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太阳能技术在照明中的应用

时间:2009-03-03 16:01来源: 作者: 点击:
简述了太阳能光伏技术的原理与系统构成,介绍了太阳能光伏技术在照明工程中的应用,并对其成本及存在问题做了简要的分析。
  

太阳能亮化照明技术具有一次性投资、无长期运行费用、安装方便、免维护、使用寿命长等特点,不会对原有植被、环境造成破坏,同时也降低了各项费用,节约能源,可谓“一举多得”。

2.2  建筑物楼道照明
   
太阳能走廊灯由太阳能电池板供电。整栋建筑采用整体布局、分体安装、集中供电方式。太阳能安装在天台或屋面,用专用导线(可预留)传送到每层走道和楼梯口。系统采用声、光感应,延时控制。白天系统充电、夜间自动转换开启装置,当探测到有人走动信息后,自动启动亮灯装置,并延时3~5分钟后自行关闭。当楼内发生突发事故如火灾、地震等切断电源或区域停电时,仍可连续供电3~5小时,可以作为应急灯使用,在降低各项费用的同时体现了人性化的设计理念。此种产品还可用在小区的楼号牌、单元门牌等部位,为夜归人及来访的客人提供方便。

2.3 \"光伏--建筑照明一体化\"技术

目前已成功地把太阳能组件和建筑构件加以整合,如太阳能屋面(顶)、墙壁及门窗等,实现了\"光伏--建筑照明一体化(BIPV)\"。本系统的工作原理是:由多片单晶硅太阳能光电池组合而成的电池板,经过太阳光的照射之后产生光电效应而发出直流电,再由系统中的电源转换器将直流电转换成一般电器所需的交流电,经由配电系统供照明、空调等系统使用,以及蓄电池储存电力,尚可提供防灾紧急用电需求。建筑物的墙面和屋顶的PV组件的造型、色彩、建筑风格与建筑物结合,与周围的自然环境整合,以期达到完美的协调。国内某铝板幕墙制造公司研制成功一种\"太阳房\",把发电、节能、环保、增值融于一房,成功地把光电技术与建筑技术结合起来,称为太阳能建筑系统(SPBS),已通过专家论证。这将有力地推动太阳能建筑节能产业化与市场化的进程。

3  太阳能照明设备 

太阳能照明设备主要由照明灯具、光源和控制系统组成。

太阳能照明灯具主要有太阳能草坪灯、庭院灯、景观灯和高杆灯等。这些灯具以太阳光为能源,白天充电,晚上使用,无需进行复杂昂贵的管线铺设,而且可以任意调整灯具的布局。其光源一般采用LED或直流节能灯,使用寿命较长,又为冷光源,对植物生长无害。太阳能亮化灯具是一个自动控制的工作系统,只要设定该系统的工作模式就能自动工作。控制模式一般分为光控方式和计时控制方式,一般采用光控或者光控与计时组合工作方式。在光照强度低于设定值时控制器启动灯点亮,同时进行计时开始。当计时到设定时间时就停止工作。充电及开关过程可以由微电脑智能控制,自动开关,无需人工操作,工作稳定可靠,节省电费,免维护。

其中,太阳能景观灯外观设计大多采用金属与工程塑料相结合压铸成型,灯体可呈现出圆形、方形、几何图案等多种形状,仪态万千、风格迥异,或豪华典雅、或简洁明快。灯体颜色有白、红、绿、兰、紫、黄等,依次渐变或闪烁。天黑后系统自动启动亮灯装置,一眼望去,灯体发出均匀柔和的光线,几种颜色跳跃渐变,整个城市的夜晚在一瞬间律动起来。而太阳能高杆灯一般杆高8~13米,照明功率50W~130W,有效照明面积可达几百平方。夜幕降临,霓虹闪烁、流光溢彩、分外妖娆。

4  太阳能照明成本分析

近年来我国太阳能电池的生产能力猛增,其产品价格也由“七五”初期的80元/瓦,下降到目前的40元/瓦以下。使得推广使用太阳能光伏应用产品的价格瓶颈得到基本解决,不再因太阳能光伏产品的高价而制约其产品的推广,使可望不可及变为迅速普及。预计到本世纪二三十年代,太阳能发电成本有可能降低到常规电价的水平。

采用太阳能灯光亮化工程,每年可节省大量的资金,既亮化了城市,又生态地发展了城市,并充分地利用了能源,是目前世界上最合理的发展方向。

以20层高层住宅的太阳能楼梯走道灯为例:一次性成本每平方米约为10元,使用寿命约为15年以上;与采用自带蓄电池的应急灯相比,其一次性成本相差无几,太阳能照明寿命更长,还节省了电费。

再以太阳能庭院灯为例:每盏3000~4000元,比普通庭院灯大约贵一倍,但是如算上电气管线、配电设施的投资再加上3~5年的电费和日常维护费,其成本也基本相当。 

5   太阳能照明存在的问题

5. 1  太阳能光伏系统的效率
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