淺談太陽(yáng)能照明的原理、組成及控制系統

　0 引言

　　隨著(zhù)全球能源的日益緊張，太陽(yáng)能光伏照明得到了迅速發(fā)展。在太陽(yáng)能照明系統的發(fā)展中，人們不斷的對照明系統常用的控制模式進(jìn)行分析，設計各種實(shí)際可行的工作模式，同時(shí)光源技術(shù)也在不斷的更新?lián)Q代中，蓄電池的充電模式也在不斷的研究探索中，有效利用率越來(lái)越高。在太陽(yáng)能各個(gè)組成部分的發(fā)展和協(xié)調中，太陽(yáng)能照明系統正在不斷發(fā)展完善。

　　1 太陽(yáng)能燈的原理及組成

　　太陽(yáng)能燈具系統為直流型獨立光伏系統。太陽(yáng)能電池組件將太陽(yáng)能轉化為電能，通過(guò)控制器進(jìn)行控制及保護，將電能轉變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存在蓄電池中。當用電時(shí)，蓄電池再將化學(xué)能轉化為電能，供直流負載使用，或者通過(guò)逆變器逆變?yōu)榻涣麟姽┙涣髫撦d使用。只有當長(cháng)時(shí)間無(wú)光照以致電池中的電能用完時(shí)，這個(gè)裝置才停止工作。

　　太陽(yáng)能路燈由以下幾個(gè)部分組成：太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器、蓄電池組、光源、燈桿及燈具外殼，有的還要配置逆變器。

　　1）太陽(yáng)能電池板

　　太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能路燈中的核心部分，也是太陽(yáng)能路燈中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能轉換為電能，或送至蓄電池中存儲起來(lái)。太陽(yáng)能電池主要用單晶硅、多晶硅為材料。單晶硅的光電轉換效率為13％～15％，多晶硅為11％～13％。目前最新的技術(shù)還包括光伏薄膜電池。

　　2）太陽(yáng)能控制器

　　太陽(yáng)能燈具系統中最重要的一環(huán)是控制器，其性能直接影響到系統壽命，特別是蓄電池的壽命?？刂破饔霉I(yè)級MCU做主控制器，通過(guò)對環(huán)境溫度的測量，對蓄電池和太陽(yáng)能電池組件電壓、電流等參數的檢測判斷，控制MOSFET器件的開(kāi)通和關(guān)斷，達到各種控制和保護功能。

　　3）蓄電池

　　由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統的輸入能量極不穩定，所以一般需要配置蓄電池系統才能工作。一般有鉛酸蓄電池、Ni-Cd蓄電池、Ni-H蓄電池。蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則：首先在能滿(mǎn)足夜晚照明的前提下，把白天太陽(yáng)能電池組件的能量盡量存儲下來(lái)，同時(shí)還要能夠存儲滿(mǎn)足連續陰雨天夜晚照明需要的電能。蓄電池容量過(guò)小不能夠滿(mǎn)足夜晚照明的需要，容量過(guò)大，一方面蓄電池始終處在虧電狀態(tài)，影響蓄電池壽命，同時(shí)造成浪費。蓄電池應與太陽(yáng)能電池、用電負荷（路燈）相匹配?？捎靡环N簡(jiǎn)單方法確定它們之間的關(guān)系。太陽(yáng)能電池功率必須比負載功率高出4倍以上，系統才能正常工作。太陽(yáng)能電池的電壓要超過(guò)蓄電池的工作電壓20%～30%，才能保證給蓄電池正常負電。蓄電池容量必須比負載日耗量高6倍以上為宜。

　　4）光源

　　太陽(yáng)能路燈采用何種光源是太陽(yáng)能燈具是否能正常使用的重要指標，一般太陽(yáng)能燈具采用低壓節能燈、低壓鈉燈、無(wú)極燈、LED光源。

　　LED燈光源壽命長(cháng)，可達1000000小時(shí)，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高，國產(chǎn)50lm/W，進(jìn)口80lm/W。隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步，LED的性能將進(jìn)一步提高。

　　5）燈桿及燈具外殼燈桿的高度應根據道路的寬度、燈具的間距，道路的照度標準確定。燈具外殼根據我們收集了許多國外太陽(yáng)燈資料，在美觀(guān)和節能之間，大多數都選擇節能，燈具外觀(guān)要求不高，相對實(shí)用就行。

　　2 太陽(yáng)能路燈照明控制系統

　　1）系統結構