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太陽能燈具的工作原理
太陽能燈具是光伏發電的具體應用,其工作原理是:白天太陽能電池板收集太陽的光能轉換為電能,并通過控制器儲存在蓄電池中,晚上蓄電池通過控制器向光源供電,驅動光源照明。太陽能燈具有五個主要部件:太陽電池(用于發電)、蓄電池或可充電干電池(用于蓄電)、控制器(用于控制轉換)、光源(用于照明或顯示)和燈具結構件(用于支持安裝以上各個部件)。
太陽能燈具的核心部件是太陽電池,太陽電池是由半導體硅片加工封裝而成的,它好似一個小型發電機,當硅片受到光線照射時,其正、反面會產生一個電壓降,正面是負極,反面是正極,這就是半導體的光伏效應,如果用導線將正負極與負載(例如光源)連接,就有電流通過,驅動光源發光。太陽電池產生的電流大小與晶片的面積成正比,電壓的高低與晶片串聯的數量成正比。根據燈具光源對電流和電壓的不同的要求,將晶片切割成一定的面積,進行串聯或并聯焊接,然后進行封裝就成為太陽能電池組件。
太陽能燈具按照用途大體可分為以下幾大類:庭園燈(包括草坪燈)、景觀燈(包括步道燈)、障礙燈(包括航標燈)、投光燈(包括射燈)、交通指示燈、地燈和路燈等等。太陽能燈具按照體積又可分為小型、中型和大型燈,小型燈主要包括草坪燈、水面漂浮燈、工藝燈和地燈等等,因其體積很小,光源采用1個或幾個LED,主要功能是顯示、點綴和美化環境,照明功效不顯著,實用性不強。大型或中型太陽燈是指有顯著照明節能功效的太陽燈。其體積比小型太陽燈大幾倍至幾十倍,光照度和光通量比小型燈大幾十倍至幾百倍,因其具有照明實用功效,所以我們又稱之為實用性太陽燈。實用性太陽燈主要包括路燈、景觀燈、大型庭園燈等,主要用于室外照明,同時起到美化環境的作用。
普通路燈:
一般是由市電供電由控制器統一控制路燈的定時開關,存在高、低壓電纜管線的地下敷設、電力變壓器的增容、燈具更換、路線維修等問題。據電力局和路燈所權威統計數據:電纜管線敷設按低壓電纜200元/米,高壓電纜450元/米計算;電力變壓器按供電直徑2千米,每套10萬元計算;照明時間按10小時/天,電費按0.52元/度計算;傳統路燈(如高壓納燈)壽命10000小時,三年更換一次,按500元/只計算;維護費用按100元/套/年計算。按以上數據計算,常規路燈的首次投資費用為2.662萬元/套,電費、維護保養費8194元/套/10年,合計費用3.48萬元/套。
太陽能LED路燈:
不存在高低壓管線敷設、電力增容、電能消耗、燈具更換、路線維護等問題,燈具采用高效LED燈,其使用壽命高于50000小時,足以滿足十年使用需要。唯一需要更換的是鉛酸蓄電池,其使用壽命在3~5年,按3年全部更換來計算。則首次投入費用為7696元/套,十年維護費用2000元/套,總計費用9700元/套左右。
LED路燈的優勢
1、 電費對比:
使用80W LED路燈一年產生的電費,僅為使用250W 普通白熾路燈一年產生的電費的20%,大大節省了用電開支,是理想的節能降耗產品,也順應了構建節約型社會的趨勢。
2、 鋪設費用對比
我公司LED路燈功率是普通路燈的1/4,鋪設銅電纜所需截面積只要求普通路燈的1/3,節省了大量鋪設費用。綜合以上兩項節省的費用,使用LED路燈較之使用普通白熾路燈,前者可使業主在一年內收回初期增加投入的成本。
3、 照度對比:
使用LED 60W路燈可達到300W白熾燈的照度,大大降低了使用功率;而使用高壓鈉燈或者汞燈,功率不能低于250W。LED路燈因其使用功率低,可與風能、太陽能結合,使用在城市次干道上,高壓鈉燈及汞燈則不具此功能。
4、 使用溫度對比
比之普通路燈,LED路燈在使用過程中產生的溫度低,連續使用不會產生高溫,不發黑不燒黑燈罩。
5、 安全性能對比
目前市場上的冷陰燈、無極燈,都是通過高壓點極激發X光照明,含有害金屬如汞等,及有害射線;與之相比,LED路燈屬于安全低壓產品,在安裝和使用的過程中大大降低了安全隱患。
6、 環保性能對比
普通路燈含有害金屬,光譜中含有有害射線。與之相比,LED路燈光譜純凈,不含紅外線和紫外線,沒有輻射,不會產生光污染,且不含有害金屬,廢棄物可回收利用,屬于典型的綠色環保照明產品。
7、 使用壽命與質量對比
普通路燈的平均使用壽命是12000小時,更換路燈不僅成本高,而且影響交通,在隧道等地施工尤其不便;LED路燈的平均壽命為50000小時,按每天使用10小時計,使用壽命長達十年以上,一勞永逸。除此之外,LED路燈防水性、抗沖擊性、防震性都很好,質量穩定,在保質期內屬免維護產品。LED路燈的光衰小,一年的光衰不到3%,使用10年仍達到道路使用照度要求,而高壓鈉燈光衰大,一年左右已經下降30%以上,因此,LED路燈在使用功率的設計上可以比高壓鈉燈低;
8、 美觀、視覺對比
鈉燈四面發光既耗電又刺眼,尤其在小區、廣場、等人聚集處,會照成明顯的光污染。LED燈光線析數朝下,燈面與地面間無明顯光影,不刺眼又視覺寬闊、清爽。燈面如顆顆亮麗的寶石,極具高檔視覺感。LED路燈的光顯色性比高壓鈉燈高許多,高壓鈉燈顯色指數只有23左右,而LED路燈顯色指數達到75以上,從視覺心理 角度考慮,達到同等亮度,LED路燈的光照度平均可以比高壓鈉燈降低20%以上,(參照英國道理照明標準)