穹頂之下的清潔照明：太陽能系統(tǒng)與LED

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2015-03-04

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 如果不是柴文藝的“穹頂之下”，估計(jì)我一直要把這篇文章壓著。此刻不用去理會(huì)關(guān)于柴阿姨的紛爭，她對(duì)環(huán)保的吶喊，CCC認(rèn)證，驚醒了與環(huán)保多少還有點(diǎn)沾邊的我：如果我還壓著這篇有關(guān)提升節(jié)能環(huán)保的文章，多少顯得我有些麻木！引用央廣中國之聲評(píng)論“美國娃她娘都這么關(guān)心天朝的環(huán)保”，Duang，新年，第一篇，咱走起！筆者一直想寫個(gè)有關(guān) LED 照明采用與太陽能分布式系統(tǒng)良性互動(dòng)的分析，LED 如何有效降低業(yè)主前期系統(tǒng)成本投資，增加收益等，從而推動(dòng)太陽能分布式更好地發(fā)展。

 

本文將分別分析高效 LED 的采用對(duì)太陽能 LED 照明小系統(tǒng)，太陽能 LED 路燈和火熱的太陽能分布式屋頂?shù)牧夹源龠M(jìn)， 文中有些淺表的投資回報(bào)表格分析， 我已盡力簡化，您沒耐心看，沒關(guān)系，只要關(guān)注筆者的幾點(diǎn)總結(jié)和思考即可。

 

一、太陽能LED照明小系統(tǒng)

 

我們首先從太陽能 LED 照明小系統(tǒng)來分析一下。 圖片是筆者光伏圈一位”老法師”設(shè)計(jì)的水果太陽能 LED 燈具系列

此類燈具常見核心部件：

 

鋰電蓄電池本身工作電壓 DC 3.7V， 與 LED 燈珠 Vf 相仿，為了便于理解，我們采用 LED 燈珠并聯(lián)的方式來簡化計(jì)算，主要目的在于分析高效 LED 顆粒采用對(duì)系統(tǒng)成本的影響。

 

我們簡單利用光效與電流的關(guān)系， 定義驅(qū)動(dòng)電流。

a)如果采用低光效 LED 顆粒，單顆電流@300mA，Vf=3V，100LPW，需要5顆 LED 燈珠并聯(lián)；那么 LED 系統(tǒng)功率按照5瓦計(jì)算，每天設(shè)計(jì)工作4小時(shí)，充滿電能連續(xù)工作3個(gè)夜晚，峰值日照小時(shí)數(shù)采用5小時(shí)，我們可以簡單計(jì)算得出：

 

系統(tǒng)電壓3.7V，工作電流：5/3.7=1.35 A；

 

蓄電池容量1.35*4*(3+1)=21.6 Ah， 考慮到鋰電池放電深度， 取DC 3.7V，恒光電器，25Ah；

 

太陽能電池板功率計(jì)算:1.35*4*1.2*6/5=7.8瓦；取8瓦，DC 6V，(考慮系統(tǒng)損耗，3c認(rèn)證，太陽能電池板容量預(yù)留20%)

 

b) 如果采用高光效LED顆粒，單顆電流@300mA，Vf=3V，140LPW，需要4顆 LED 燈珠并聯(lián)，那么 LED 功率為4瓦，每天設(shè)計(jì)工作4小時(shí)，充滿電能連續(xù)工作3個(gè)夜晚，酒店led照明，峰值日照小時(shí)數(shù)采用5小時(shí)， led服裝照明，我們同上可以簡單計(jì)算得出：

 

蓄電池容量DC 3.7V，20 Ah；

 

太陽能電池板功率6.5瓦，DC 6V；

 

那么產(chǎn)生什么樣的成本影響呢？

這就是為什么當(dāng)時(shí)這位老法師在筆者面前“吹噓”其采用日本某品牌高光效 LED 顆粒， 盡管 LED 成本增加， 但系統(tǒng)綜合成本大為降低。

 

二、太陽能LED路燈設(shè)計(jì)

 

同上分析，我們?cè)賮砜闯Ｒ?guī)太陽能 LED 路燈，LED 路燈系統(tǒng)光效對(duì)太陽能系統(tǒng)的影響。

太陽能路燈核心部件：

筆者的團(tuán)隊(duì)正在給上海某工廠廠區(qū)設(shè)計(jì)道路照明，LED 路燈功率30瓦，系統(tǒng)光效100LPW，系統(tǒng)電壓DC 12V，燈桿高6米，室外照明，間距10米，路雙側(cè)安裝，路燈每晚滿功率工作10小時(shí)，連續(xù)5個(gè)陰雨天的蓄電池自動(dòng)續(xù)航照明，恒光電器，按照峰值日照小時(shí)數(shù)4小時(shí)，大致配置：

 

LED 燈頭30瓦；

 

系統(tǒng)電壓12V，工作電流： 30/12=2.5 A；

 

蓄電池容量2.5*10*(5+1)/0.8=187.5 Ah，考慮鉛酸蓄電池放電深度，取DC 12V，200 Ah；

 

多晶太陽能電池板功率計(jì)算：2.5*10*1.2*18/4=135瓦；太陽能電池板取多晶135瓦，DC 18V輸出；

 

那么如果我們采用系統(tǒng)光效只有85LPW的燈頭，在同樣的配光情況下，我們可以認(rèn)為，LED 系統(tǒng)功率要至少35瓦。那么要達(dá)到同樣的系統(tǒng)自治要求，配置需要：

 

LED 燈頭35瓦；

 

蓄電池DC 12V，230 Ah；

 

單晶太陽能組件160瓦，DC 18V輸出；

 

成本比較如下：

三、LED照明對(duì)分布式太陽能屋頂?shù)牧夹曰��?dòng)

 

最后，我們來看時(shí)下最熱的分布式太陽能屋頂：

系統(tǒng)基本構(gòu)成：

我們結(jié)合目前手中操作的一座上海的印刷工廠屋頂安裝太陽能方案來進(jìn)行模擬計(jì)算；假設(shè)該工廠主要工作負(fù)載為照明和印刷設(shè)備。本案例中為了方便計(jì)算，我們采用照明用電占該廠區(qū)總耗電10%來計(jì)算。