LED與太陽(yáng)能結合的照明技術(shù)

當今世界，石油、煤炭、天然氣等主要能源正面臨資源枯竭的危險，同時(shí)，環(huán)保壓力也在不斷增加，因此，環(huán)保、節能已經(jīng)成為世界范圍內各行各業(yè)努力追求的目標。太陽(yáng)能是一種清潔的綠色能源，半導體發(fā)光二極管（LED）也是一種環(huán)保、節能、高效的固態(tài)電光源。

在過(guò)去的一百多年中，照明光源經(jīng)歷了三個(gè)重要的階段：白熾燈，熒光燈，HID燈。其中白熾燈是第一代光源，熒光燈是第二代光源，高強度氣體放電燈是第三代光源(HID)。如今在照明界具有廣闊的發(fā)展前景的LED光源被稱(chēng)為第四代光源。LED作為新穎的半導體光源，具有壽命長(cháng)、發(fā)光效率高、功耗低、啟動(dòng)時(shí)間短、結構牢固等特點(diǎn)。

1. 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的原理：

太陽(yáng)能光伏發(fā)電是依靠太陽(yáng)能電池組件，利用半導體材料的電子學(xué)特性，當太陽(yáng)光照射在半導體PN結上，由于P－N結勢壘區產(chǎn)生了較強的內建靜電場(chǎng)，因而產(chǎn)生在勢壘區中的非平衡電子和空穴或產(chǎn)生在勢壘區外但擴散進(jìn)勢壘區的非平衡電子和空穴，在內建靜電場(chǎng)的作用下，各自向相反方向運動(dòng)，離開(kāi)勢壘區，結果使P區電勢升高，N區電勢降低，從而在外電路中產(chǎn)生電壓和電流，將光能轉化成電能。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統大體上可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是并網(wǎng)發(fā)電系統，即和公用電網(wǎng)通過(guò)標準接口相連接，像一個(gè)小型的發(fā)電廠(chǎng)；另一類(lèi)是獨立式發(fā)電系統，即在自己的閉路系統內部形成電路。并網(wǎng)發(fā)電系統通過(guò)光伏數組將接收來(lái)的太陽(yáng)輻射能量經(jīng)過(guò)高頻直流轉換后變成高壓直流電，經(jīng)過(guò)逆變器逆變后向電網(wǎng)輸出與電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦交流電流。而獨立式發(fā)電系統光伏數組首先會(huì )將接收來(lái)的太陽(yáng)輻射能量直接轉換成電能供給負載，并將多余能量經(jīng)過(guò)充電控制器后以化學(xué)能的形式儲存在蓄電池中。

2.LED照明的優(yōu)點(diǎn)：

LED半導體照明光源除具有使用壽命長(cháng)、發(fā)光效率高、體積小、重量輕、環(huán)保安全可靠等優(yōu)點(diǎn)以外，還有一個(gè)顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)就是由于LED啟動(dòng)電壓和工作電壓一致，所以不需使用鎮流器。這樣在節省成本和能耗的同時(shí)，也大大縮短了通斷電的響應時(shí)間。

3. 太陽(yáng)能與LED照明的結合

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)能與LED照明完美結合的關(guān)鍵在于兩者同為直流電、電壓低且能互相匹配。因此兩者的結合不需要將太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電轉化為交流電，因此大大提高了整個(gè)照明系統的效率。同時(shí)，借助于并網(wǎng)技術(shù)或利用蓄電池充放能量，使其優(yōu)勢更加明顯。隨著(zhù)相關(guān)技術(shù)的深入研究，LED的發(fā)光效率正在不斷提高，超高亮度的LED將要問(wèn)世，勢必會(huì )取代普通照明電光源，并大量節約能源且無(wú)污染。

超高亮度的LED相信是未來(lái)的主流，也能夠帶動(dòng)照明燈具改朝換代，配合風(fēng)力、太陽(yáng)能，會(huì )是相當有永續概念的新指標。這種新的模式，已經(jīng)有包括中國、歐洲與日本在測試應用中，大規模商業(yè)化的腳步正在加快。

由于LED的工作電流是直流，且工作電壓較低。太陽(yáng)電池將光能轉化為直流電能，且太陽(yáng)電池組件可以通過(guò)串并聯(lián)方式組合得到實(shí)際需要的電壓。這些特點(diǎn)恰好與LED相匹配，兩者結合將獲得很高的能源利用率、較高的安全性能和可靠性，實(shí)現節能、環(huán)保、安全、高效的照明系統，實(shí)現十分完美的結合。