





























,所以照明用电的年耗电约为千亿度,相当于个三峡水力发电工程投产后的发电能力亿度。
另方面,是我国沿海地区,夏季用电高峰,不得不面临拉闸限电的状况,可以说,电力已成为限制当地经济发展的因素。
因此道路照明节电,推广太阳能路灯,对我国经济发展乃至国计民生都具有重要意义,具有极大的社会价值,经济效益。
国内太阳能光伏发展现状随着地球资源的日益贫乏,人们对利用太阳能发电的愿望越来越迫切。
我国太阳能资源丰富,年日照数在小时以上的地区占国土面积的以上。
据统计,全国目前还有万人口需要解决电视通讯照明及生产用电问题。
加上目前能源紧张已经逐步影响到人们日常生活的方方面面,太阳能将以其它能源无可比拟的优势在实际应用领域取得举足轻重的地位,其市场前景十分广阔。
但相比于蓬勃发展的世界光伏工业,中国光伏工业还处于起步阶段。
光伏产量和安装容量仅占世界的左右。
在国家实施西部大开发战略和国内绿色环保工业开始升温的背景下,近几年中国光伏应用工业保持了较快的增长速度。
随着太阳能电池各种新型材料的不断开发及成功问世,且太阳能电池成本逐年下降,所以太阳能光电的应用也将日趋广泛,它的发展已经逐渐成为种必然趋势。
加之,党和政府都十分关心新能源的发展,要求全社会从节能环保的角度上加大对新能源的认识,鼓励和支持大力开发利用新能源。
国家相关部委各地政府还制订了扶持新能源生产开发企业的相关措施,以加快新能源应用的发展,这就给我们行业带来了空前的发展契机。
第章太阳能电池及其组件太阳能电池太阳电池的发电原理及构造太阳能电池表面有层金属薄膜似的半导体薄片,当太阳光照射时,就会产生电位差的现象。
这种现象称为光生伏特效应,简称光伏效应。
太阳能电池就是产生光伏效应的半导体器件。
在太阳能光伏发电系统中,实现光电转换的最小单元是太阳能电池单体。
太阳能电池单体实际上是个结,太阳光照在半导体结上,形成新的空穴电子对,在结电场的作用下,光生空穴由区流向区,光生电子由区流向区,接通电路后就形成电流。
这就是光伏效应太阳能电池的工作原理。
若在太阳能电池单体两侧引出电极并接上负载,则负载就有光生电流流过,从而获得功率输出。
太阳电池的种类太阳能电池主要可以分为硅太阳能电池和化合物半导体太阳能电池两大类。
单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为左右,最高的达到,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。
由于单晶硅般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命般可达年,最高可达年。
多晶硅太阳能电池多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约左右。
从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。
此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。
从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。
非晶硅太阳能电池非硅太阳电池是年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。
但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,目前国际先进水平为左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。
多元化合物太阳电池多元化合物太阳电池指不是用单元素半导体材料制成的太阳电池。
现在各国研究的品种繁多,大多数尚未工业化生产,主要有以下几种硫化镉太阳能电池砷化镓太阳能电池铜铟硒太阳能电池新型多元带隙梯度,薄膜太阳能电池,是种性能优良太阳光吸收材料,具有梯度能带间隙导带与价带之间的能级差多元的半导体材料,可以扩大太阳能吸收光谱范围,进而提高光电转化效率。
以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。
可以达到的光电转化率为,而且,此类薄膜太阳能电池到目前为止,未发现有光辐射引致性能衰退效应,其光电转化效率比目前商用的薄膜太阳能电池板提高约,在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。
太阳电池的特性太阳能电池的基本特性有太阳能电池的极性太阳电池的性能参数太阳能电池的伏安特性三个基本特性。
太阳能电池的极性硅太阳能电池的般制成型结构或型结构,和,表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型和,表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。
太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。
太阳电池的性能参数太阳电池的性能参数由开行。
路灯控制器的选择应该注意应该选择功耗较低的控制器,控制器小时不间断工作,如其自身功耗较大,则会消耗部分电能,最好选择功耗在毫安以下的控制器。
二要选择充电效率高的控制器,具有充电模式的控制器能自动追踪电池板的最大电流,尤其在冬季或光照不足的时期,充电模式比其他高出左右的效率。
三应选择具有两路调节功率的控制器,具有功率调节的控制器已被广泛推广,在夜间行人稀少时段可以自动关闭路或两路照明,节约用电,还可以针对灯进行功率调节。
除选择以上节电功能外,还应该注重控制器对蓄电池等组件的保护功能,像具有涓流充电模式的控制器就可以很好的保护蓄电池,增加蓄电池的寿命,另外设置控制器欠压保护值时,尽量把欠压保护值调在,防止蓄电池过放。
第章光源随着白光光效的提高和成本的降低,作为种新型的绿色光源产品,被公认为将成为二十世纪的新型照明光源。
光源的特点虽然目前白光仍处于发展阶段,但与现行照明光源比较,照明有很多优点。
这正是适合做照明灯具的原因。
其主要特点如下光效高。
白炽灯卤钨灯的光效为,荧光灯的光效为,钠灯的光效为,大部分的耗电变成热量损耗。
的光效经改良后可达到。
使用寿命长。
的使用寿命可以长达万小时,传统的光源在这方面无法与之相比。
安全环保。
现在广泛应用的荧光灯汞灯等光源中含有危害人体的汞,这些光源的生产过程和废弃的灯管都会造成对环境的污染为全固态发光体,耐震耐冲击不易破碎无热辐射,且不含汞钠元素等可能危害健康的物质。
因其寿命长,淘汰灯具少,产生的废弃物少,是种清洁的光源。
响应时间短。
白炽灯是热辐射光源,给人的感觉是点就亮,实际上白炽灯启动后也有约零点几秒的上升时间,而的响应时间只有几十纳秒,因此在些需要快速响应或高速运动的场合,应用作为光源是很合适的。
发光体接近点光源。
的发光体芯片尺寸很小,在进行灯具设计时基本上可以把它看作点光源,这样能给灯具设计带来许多方便。
可以做成薄型灯具。
管芯很小,加之发光的方向性很强,很多情况下只需用透镜将其发出的光线进行准直偏折,而不需要使用反射器,这样设计的灯具厚度较小,可以做成薄型灯具。
亮度调节方便。
由于的工作电流范围较大,其光输出和工作电流成正比,因此,可以用改变电流的方法来调光。
发光原理及特性发光原理光源其实是个结的二极管。
它由管芯即发光半导体材料和导线支架组成,管芯周围由环氧树脂封装,以保护管芯。
在热平衡下,半导体结区的电子扩散到区,区的空穴扩散到区,这种互扩散运动的少数载流子聚集在结的两侧,形成势垒,势垒产生的电场将阻止互扩散运动的继续进行。
当结上施加正向电压时,其势垒降低,注入少数载流子,区电子注入区,而区空穴注入区。
注入的少数载流子将和该区原有的多数载流子复合发光。
复合发光根据能带结构,带间的复合可分为直接跃迁和间接跃迁两种。
发光过程包括三部分正向偏压下的载流子注入复合辐射和光能传输。
的工作情况与标准的硅二极管相似,在正向电压达到阈值电压以前,正向电流很小随着电压继续上升,电流增长速度很快,大量电子流入结,使管芯半导体晶体发光。
特性光源的特性可分为极限参数和般参数。
极限参数允许功耗允许加于两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值,发热损坏。
最大正向直流电流允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
最大反向电压所允许加的最大反向电压。
超过此值,发光二极管可能被击穿损坏。
工作环境发光二极管可正常工作的环境温度范围。
低于或高于此温度范围,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。
般参数光谱分布和峰值波长个发光二极管所发之光并非单波长,其波长大体按图所示。
由图可见,该发光管所发之光中波长的光强最大,该波长为峰值波长。
发光强度发光二极管的发光强度通常是指法线对圆柱形发光管是指其轴线方向上的发光强度。
若在该方向上辐射强度为时,则发光坎德拉符号为。
由于般的发光二强度小,所以发光强度常用坎德拉作单位。
光谱半宽度它表示发光管的光谱纯度是指图中峰值光强所对应两波长之间隔半值角和视角是指发光强度值为轴向强度值半的方向与发光轴向法向的夹角。
半值角的倍为视角或称半功率角。
图给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。
中垂线法线的坐标为相对发光强度即发光强度与最大发光强度的之比。
显然,法线方向上的相对发光强度为,离开法线方向的角度越大,相对发光强度越小。
由此图可以得到半值角或视角值。
正向工作电流它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。
在实际使用中应根据需要选择在以下。
正向工作电压参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。
般是在时测得的。
发光二极管正向工作电压在。
在外界温度升高时,将下降。
特性发光二极管的电压与电流的关系可用图表示。
在正向电压正小于值叫阈值时,电流极小,不发光。
当电压超过值后,正向电流随电压迅速增加,发光。
由曲线可以得出发光管的正向电压,反向电流及反向电压等参数。
正向的发光管反向漏电流以下。
第章太阳能路灯的设计系统的基本组成及其工作原理系统组成系统由太阳能电池组件部分包括支架灯头控制箱内有控制器蓄电池和灯杆几部分构成太阳能电池板光效达到,效率较高,对系统的抗风设计非常有利灯头部分以白光和黄光集成于印刷电路板上排列为定间距的点阵作为平面发光源。
控制箱箱体以不锈钢为材质,美观耐用控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。
工作原理系统工作原理简单,利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天太阳能电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出,经过充放电控制器储存在蓄电池中,夜晚来临时,蓄电池开始对灯头放电。
天亮后,充放电控制器动作,蓄电池放电结束。
充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。
太阳能路灯设计实例太阳能电池组件选型。
设计要求南昌地区,经计算南
