動(dòng)信息后,主動(dòng)發(fā)動(dòng)亮燈設(shè)備,并延時(shí)3~5分鐘后自行封閉。當(dāng)樓內(nèi)發(fā)作突發(fā)事端如火災(zāi)、地震等堵截電源或區(qū)域停電時(shí),仍可接連供電3~5小時(shí),能夠作為應(yīng)急燈運(yùn)用,在下降各項(xiàng)費(fèi)用的一起表現(xiàn)了人性化的規(guī)劃理念。此種商品還可用在小區(qū)的樓號(hào)牌、單元門(mén)牌等部位,為夜歸人及來(lái)訪的客人供給便利。
2.3 "光伏--修建照明一體化"技能。
當(dāng)前已成功地把太陽(yáng)能組件和修建構(gòu)件加以聯(lián)系,如太陽(yáng)能屋面(頂)、墻壁及門(mén)窗等,完成了"光伏--修建照明一體化(BIPV)"。本體系的作業(yè)原理是:由多片單晶硅太陽(yáng)能光電池組合而成的電池板,經(jīng)過(guò)太陽(yáng)光的照耀之后發(fā)作光電效應(yīng)而宣布直流電,再由體系中的電源改換器將直流電改換成通常電器所需的交流電,經(jīng)由配電體系供照明、空調(diào)等體系運(yùn)用,以及蓄電池貯存電力,尚可供給防災(zāi)緊迫用電需要。修建物的墻面和房頂?shù)腜V組件的外型、色彩、修建個(gè)性與修建物聯(lián)系,與周?chē)淖匀画h(huán)境聯(lián)系,以期到達(dá)完滿的和諧。國(guó)內(nèi)某鋁板幕墻制作公司研發(fā)成功一種"太陽(yáng)房",把發(fā)電、節(jié)能、環(huán)保、增值融于一房,成功地把光電技能與修建技能聯(lián)系起來(lái),稱為太陽(yáng)能修建體系(SPBS),已經(jīng)過(guò)專(zhuān)家論證。這將有力地推進(jìn)太陽(yáng)能修建節(jié)能產(chǎn)業(yè)化與市場(chǎng)化的進(jìn)程。
3 太陽(yáng)能照明設(shè)備
太陽(yáng)能照明設(shè)備首要由照明燈具、光源和操控體系構(gòu)成。
太陽(yáng)能照明燈具首要有太陽(yáng)能草坪燈、庭院燈、景觀燈和高桿燈等。這些燈具以太陽(yáng)光為動(dòng)力,白日充電,晚上運(yùn)用,無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜貴重的管線鋪設(shè),并且能夠恣意調(diào)整燈具的規(guī)劃。其光源通常選用LED或直流節(jié)能燈,運(yùn)用壽數(shù)較長(zhǎng),又為冷光源,對(duì)植物成長(zhǎng)無(wú)害。太陽(yáng)能亮化燈具是一個(gè)主動(dòng)操控的作業(yè)體系,只需設(shè)定該體系的作業(yè)形式就能主動(dòng)作業(yè)。操控形式通常分為光控方法和計(jì)時(shí)操控方法,通常選用光控或許光控與計(jì)時(shí)組合作業(yè)方法。在光照強(qiáng)度低于設(shè)定值時(shí)操控器發(fā)動(dòng)燈點(diǎn)亮,一起進(jìn)行計(jì)時(shí)開(kāi)端。當(dāng)計(jì)時(shí)到設(shè)定時(shí)刻時(shí)就停止作業(yè)。充電及開(kāi)關(guān)過(guò)程能夠由微電腦智能操控,主動(dòng)開(kāi)關(guān),無(wú)需人工操作,作業(yè)安穩(wěn)牢靠,節(jié)約電費(fèi),免保護(hù)。
其間,太陽(yáng)能景觀燈外觀規(guī)劃大多選用金屬與工程塑料相聯(lián)系壓鑄成型,燈體可呈現(xiàn)出圓形、方形、幾何圖畫(huà)等多種形狀,儀態(tài)萬(wàn)千、個(gè)性懸殊,或奢華高雅、或簡(jiǎn)練明快。燈體色彩有白、紅、綠、蘭、紫、黃等,順次突變或閃耀。天亮后體系主動(dòng)發(fā)動(dòng)亮燈設(shè)備,一眼望去,燈體宣布均勻柔軟的光線,幾種色彩跳動(dòng)突變,整個(gè)城市的夜晚在一會(huì)兒律動(dòng)起來(lái)。而太陽(yáng)能高桿燈通常桿高8~13米,照明功率50W~130W,有用照明面積可達(dá)幾百平方。夜幕降臨,霓虹閃耀、流光溢彩、分外妖嬈。
4 太陽(yáng)能照明本錢(qián)剖析
這些年我國(guó)太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)能力陡增,其商品報(bào)價(jià)也由“七五”初期的80元/瓦,下降到當(dāng)前的40元/瓦以下。使得推行運(yùn)用太陽(yáng)能光伏運(yùn)用商品的報(bào)價(jià)瓶頸得到根本處理,不再因太陽(yáng)能光伏商品的高價(jià)而制約其商品的推行,使可望不可及變?yōu)槊艚荼榧啊9烙?jì)到本世紀(jì)二三十年代,太陽(yáng)能發(fā)電本錢(qián)有能夠下降到慣例電價(jià)的水平。
選用太陽(yáng)能燈光亮化工程,每年可節(jié)約很多的資金,既亮化了城市,又生態(tài)地開(kāi)展了城市,并充沛地運(yùn)用了動(dòng)力,是當(dāng)前世界上最合理的開(kāi)展方向。
以20層高層住宅的太陽(yáng)能樓梯走道燈為例:一次性本錢(qián)每平方米約為10元,運(yùn)用壽數(shù)約為15年以上;與選用自帶蓄電池的應(yīng)急燈相比,其一次性本錢(qián)相差無(wú)幾,太陽(yáng)能照明壽數(shù)更長(zhǎng),還節(jié)約了電費(fèi)。
再以太陽(yáng)能庭院燈為例:每盞3000~4000元,比一般庭院燈大概貴一倍,可是如算上電氣管線、配電設(shè)備的出資再加上3~5年的電費(fèi)和平常保護(hù)費(fèi),其本錢(qián)也根本適當(dāng)。
5 太陽(yáng)能照明存在的疑問(wèn)
5. 1 太陽(yáng)能光伏體系的功率
太陽(yáng)能光伏體系的總功率由電池組件的PV改換率、操控器功率、蓄電池功率、逆變器功率及負(fù)載的功率等構(gòu)成。當(dāng)前,太陽(yáng)能電池的改換率只要17%左右,而操控器、蓄電池、逆變器的功率均遠(yuǎn)高于此,如逆變器的功率已達(dá)95%以上。因而進(jìn)步電池組件的改換率,下降單位功率造價(jià)是太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的要點(diǎn)和難點(diǎn)。
5. 2 太陽(yáng)能電池的容量
當(dāng)前太陽(yáng)能電池還很難運(yùn)用在骨干道照明上。公路骨干道的照明有較高的照度需求,就當(dāng)前太陽(yáng)能電池的改換功率和報(bào)價(jià)來(lái)講,還不能夠滿意這個(gè)需求。但在不久的將來(lái),跟著技能水平的進(jìn)步,太陽(yáng)能照明在公路骨干道上的運(yùn)用將會(huì)遍及開(kāi)來(lái)。
5. 3 太陽(yáng)能儲(chǔ)能元件
太陽(yáng)能電池的運(yùn)用壽數(shù)在25年以上,一般蓄電池的運(yùn)用壽數(shù)在2~3年,所以蓄電池是太陽(yáng)能電力體系中最薄弱的環(huán)節(jié)。儲(chǔ)能電容能夠在必定程度上處理這個(gè)疑問(wèn)。儲(chǔ)能電容的運(yùn)用壽數(shù)能夠到達(dá)10年以上,并且操控電路簡(jiǎn)略,可是貴重的報(bào)價(jià)約束了它的運(yùn)用,當(dāng)前只是運(yùn)用在有些交通信號(hào)燈和裝飾燈上。跟著技能和經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展,它將是一種最有期望變成和太陽(yáng)能電池配套的理想儲(chǔ)能元件。
5. 4 太陽(yáng)能商品的質(zhì)量
這些年,太陽(yáng)能光伏技能開(kāi)展很快,商品生產(chǎn)廠家如漫山遍野?墒,有些商品沒(méi)有構(gòu)成系列,質(zhì)量參差不齊,甚至在光源的挑選以及電路規(guī)劃中存在許多缺點(diǎn),下降了商品的經(jīng)濟(jì)性和牢靠性。一起,國(guó)家短少相應(yīng)的商品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)體系,使太陽(yáng)能光伏技能產(chǎn)業(yè)化受到影響。
6 結(jié)語(yǔ)
開(kāi)發(fā)和運(yùn)用太陽(yáng)能是遠(yuǎn)有遠(yuǎn)景,近有實(shí)效的工作。推行太陽(yáng)能光伏技能在照明中的運(yùn)用是一個(gè)新的課題。跟著太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和技能開(kāi)發(fā)的深化,太陽(yáng)能光伏技能的功率、性價(jià)比將得到敏捷進(jìn)步,它在各個(gè)領(lǐng)域都將得到廣泛的運(yùn)用,也將極大地推進(jìn)我國(guó)"綠色照明工程"的疾速開(kāi)展。