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常見問題

　　1 太陽能照明概述：太陽能是“取之不盡，用之不竭”的，無污染的可再生動力，每天送到地球表面的輻射能大概相當于2．5億萬桶石油。在很長一段時刻內(nèi)，太陽能都白白地從大家身邊“溜走”了。跟著科學技能的飛速開展，太陽能逐漸被開發(fā)運用，并已變成最有開展前景的環(huán)保動力之一。

　　當前，太陽能的運用方法首要有兩種。（1）通過太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能用于發(fā)電，即光伏發(fā)電，如太陽能照明、太陽能發(fā)電站等。（2 ）通過集熱器把太陽能變換為熱能加以運用，例如太陽能熱水器、太陽灶等。

　　其間，太陽能照明是運用太陽能最重要的路徑之一，也是咱們首要注重和研討的對象。在室外照明中，太陽能照明的開展勢頭微弱。太陽能路燈（非主干道）、太陽能庭院燈、太陽能草坪燈、太陽能交通信號燈、太陽能廣告燈等已不罕見，均變成綠色照明中的亮點。咱們所說的太陽能燈，既指燈具、光源，也包括太陽能電池、蓄電池、控制器、逆變器、燈桿等配套器材。

　　太陽能照明最顯著的特色是節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保，無需由傳統(tǒng)的公共電力體系獲取電能，節(jié)省了變配電設(shè)備、纜線、開關(guān)等的出資，根本沒有運轉(zhuǎn)費用。太陽能轉(zhuǎn)化為電能，避免了煤、油、核等發(fā)電導致的大氣和環(huán)境污染。在當今技能條件下，太陽能照明特別適宜運用于供電間隔較遠或不易供電的當?shù)亍?br />
　　2 太陽能照明原理：太陽能電池板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過大功率二極管及控制體系給蓄電池充電。充電到必定程度時，控制器內(nèi)的自保體系動作，堵截充電電源。晚間，太陽能電池板充當了光電控制器，發(fā)動控制器，蓄電池給照明燈供電，點著照明燈；清晨，太陽能電池板又充當了光電控制器，發(fā)動控制器，堵截照明燈電源，重新開始進行轉(zhuǎn)化太陽能為電能的作業(yè)。在太陽能燈燃亮時，還能夠依據(jù)設(shè)置進行調(diào)光。

　　3 太陽能照明構(gòu)成：太陽能照明由太陽能電池板、蓄電池、太陽能燈專用控制器、發(fā)光體及燈桿等構(gòu)成。下文要點介紹太陽電池、蓄電池、逆變器（溝通照明燈泡用）、太陽能燈專用控制器、發(fā)光體等。

　　3.1 太陽能電池

　　3.1.1 太陽能電池原理：太陽能電池是運用光電變換原理使太陽的輻射光通過半導體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿钠鞑�，這種光電變換進程通常叫做“光生伏打效應(yīng)”，太陽能電池又稱為“光伏電池”。當太陽光照射到由P、N型兩種不一樣導電類型的同質(zhì)半導體資料構(gòu)成的P－N結(jié)上時，在必定條件下，太陽能輻射被半導體資料吸收，構(gòu)成內(nèi)建靜電場。假如從內(nèi)建靜電場的兩邊引出電極并接上恰當負載，就會構(gòu)成電壓和電流，這即是太陽能電池的根本原理。單片太陽能電池即是一薄片半導體P-N結(jié)。規(guī)范光照條件下，額外輸出電壓為0．48V。為了取得較高的輸出電壓和較大容量，通常把多片太陽能電池銜接在一起。太陽能電池的輸出功率是隨機的。不一樣時刻、不一樣地址、不一樣安裝方法下，同一塊太陽能電池的輸出功率也是不一樣的。當前，太陽能電池的光電變換率通常在百分之十幾以上，單個發(fā)達國家的太陽能電池光電變換率已經(jīng)能夠到達30％左右。

　　3.1.2 太陽能電池分類（1）硅太陽能電池；（2）以無機鹽如：砷化鎵ＩＩＩ－V化合物、硫化鎘、銅、銦、硒等多元化合物為資料的電池；（3）功用高分子資料制備的太陽能電池；（4）納米晶太陽能電池等。硅太陽能電池技能相對較老練，半導體資料的禁帶不是太寬，光電變換率較高，資料自身不形成污染，所以硅是當前最理想的太陽能電池資料。以其他資料為根底的太陽能電池也正在研發(fā)和開展進程中。

　　3.1.3 硅太陽能電池（1）單晶硅電池：當前，單晶硅太陽能電池光電變換率最高（20％左右），技能最為老練，但因為單晶硅資料報價過高，制造技術(shù)繁瑣，形成單晶硅本錢報價居高不下，變成開展單晶硅太陽能電池的一大妨礙，如今正在逐漸被多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池等替代。當前，單晶硅太陽能電池在路途照明、交通信號等室外照明中的運用較為遍及，光電變換率為11％～24％，運用年限較長。（2）多晶硅電池：多晶硅薄膜電池因為所運用的硅比單晶硅少許多，不存在功率闌珊等疑問，而且有能夠在賤賣襯底資料上制備。多晶硅薄膜太陽能電池的本錢遠低于單晶硅電池，光電變換率近20％，高于非晶硅薄膜電池。因而，多晶硅薄膜電池將有望變成太陽能電池的主導產(chǎn)品。多晶硅太陽能電池在室外照明中的運用將越來越廣泛。（3）非晶硅電池：非晶硅薄膜太陽能電池制造簡單，本錢較低，便于大規(guī)模出產(chǎn)，遍及遭到大家的注重并得以迅速的開展，光電變換率在14．5％以上，但安穩(wěn)性較差。進步變換率和安穩(wěn)性對錯晶硅薄膜太陽能電池的開展方向。當前，非晶硅電池在低功率電力體系中運用較多。

　　3.1.4 研發(fā)中的其他太陽能電池（1）納米晶化學太陽能電池：納米晶化學太陽能電池是新式太陽能電池，當前仍在研發(fā)進程中，其間納米晶ＴｉＯ2太陽能電池倍受注重。納米晶ＴｉＯ2太陽能電池光電功率在10％以上，制造本錢為硅太陽電池的1/5～1/10，壽數(shù)可到達20年以上。（2）聚合物多層修飾電極型太陽能電池：原資料為有機資料，柔性好，制造簡單，資料來歷廣泛，本錢較低。功用和壽數(shù)遠不如硅電池，但有能夠提供賤賣電能。此項研討剛剛起步。（3）多元化合物薄膜太陽能電池：有些金屬化合物如硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的功率比非晶硅薄膜太陽能電池功率高，本錢較單晶硅電池低，而且也易于大規(guī)模出產(chǎn)，但因為鎘有劇毒，會形成嚴峻污染，因而，不能開發(fā)運用。

　　3.1.5 太陽能電池的容量挑選：太陽能電池功率有必要比負載功率高出4倍以上，體系才干正常作業(yè)。

　　3.2 蓄電池

　　3.2.1 太陽能照明有必要裝備蓄電池太陽能照明有必要裝備蓄電池才干作業(yè)，這是因為：（1）太陽能電池只能在白天進行光電轉(zhuǎn)化作業(yè)，電能在夜晚才干用于照明，因而有必要儲藏在蓄電池內(nèi)。儲藏的容量要滿意當?shù)亟舆B幾個天陰的照明需要。（2）太陽能電池板的輸出能量極不安穩(wěn)，裝備蓄電池后，太陽能燈等負荷才干正常作業(yè)。

　　3.2.2 蓄電池的品種和運用（1）鉛酸蓄電池：傳統(tǒng)蓄電池，能量密度較低，對環(huán)境污染較為嚴峻，將逐漸被篩選。
 （2）Nｉ－Ｃｄ（鎳－鎘）蓄電池：功用較鉛酸蓄電池優(yōu)勝，但能量密度缺乏，鎘的污染嚴峻，大都國家嚴格控制此類蓄電池的出產(chǎn)和運用。（3）Nｉ－Ｈ（鎳－氫）蓄電池：具有能量密度高、重量輕、壽數(shù)長、無環(huán)境污染等長處，各國正在活躍開發(fā)。發(fā)達國家在20世紀９0年代已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化階段。（4）鋰電池：新式高能化學電源，具有高容量、高功率、小型化、無污染的特色。鋰電池首要用于筆記本電腦和手機。當前，中國室外照明很多運用全封閉、免維護的鉛酸蓄電池。小型照明工程、筆記本電腦和手機等很多運用鋰電池、鎳氫電池。鋰電池的運用領(lǐng)域正在逐漸擴展。 研發(fā)、推行無污染蓄電池是開展太陽能照明迫切需要處理的一個嚴峻課題。

　　3.2.3 蓄電池容量挑選：中國地域?qū)拸V，氣候區(qū)別很大，蓄電池白天貯存的電能應(yīng)能滿意夜晚照明的需要，一起大概滿意當?shù)亟舆B陰雨天氣時夜晚照明的需要。但是，所選蓄電池容量也不必過大，不然，蓄電池經(jīng)常處于虧電狀況，將影響蓄電池的壽數(shù)，形成不必要的糟蹋。對蓄電池容量巨細的挑選，中國西部地區(qū)主張高出照明燈日耗電量的4倍以上；北方地區(qū)主張高出照明燈日耗電量5倍以上；南邊地區(qū)主張高出照明燈日耗電量6倍以上。

　　3.3 控制器：控制器的作用是控制太陽能燈體系的作業(yè)狀況，如照明燈的光控或設(shè)置開關(guān)、調(diào)光、雷電維護、電路短路維護，對蓄電池進行過充電維護、反充電維護、過放電維護、溫度補償?shù)��？刂破魇翘�陽能燈的“大腦”。有了合格的控制器，太陽能燈才干順暢作業(yè)，一起延伸蓄電池等器材的壽數(shù)。

　　3.4 逆變器：逆變器是把蓄電池輸出的直流電變成溝通電的設(shè)備，照明負載為直流時不必設(shè)置，照明負載為溝通負載時有必要運用。依據(jù)中國現(xiàn)狀，通常蓄電池為24V（或12V、36V），室外照明燈泡（燈管）為220V、50Ｈｚ溝通，因而，逆變器多為ＤＣ24V（或12V、36V）/AC220V的電壓方式。逆變器也應(yīng)具有電路短路維護、欠壓維護、過流維護、反接維護及雷電維護等功用。

　　3.5 照明負載：因為太陽能照明存在光電變換率較低，本錢報價較高級要素，使得當前其運用規(guī)模僅限于交通信號燈、景象照明、裝修照明等規(guī)模，以草坪燈、庭園燈、小功率路（非主干道）燈等為主。太陽能照明光源以LED發(fā)光二極管、三基色高效節(jié)能燈為主，也能夠運用低壓鈉燈、無極燈，單個情況選用小功率HID燈。LED與節(jié)能燈對比，前者壽數(shù)較長、光效較低；后者壽數(shù)較短、光效較高。在不一樣情況下，要通過經(jīng)濟技能對比，從中挑選適宜的光源。太陽能交通信號燈光源選用LED發(fā)光二極管，壽數(shù)長，發(fā)光功用契合信號燈的需求。有調(diào)理明暗、頻頻開關(guān)功用的1W以下的小功率太陽能草坪燈，通常大概運用LED作為光源。關(guān)于功率較大的太陽能草坪燈，當前運用三基色高效節(jié)能燈對比合理。庭院燈和路燈以裝修為主時，主張?zhí)暨xLED發(fā)光二極管；以照明為主時，主張?zhí)暨x三基色高效節(jié)能燈或低壓鈉燈。跟著LED發(fā)光二極管光效的進步，太陽能照明的配套光源將越來越多地運用LED發(fā)光二極管。

　　4、太陽能照明的開展趨勢（1）提高電池板的光電變換率；（2）加大體系容量，滿意大功率室外照明燈的需求；（3）下降本錢。當前，一套太陽能照明燈（全套）是一般照明燈（全套）的幾倍，影響了太陽能照明的推行運用；（4）延伸蓄電池等器材的壽數(shù)，然后延伸太陽能照明體系的壽數(shù)； （5）減小電池板、蓄電池等的體積，美化桿型；（6）逐漸篩選嚴峻污染的鉛酸蓄電池、Nｉ－Ｃｄ蓄電池等，加快開發(fā)研發(fā)無污染蓄電池，完成真實含義的環(huán)保；（7）太陽能照明在通過技能進步和下降報價后，將變成新世紀的主導光源之一。