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解析怎樣將太陽能與照明技術(shù)結(jié)合

2014-04-30 15:39:01 來源：嗶哥嗶特商務(wù)網(wǎng)

技術(shù)背景

隨著技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode,LED)和太陽能光伏電池的性能得到顯著提高，這進而有助于提升最終應(yīng)用的性能。對于同時采用這兩種技術(shù)的應(yīng)用(如太陽能照明應(yīng)用)，這兩大核心技術(shù)的進步將大大增強改善最終應(yīng)用性能的潛力。不過，太陽能照明解決方案制造商面臨的挑戰(zhàn)將是如何能夠快速且經(jīng)濟高效地利用技術(shù)進步的成果。最大程度發(fā)揮系統(tǒng)性能的其中一個辦法是利用能量轉(zhuǎn)換策略。借助堅實的能量轉(zhuǎn)換策略，用戶能夠快速開發(fā)與部署充分利用最新技術(shù)的解決方案。在本文中，我們將檢視組件，開發(fā)系統(tǒng)，并介紹一種分析系統(tǒng)特性的高級方法。

太陽能照明的示例不勝枚舉。無論是在電網(wǎng)不穩(wěn)定的地區(qū)使用太陽能臺燈作為夜間閱讀的照明燈，還是對公共街道照明進行全面部署，對太陽/LED照明組合系統(tǒng)的需求都具有多樣性、接受度高及全球化的特點。唯一不同之處僅在于最終應(yīng)用的需求規(guī)模(閱讀與一般照明的要求截然不同)。

所有此類系統(tǒng)的核心組件均包括：i) 太陽能電池;ii) 電池;iii) LED.如果采用更廣義的描述，這些組件分別為：太陽能采集器(太陽能電池)、儲能裝置(電池)以及耗能裝置(LED)。雖然這并不十分準確，但有助于突出分析的靈活性。圖1a給出了最基本的系統(tǒng)配置。

兩種系統(tǒng)配置

圖1 兩種系統(tǒng)配置

不過，為使這種方案生效，每個組件的特性必須彼此兼容。對于本例而言，這意味著太陽能電池的輸出電壓/電流特性必須與電池的充電曲線匹配，電池的放電曲線必須滿足LED的驅(qū)動要求。我們很快發(fā)現(xiàn)，圖1(a)中的配置不能滿足上述要求。

組件概述

回顧一下每個組件的性能特性，如圖2(a到d)所示的伏安特性，我們發(fā)現(xiàn)，盡管可以在有限的配置集中使這些組件的特性相互接近，但幾乎無法保證能達到合理的性能水平。我們很快發(fā)現(xiàn)，太陽能電池的電壓(單片電池)最高為1V左右，而NiMH電池的工作電壓介于0.9V與1.4V之間，而且雖然LED的正向電壓通常高于3V,但需要恒流源。此外，NiMH電池為延長使用壽命，還有一些特殊的充電要求。

雖然可以開發(fā)相應(yīng)系統(tǒng)直接連接所有組件，但應(yīng)清楚，這種配置存在很大的局限性，并且會對系統(tǒng)整體效率與穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

組件伏安特性以及驅(qū)動要求

圖2:組件伏安特性以及驅(qū)動要求

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