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前言
城市照明是一門科學(xué)、一種文化、一項(xiàng)藝術(shù)。城市照明體現(xiàn)了一個(gè)城市的形象，反映了一個(gè)城市的科學(xué)管理，是一項(xiàng)社會系統(tǒng)工程[1]。太陽能LED燈具以其優(yōu)越的節(jié)能效果、人文的光源照明控制，倍受客戶青睞，其性價(jià)比與工頻交流電燈具基本持平，且具有不破壞環(huán)境、不消耗不可再生能源的特點(diǎn)，易于客戶接受，所以只要光源充足的地方就有太陽能LED燈具開發(fā)應(yīng)用的市場。
1、太陽能LED燈具的市場分析
隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對能源的需求日益擴(kuò)大，能源短缺問題已經(jīng)成為影響中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的一個(gè)重要問題，充分開發(fā)利用太陽能是世界各國政府可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略決策。同時(shí)在國際光電市場巨大潛力的推動下，各國的光電制造業(yè)都爭相投入巨資，擴(kuò)大生產(chǎn)，以爭一席之地。中國作為世界能源消耗第二大國家也不例外。
與國際上蓬勃發(fā)展的光電發(fā)電相比，我國落后于發(fā)達(dá)國家10-15年，甚至明顯落后于印度。我國光電產(chǎn)業(yè)正以每年30%速度增長，2008奧運(yùn)會在北京舉辦，以及國家建設(shè)社會主義新農(nóng)村的號召，還有未來5年能源下降20%的硬指標(biāo)，這三條給太陽能產(chǎn)業(yè)提供了空前的商機(jī)，市場容量十分龐大，再加上國家對可再生資源開發(fā)利用的優(yōu)惠政策已經(jīng)施行，在這種情況下，我們有這么好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，整個(gè)社會和國家只要投入一小部分就可以有大的產(chǎn)出。太陽能作為一種可再生能源替代傳統(tǒng)的不可再生能源將成為一種必然[2]。
太陽能LED燈具的特性：
(1)低成本：高亮度、低功耗，所需太陽能電池及蓄電池組配置較低、成本下降。
(2)壽命長: 單晶硅或多晶硅太陽能組件的質(zhì)量保證期為20年，20年后電池組件可繼續(xù)使用，但發(fā)電量略有下降超高亮白光LED使用壽命可達(dá)10萬小時(shí)，智能控制器靜態(tài)功耗低、使用壽命長。
(3)可靠穩(wěn)定: 單晶硅或多晶硅太陽能組件具有抗臺風(fēng)、抗潮濕、抗紫外線輻射等特點(diǎn)。
(4)無人值守: 運(yùn)行中無需管理人員，完美的智能控制系統(tǒng)給用戶足夠的放心。
(5)10小時(shí)以上供電: 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到當(dāng)?shù)仃幱晏鞖猓瑢⑵骄嘤嗟碾娔軆Υ娴叫铍姵貎?nèi)，確保用戶連續(xù)陰雨天有足夠的電能使用。
再加上使用太陽能LED燈具一不用架設(shè)或埋設(shè)電力線路；二不用電網(wǎng)的電能；三不用保養(yǎng)維護(hù)，真可謂一次投資，終身受益。
所以太陽能LED燈具可以方便安裝在廣場、校園、公園、街道等，需求量也越來越大。目前太陽能燈具在戶外照明領(lǐng)域市場占有量不到20%，預(yù)計(jì)在2008年以后，太陽能燈具在戶外照明領(lǐng)域市場占有量可達(dá)10%以上，五年以后有望達(dá)到20%左右。太陽能燈具是目前最環(huán)保、最節(jié)能、最易推廣的新燈具，市場前景不言而喻。
2、太陽能LED燈具的工作原理
如圖所示：白天太陽光照射到太陽能組件上，使太陽能電池組件產(chǎn)生一定幅度的直流電壓，把光能轉(zhuǎn)換為電能，再傳送給智能控制器，經(jīng)過智能控制器的過充保護(hù)，將太陽能組件傳來的電能輸送給蓄電池進(jìn)行儲存；到了夜晚太陽能組件因接收不到光能，其輸出的直流電壓降到接近為零時(shí)，智能控制器自動開啟控制裝置，向LED提供電能，促使LED發(fā)光源發(fā)出足夠的亮度用于照明；到天亮?xí)r，太陽能組件又接收到光能產(chǎn)生電壓時(shí)，智能控制器又自動轉(zhuǎn)換到充電模式工作。
[$page] 3、太陽能LED 燈具在城市照明中的應(yīng)用
3.1、主要技術(shù)改進(jìn)
由于傳統(tǒng)LED光源發(fā)光角小，點(diǎn)面積亮度高，光的散射具有極強(qiáng)的方向性[3]。從而使光源形成光點(diǎn)，而光均勻度不好，正是因?yàn)閳A頭超高亮白光LED沒有良好的發(fā)光角度，而束縛了其在照明燈具領(lǐng)域的應(yīng)用。
因此提出了將圓頭外型改成平頭外型的新型LED結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，超高亮白光LED通過外型的改變，發(fā)出光的結(jié)構(gòu)得到了全面改善，首先平頭LED的發(fā)光角度由過去的5°提升到了180°以上，光源總亮度得到了提升，光效得到加強(qiáng)，光源在單位面積的均勻度得到提高，消除了圓頭LED組合光源有光點(diǎn)，點(diǎn)亮度高而總面積內(nèi)亮度低的難點(diǎn)，完成了超高亮白光LED在實(shí)際照明課題領(lǐng)域的應(yīng)用。
在實(shí)際LED組合光源應(yīng)用中，又大膽突破傳統(tǒng)觀念，在庭院燈與景觀燈方面使用平頭超高亮白光LED的柱式和炬式組合光源結(jié)構(gòu)，并且合理控制平頭超高亮白光LED的安裝傾斜角度，使以上兩種LED組合光源所發(fā)出照明光的均勻度及照度得到了大幅提升，同時(shí)由于光效加強(qiáng)，此種組合光源耗能僅3.5W左右，但所發(fā)出光的亮度已達(dá)到了20W節(jié)能燈或40W白熾燈的亮度。但成本卻比較低，通過實(shí)際測算使用本技術(shù)生產(chǎn)出的太陽能庭院燈和太陽能景觀燈，已可與同等規(guī)格的工頻交流電燈具在初裝工程上進(jìn)行比較，并且如此組合發(fā)光源的結(jié)構(gòu)更加美觀大方，更加適用于庭院燈和景觀燈的景觀效果。
在路燈領(lǐng)域的組合發(fā)光源使用上研制了十字型和矩型組合發(fā)光源，在超高亮白光LED使用上采取平頭和圓頭LED合理比例搭配�？朔似筋^LED點(diǎn)面積亮度不如圓頭LED，而圓頭LED光均勻度不如平頭LED的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮平頭LED發(fā)光角度大光均勻度好，圓頭LED點(diǎn)面積亮度高的優(yōu)點(diǎn)，使兩者互相取長補(bǔ)短，發(fā)揮最大的光效，同時(shí)合理控制圓頭LED的安裝傾斜角度，使LED光源均勻分布
