太阳能LED照明系统

太阳能LED照明系统 白炽灯 1 白炽灯又叫做电灯泡 它的工作原理是电流通过灯丝时产生热量 螺旋状的灯丝不断将热量聚集 使得灯丝的温度达2000摄氏度以上 灯丝在处于白炽状态时 就象烧红了的铁能发光一样而发出光来 灯丝的温度越高 发出的光就越亮 故称之为白炽灯 白炽灯发光时 大量的电能将转化为热能 只有极少的1 左右可以转化为有用的光能 2 其寿命跟灯丝的温度有关 温度越高 灯丝就越容易升华 钨气遇到温度较低的灯管壁又凝华在灯管壁上 这是为什么灯泡用久了会发黑的原因 当钨丝升华到比较细瘦时 通电后就很容易烧断 从而结束了灯的寿命 3 光谱是连续的 所以发出的光是全色光 色光最接近于太阳光色 但各种色光的成份比例是由发光物质 钨 以及温度决定的 比例不平衡就导致了光的颜色偏色 所以在白炽灯下物体的颜色不够真实 具有定向 散射 漫射等多种形式 但能用于加强物体立体感 荧光灯 荧光灯又叫做日光灯 它的工作原理 当开关接通的时候 电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极 220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离 产生辉光放电 辉光放电的热量使双金属片受热膨胀 两极接触 电流通过镇流器 启辉器触极和两端灯丝构成通路 管內主要气体为氩气 argon 另包含氖neon或氪krypton 气压约大气的0 3 另外包含几少量水銀 形成微量的水银蒸汽 水银原子约佔所有气体原子的千分之一的比例 日光灯管是靠着灯管的汞原子 由气体放电的过程释放出紫外光 主要波長为2537埃 2537 10 10m 所消耗的电能约60 可以转换为紫外光 其他的能量則转换为热能日光灯由灯管內表面的荧光物质吸收紫外光后释放出可見光 不同的荧光物质会发出不同的可見光 一般紫外光转换为可見光的效率约为40 因此日光灯的效率约为60 40 24 大约为相同功率钨丝电灯的两倍 节能灯 节能灯又叫紧凑型荧光灯 国外简称CFL灯 具有光效高 是普通灯泡的5倍 节能效果明显 寿命长 是普通灯泡的8倍 体积小 使用方便等优点 它的工作原理和日光灯基本相同 一般来说在同一瓦数之下 一盏节能灯比白炽灯节能80 平均寿命延长8倍 热辐射仅20 非严格的情况下 一盏5瓦的节能灯光照可视为等于25瓦的白炽灯 7瓦的节能灯光照约等于40瓦的 9瓦的约等于60瓦的 LED灯 LED灯 LightEmittingDiode 又叫发光二极管 它是一种固态的半导体器件 可以直接把电转化为光 LED的心脏是一个半导体的晶片 晶片的一端附在一个支架上 一端是负极 另一端连接电源的正极 使整个晶片被环氧树脂封装起来 半导体晶片由三部分组成 一部分是P型半导体 在它里面空穴占主导地位 另一端是N型半导体 在这边主要是电子 中间通常是1至5个周期的量子阱 当电流通过导线作用于这个晶片的时候 电子和空穴就会被推向量子阱 在量子阱内电子跟空穴复合 然后就会以光子的形式发出能量 这就是LED发光的原理 LED灯具有体积小 耗电低 寿命长 无毒环保等诸多优点 LED灯具从室外装饰 工程照明 逐渐发展到家用照明 太阳能与LED的渊源 在能源日益短缺的今天 自然能的利用成了人们关注的焦点 在各种自然能中 无穷无尽的太阳能以其无处不在的优势倍受青睐 实际上 地球上的一切能源都来自太阳 煤和石油的生成 植物的生长 水和风的运动 但是 由于太阳能的分散性和不稳定性 直接利用太阳能并不容易 近年来 随着能源的短缺和太阳能利用技术的提高 直接利用太阳能才成为现实 夏季晴天的太阳光每平方米不足1000瓦 可见 太阳能虽然巨大 但十分分散 商品化的硅太阳能电池板的光 电转换效率约14 价格也较高 因此 太阳能一般用于小功率发电 由于发电功率小 用电功率也不能太大 要在小的电输入功率下有尽可能好的照明效果 照明光源的发光效率很重要 在小功率时 传统光源光效很低 不适合在太阳能照明系统中应用 近年来 半导体发光二极管技术不断进步 已经成为一种新型照明光源 小功率照明应用时光效高 配合太阳能电池板和蓄电池组成太阳能LED照明系统必然是趋势所向 太阳能LED系统设计 1 太阳能电池板太阳能电池板是在有阳光时用来产生电能的 发电功率要根据照明用电的功率和照明时间来计算 如照明灯具的功率是2瓦 要求没有阳光时连续照明时间10小时 再考虑变换电路的变换损失 太阳能电池板的发电功率必须是3瓦左右 2 蓄电池蓄电池的作用是把有阳光时太阳能电池发出的电存储起来 供没有阳光时使用 蓄电池的容量要根据太阳能电池板的功率和LED灯的功率以及照明时间来决定 如配合2瓦的LED灯 3瓦的太阳能电池板 没有太阳时要求连续照明时间10小时 可选用12V 2 2AH的蓄电池 3 太阳能充电控制电路这部分电路的功能是在阳光充足 光照时间长的时候控制充电程度 电池充满即停止充电 不使蓄电池过充损坏 以保护蓄电池 延长其使用寿命 4 LED驱动器这是系统的核心控制电路 它的功能有三个 完成发光二极管的恒流驱动控制 使流过发光管的电流不随蓄电池的电压变化 具有光控功能 天亮时自动关灯 天黑时自动开灯 低电压保护 当电池电压下降到设定的输出时关闭 以免过放电损坏蓄电池 5 LED照明 太阳能LED照明系统的工作原理 在有太阳光的时间段 太阳能电池组将采集到的太阳能转化为电能 在控制系统的控制下 将电能储存到储能器件中 在