• 簡介：本文對一款太陽能LED疏散樓梯燈的系統(tǒng)基本組成、工作原理、太陽能電池組件選型、蓄電池選型、太陽能電池組件支架的設(shè)計等方面做了深入探討與詳細介紹。
　　• 關(guān)鍵字：太陽能Solarenergy，LED燈LightEmittingDiode，工作原理Principleofwork
　　• 參考文獻：余發(fā)平;張興;王國華;<<;基于自適應(yīng)PI控制的太陽能LED照明系統(tǒng)PWM恒流控制器>>;太陽能學報;2006年02期
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　　前言：隨著世界能源危機的加劇，各國都在尋求解決能源危機的辦法，一條道路是尋求新能源和可再生能源的利用；另一條是尋求新的節(jié)能技術(shù)，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。
　　應(yīng)用在樓梯消防疏散照明系統(tǒng)上，太陽能LED燈能達到減排，低碳，節(jié)能效果。
　　太陽能是地球上最直接最普遍也是最清潔的能源，太陽能作為一種巨量可再生能源，每天達到地球表面的輻射能大約等于2.5億萬桶石油，可以說是取之不盡、用之不竭。LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，所以發(fā)光效率高，一般人都認為，節(jié)能燈可節(jié)能4/5是偉大的創(chuàng)舉，但LED比節(jié)能燈還要節(jié)能1/4，這是固體光源更偉大的改革。
　　太陽能LED照明集成了太陽能與LED的優(yōu)點。
　　本文對一款太陽能LED燈做了深入探討與詳細介紹
　　1、系統(tǒng)介紹
　　1.1系統(tǒng)基本組成簡介
　　系統(tǒng)由太陽能電池組件部分（包括支架）、LED燈頭、控制箱（內(nèi)有控制器、蓄電池）和燈桿幾部分構(gòu)成；太陽能電池板光效達到127Wp/m2，效率較高，對系統(tǒng)的抗風設(shè)計非常有利；燈頭部分以1W白光LED和1W黃光LED集成于印刷電路板上排列為一定間距的點陣作為平面發(fā)光源。
　　控制箱箱體以不銹鋼為材質(zhì)，美觀耐用；控制箱內(nèi)放置免維護鉛酸蓄電池和充放電控制器。本系統(tǒng)選用閥控密封式鉛酸蓄電池，由于其維護很少，故又被稱為“免維護電池”，有利于系統(tǒng)維護費用的降低；充放電控制器在設(shè)計上兼顧了功能齊備（具備光控、時控、過充保護、過放保護和反接保護等）與成本控制，實現(xiàn)很高的性價比。
　　1.2工作原理介紹
　　系統(tǒng)工作原理簡單，利用光生伏特效應(yīng)原理制成的太陽能電池白天太陽能電池板接收太陽輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出，經(jīng)過充放電控制器儲存在蓄電池中，夜晚當照度逐漸降低至10lux左右、太陽能電池板開路電壓4.5V左右，充放電控制器偵測到這一電壓值后動作，蓄電池對燈頭放電。蓄電池放電8.5小時后，充放電控制器動作，蓄電池放電結(jié)束。充放電控制器的主要作用是保護蓄電池。
　　2、系統(tǒng)設(shè)計思想
　　2.1太陽能電池組件選型
　　設(shè)計要求：廣州地區(qū)，負載輸入電壓24V功耗34.5W，每天工作時數(shù)8.5h，保證連續(xù)陰雨天數(shù)7天。
　　⑴廣州地區(qū)近二十年年均輻射量107.7Kcal/cm2，經(jīng)簡單計算廣州地區(qū)峰值日照時數(shù)約為3.424h；
　　⑵負載日耗電量==12.2AH
　　⑶所需太陽能組件的總充電電流=1.05×12.2×÷（3.424×0.85）=5.9A
　　在這里，兩個連續(xù)陰雨天數(shù)之間的設(shè)計最短天數(shù)為20天，1.05為太陽能電池組件系統(tǒng)綜合損失系數(shù)，0.85為蓄電池充電效率。
　　⑷太陽能組件的最少總功率數(shù)=17.2×5.9=102W
　　選用峰值輸出功率110Wp、單塊55Wp的標準電池組件，應(yīng)該可以保證路燈系統(tǒng)在一年大多數(shù)情況下的正常運行。
　　2.2蓄電池選型
　　蓄電池設(shè)計容量計算相比于太陽能組件的峰瓦數(shù)要簡單。
　　根據(jù)上面的計算知道，負載日耗電量12.2AH。在蓄電池充滿情況下，可以連續(xù)工作7個陰雨天，再加上第一個晚上的工作，蓄電池容量：12.2×（7+1）=97.6（AH），選用2臺12V100AH的蓄電池就可以滿足要求了。
　　2.3控制器
　　太陽能充放電控制器的主要作用是保護蓄電池。基本功能必須具備過充保護、過放保護、光控、時控與防反接等。
　　蓄電池防過充、過放保護電壓一般參數(shù)如表1，當蓄電池電壓達到設(shè)定值后就改變電路的狀態(tài)。
　　在選用器件上，目前有采用單片機的，也有采用比較器的，方案較多，各有特點和優(yōu)點，應(yīng)該根據(jù)客戶群的需求特點選定相應(yīng)的方案，在此不一一詳述。
　　2.4表面處理
　　該系列產(chǎn)品采用靜電涂裝新技術(shù)，以FP專業(yè)建材涂料為主，可以滿足客戶對產(chǎn)品表面色彩及環(huán)境協(xié)調(diào)一致的要求，同時產(chǎn)品自潔性高、抗蝕性強，耐老化，適用于任何氣候環(huán)境。加工工藝設(shè)計為熱浸鋅的基礎(chǔ)上涂裝，使產(chǎn)品性能大大提高，達到了最嚴格的AAMA2605.2005的要求，其它指標均已達到或超過GB的相關(guān)要求。
　　3、結(jié)束語
　　整體設(shè)計基本上考慮到了各個環(huán)節(jié)；光伏組件的峰瓦數(shù)選型設(shè)計與蓄電池容量選型設(shè)計采用了目前最通用的設(shè)計方法，設(shè)計思想比較科學；抗風設(shè)計從電池組件支架與燈桿兩塊做了分析，分析比較全面；表面處理采用了目前最先進的技術(shù)工藝；經(jīng)過實際運行證明各環(huán)節(jié)之間匹配性較好。
　　目前，太陽能LED照明的初投資問題仍然是困擾我們的一個主要問題。但是，現(xiàn)在中國大中城市住宅樓、商住樓、寫子摟疏散樓梯很多，電能消耗很大，節(jié)省電費迫切需要，隨著太陽能電池光效在逐漸提高，而價格會逐漸降低，同樣地市場上LED光效在快速地提高，而價格卻在降低。與太陽能的可再生、清潔無污染以及LED的環(huán)保節(jié)能相比，常規(guī)化石能源日趨緊張，并且使用后對環(huán)境會造成了日益嚴重的污染。所以，太陽能LED照明作為一種疏散照明，展現(xiàn)給我們的將是生命力和前景。