求太阳能照明系统应用技术？

【专家解说】：

太阳能照明系统应用技术

　一、太阳能照明的应用

　　太阳能照明系统包括以下几种类型，下面分别加以描述：

　　太阳能灯具

　　太阳能灯具是应用最为广泛的独立光伏照明系统，该种灯具相对普通照明灯具，增加了太阳能电池板、控制器和蓄电池等配件。图1为原理示意图，太阳能灯具具有能源充足、安全可靠、省电节能(不用交电费)、安装方便寿命长的优点。

　　尽管就现在的性价比来讲，目前的太阳能灯具主要是应用在城市次干道和乡村道路灯等场合，还不能完全代替市电照明，但是从长远看，随着太阳能电池板价格的下降和节能光源的研究，太阳能灯具一定会发挥越来越重要的作用。

　　独立式太阳能照明系统

　　主要指采用太阳能灯具可能受到环境的影响不适合安装的场合，可以将太阳能电池板集中放置，采用统一控制提供供电的方式提供照明。原理示意图见图2，太阳能电池板采用屋顶放置或者采用专用支架地面安装的方式。该种系统相对于太阳能灯具具有集中控制、可靠性更高的优点;缺点是尽量采用交流系统而不适合长距离输电。

　　与市电结合的太阳能照明系统

　　对于城市内照明可靠性要求高的灯具照明，为了增强系统的可靠性，可以采用与市电相结合的方式。图3为系统的原理示意图，该种系统的优点是太阳能发电量不够时可以采用市电进行补充，既节约了能源，又增强了系统的可靠性。

　　除以上太阳能发电系统外，还有一些混合发电系统，如风光互补系统、光伏-柴油机系统等。但风力相对太阳能来说，更具有一定的局限性和不确定性。因此只有风力资源比较稳定和具有一定的使用价值的时候才可以考虑。

　　二、太阳能照明光源的选择

　　太阳能系统照明的光源原则是选择适合环境要求的光源、寿命长、光效高、显色性好等。常用的光源类型有：三基色节能灯、高压钠灯、低压钠灯、LED、陶瓷金卤灯、无极灯等。需要注意的是尽量选择无需逆变的直流输入光源，由于小型逆变器的效率比较低(一般低于80%)，选择直流输入能减少系统的能量消耗。现针对应用最多的太阳能灯具光源加以分析比较：

　　三、常用路灯光源的高度与功率搭配

　　由于太阳能电池板的效率比较低，目前市场化的太阳能封装组件也不过是在17%左右，限制了太阳能灯的功率配置，所以太阳能灯的功率收到一定的限制。现针对目前太阳能灯应用情况，结合《太阳能室外照明装置技术要求》中的内容，对于常用的太阳能功率搭配列举如下(达到的照度值供参考)：

　　注：以上达到的照度水平和光源的质量有很大关系，本数据只是结合市场上一般质量的光源，不否认一些厂家的质量比表格数据偏大。

　　四、光伏照明应用问题分析

　　太阳能发电用于照明近几年取得了飞速的发展，尤其作为应用代表的太阳能路灯，随着北京新农村项目的推广应用，已经安装太阳能路灯近10万盏，取得了可喜的成绩，同时很多省份比如：山东、河南、河北、江苏等地也制定了相应的措施，鼓励地方可再生能源的发展和推广等。但也带来了一定的问题：

　　光源问题：

　　针对常用的太阳能照明光源，反映最多的是LED光源和直流节能灯光源。直流节能灯光源反映的问题主要是产品的可靠性问题和光效问题，有些光源使用不到一个月就已经损坏，尽管更换的费用不高，但是直接影响了照明的效果。同时有些厂家的标称功率和实际功率相差太大(有时能相差一倍还要多)，光效很差，甚至达不到30 Lm / W;LED的使用情况较好，只是LED的成本比较高(即使是普通厂家的价格在20元/瓦)，2007年北京新农村推广的LED灯到现在使用近两年的时间，部分LED灯具由于光衰亮度降低，但仍可正常使用。鉴于此，随着科学技术的发展，和对LED光源的进一步研究，降低光衰，降低成本的情况下，LED在照明中的应用必将更加广泛。

　　蓄电池：

　　蓄电池作为光伏照明贮能部件，也起着非常重要的作用。有些厂家选择侧重便宜的蓄电池，不注重产品质量，甚至与系统的要求都不能匹配，影响了蓄电池的使用;同时蓄电池工作环境的要求较高，如果由于环境原因造成了蓄电池浸水，就会造成蓄电池的短路而烧坏;另外蓄电池的防盗也是一个非常严重的问题，光伏系统很多都是无人看守，蓄电池的安装如果不合适，很容易造成蓄电池别人盗走。

　　控制器问题

　　系统需要的控制器是要严格筛选的，控制器是光伏照明系统的“大脑”，它是系统的充放电管理核心。首先一定要与系统相匹配，选择的型号不合适，控制器就不会正常工作。对控制器的总体要求是充电效率要高，同时具有对蓄电池的保护要求。

　　系统配置问题

　　系统的配置需要合理的计算，根据不同的光源、地理位置和用户需求进行科学合理的设计计算，才能做出配置合理的系统。而目前由于太阳能照明行业尚不规范，而真正的用户对光伏系统又了解甚少，在竞争日益激烈的情况下，有些系统供应商或者工程商为求得更大的利益空间，用降低配置的方式降低成本，欺骗用户，从而取得更大的利润。降低了配置的系统不仅仅不能满足客户照明的需求，而且因为配置不合理，运行过程中经常会导致系统配件的非自然损坏，给用户带来不必要的麻烦。

　　五、对推广太阳能照明的建议

　　规范并促进标准化

　　国家标准和行业标准以及地方标准和规范的尽快出台并实施，是规范太阳能照明市场的有效措施，通过标准的制定和实施，对太阳能照明的系统设计、零部件选择、安装标准甚至售后维护进行规定，才能从根本上解决目前太阳能照明行业的难题。

　　科学合理设计

　　太阳能独立照明系统的设计不同于太阳能并网发电站的设计，并网电站所需求的是全年发电量最大，以求的最大的利益，而太阳能独立照明系统每天的需求电量是固定的，而同样的电池板每天的发电量是变化的，冬季最少，夏最多，从而要保证系统全年都好用，就需要合理的设计，不能完全按照冬季发电量设计，从而造成浪费，也不能完全按照夏季发电量设计，造成冬季系统电量不足。这就需要设计者根据不同地区的地理位置，日照情况和客户的需求，科学合理的设计系统的配置，才能即能满足客户的需求，又不造成浪费。

　　选择优良配件

　　太阳能照明系统的配件选择是决定系统质量好坏的关键因素。其中主要零部件电池板、蓄电池、控制器、光源的选择尤为重要。其中任何一个零部件出线问题都会导致整个系统的瘫痪。

　　关于零部件的选择，建议各工程厂家按照国家、行业、地方相关标准规范选择合格的供应商，并建立合格供应商档案，同事采取一定的措施对供应商进行考核，以达到采购到合格的零部件，满足系统的要求。

　　结束语

　　开发和利用太阳能照明系统是极具前景的事业，随着国家标准、行业标准以及地方标准规范的推出和实施，同事太阳能产业化进程和技术开发的深化，太阳能照明的效率和性价比将得到迅速的提高，其在照明中的应用也将越来越广泛，这势必极大的推动我国“绿色照明工程”的迅速发展。