浅析绿色能源LED光伏照明系统.docVIP

摘要 人类当前使用的能源主要来自煤炭、石油等多年储存在地下的石化能源，按照目前的开发力度，几十年或许一百多年后，地球所储存的这些能源就将枯竭。因此，节约能源和开发可再生能源已经成为当务之急。在可再生能源中，水能已经得到了广泛的利用，但水能资源终究是有限的；相反，太阳能和风能则是取之不尽、用之不竭的。并且，太阳能对地球的污染较小。所以，怎样充分利用太阳能、风能以及怎样将传统的能源用太阳能、风能来替换是人类研究的永恒话题。 以绿色节能为特色的LED光源在建筑领域的应用飞速发展，随着其发光效率的不断提高，价格逐步下降，LED光源在照明方面的优势也显现出来。在我国倡导以绿色环保为目标的“绿色照明”的大形势下，LED无疑顺应了未来照明的需求。但是研究LED光源在照明设计中的应用，特别是LED在光伏照明系统中的应用，国内外目前还处在探索阶段。 人类利用太阳能早已经开始，人类利用LED作为光源也早已实现，但将太阳能与LED相结合用于照明的课题还刚刚开始，并且前景非常广阔；特别是光伏充发电系统中，太阳能充电器、LED的驱动器、太阳能并网等还有很多需要业界改进的地方。 本文就对LED光伏照明系统进行了分析和研究，介绍了太阳能结合LED光源在照明系统中的应用方案。重点介绍了该系统中蓄电池的相关知识、太阳能充电器的设计，并给出了基于UC3906的太阳能充电器的实际电路。本设计LED光伏照明系统中的电源采用双电源自动切换：太阳能和市电，防止太阳能不足时而停电，当太阳能充足时，其电源自动切换至太阳能。目的是使大部分照明所需的能源由太阳能代替市电来提供，使照明系统达到节能、环保的效果，真正实现“绿色照明”。 关键词：LED，绿色照明，节能，光伏发电、充电控制器 1绪 论 随着全球能源的日益紧张，太阳能光伏照明得到了迅速发展。在太阳能照明系统的发展中，人们不断的对照明系统常用的控制模式进行分析，设计各种实际可行的工作模式，同时光源技术也在不断的更新换代中，蓄电池的充电模式也在不断的研究探索中，有效利用率越来越高。在太阳能各个组成部分的发展和协调中，太阳能照明系统正在不断发展完善。 1.1国内外光伏发电历史及现状 1.1.1光伏发电历程 近几年，国际上光伏发电快速发展，美国、欧洲及日本制定了庞大的光伏发电发展计划。国际光伏市场开始由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。 美国政府最早制定光伏发电的发展规划，1997年又提出“百万屋顶”计划，能源部和有关州政府制定了光伏发电的财政补贴政策，总光伏安装量已达到3000MW以上，美国连续三年光伏产业均高于30%的年增长率上升，其主要原因是光伏组件并网应用和政策激励引起的。 日本于1974年开始执行“阳光计划”，投资5亿美元，一跃成为世界太阳电池的生产大国，1994年提出朝日七年计划，计划到2000年推广16.2万套太阳能光伏屋顶，已完成。1997年又宣布7万光伏屋顶计划，到2010年将安装7600MW太阳电池。 1993年，德国首先开始实施由政府投资支持，被电力公司认可的1000屋顶计划，继而扩展为2000屋顶计划，现在实际建成的屋顶光伏并网系统已经超过5000。德国政府并于1999年开始实施10万太阳能屋顶(每户约3kW一5kW)计划。并且1999年德国光伏上网电价为每千瓦时0.99马克，极大地刺激德国乃至世界的光伏市场。 瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。印度、马来西亚等东南亚国家，也制定了国家的光伏发展计划。 1.1.2中国国内光伏发电历史及现状 中国的太阳能光伏发电应用始于70年代，但直到1982年以后方真正发展起来，在1983年至1987年短短几年内先后从美国、加拿大等国引进了七条太阳电池生产线，使中国太阳电池的生产能力从1984年以前的年产200千瓦跃到1988年的4.5兆瓦。在应用方面，目前太阳电池主要用于通信系统和边远无电地区，在1995年年销售才约1.1兆瓦。 在1995年西藏的无水力无电县中，已建成2个功率分别为10千瓦和20千瓦的光伏电站。地区而言，当前光伏发电的重点在青海、西藏、新疆、内蒙、甘肃等无电和严重缺电的农牧区。据不完全统计，在这些地区已建成10～100kW光伏电站40多座，推广家用光伏电源15万台，总功率达2．9MW。 2004年9月，广东首座总容量为1兆瓦的太阳能发电系统在深圳通过验收。 2004年9月，中国首座屋顶太阳能发电站在北京竣工投产。这套太阳能发电系统分别安装在北京市路灯管理中心的4栋办公楼和左安门宾馆的屋顶上，可以单独供电也可以并网供电，总装机容量140千瓦，年发电量约15万千瓦时，能让4万盏100瓦的路灯亮上一年。 2005年初，甘肃《敦煌