隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)能源的需求日益擴(kuò)大，能源短缺問(wèn)題已經(jīng)成為影響中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的一個(gè)重要問(wèn)題，充分開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能是世界各國(guó)政府可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略決策。隨著LED照明等新興產(chǎn)業(yè)的崛起，太陽(yáng)能光伏(簡(jiǎn)稱(chēng)PV)與LED等新技術(shù)發(fā)展的結(jié)合將有可能帶來(lái)更廣泛的應(yīng)用和更大的發(fā)展空間。

PV+LED的可能性與優(yōu)勢(shì)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)能與LED照明完美結(jié)合的關(guān)鍵在于兩者同為直流電、電壓低且能互相匹配。因此兩者的結(jié)合不需要將太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，因此大大提高了整個(gè)照明系統(tǒng)的效率。因此，業(yè)內(nèi)將PV+LED這一組合稱(chēng)為“天仙配”。

太陽(yáng)能電池將光能轉(zhuǎn)化為直流電能，且太陽(yáng)電池元件可以通過(guò)串并聯(lián)方式組合得到實(shí)際需要的電壓。將太陽(yáng)能光伏發(fā)電與LED照明產(chǎn)品結(jié)合使用可以減去電源驅(qū)動(dòng)，不僅節(jié)約成本，省去繁雜轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，更主要的是可以將取之不盡，用之不竭的太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED照明可利用的電能，達(dá)到更節(jié)能、環(huán)保、安全的效果。

從原理上說(shuō)，太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換電池(光伏電池)就是一個(gè)巨大的“PN結(jié)”，它把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能;而LED就是另一個(gè)可以將電能轉(zhuǎn)換為光能的“PN結(jié)”;這種“PN結(jié)-PN結(jié)”的照明是真正沒(méi)有任何污染的綠色照明技術(shù)。而光伏電池到LED之間的控制電路，同樣可以通過(guò)完全的半導(dǎo)體電路實(shí)現(xiàn)，即在兩個(gè)“PN結(jié)”中間再加上許多的“PN結(jié)”，這種完全通過(guò)“PN結(jié)”進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、供電控制、電光轉(zhuǎn)換的照明系統(tǒng)，即是完全無(wú)污染、最理想的半導(dǎo)體照明系統(tǒng)。

PV+LED與戶(hù)外照明

中國(guó)有著豐富的太陽(yáng)能資源，理論儲(chǔ)量達(dá)到17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。大多數(shù)年份，日均輻射量在4kWh/m2以上。就戶(hù)外照明而言，由于太陽(yáng)能照明具有不受市電供電影響、免線(xiàn)纜鋪設(shè)、不消耗常規(guī)電能等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于鄉(xiāng)村道路、城鄉(xiāng)結(jié)合公路、偏遠(yuǎn)山區(qū)等地。

從地域分布上說(shuō)，中國(guó)太陽(yáng)能資源的分布特點(diǎn)是：在北緯22°～35°地區(qū)，形成緊鄰的兩個(gè)太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度中心--青藏高原高值中心和四川盆地低值中心;太陽(yáng)年輻射總量則基本上是西高東低;在北緯30°～40°地區(qū)，太陽(yáng)能分布隨著維度的增加而增大。因此，太陽(yáng)能道路照明等戶(hù)外照明更適宜在日輻射量更高的西北部高原地區(qū)。

從氣候因素上分析，陰雨、霧靄、霜雪天氣，太陽(yáng)光輻射量要明顯低于晴朗天氣。因此，太陽(yáng)能道路照明更適宜設(shè)置在多晴少雨、年度氣候趨于干旱的北方地區(qū)。同時(shí)，因?yàn)榭諝赓|(zhì)量對(duì)陽(yáng)光穿透性的影響，太陽(yáng)能照明的地域選擇也應(yīng)該選擇風(fēng)沙小、空氣質(zhì)量較好的地區(qū)。

例如，在有著優(yōu)越光照優(yōu)勢(shì)的云南，聚誠(chéng)科技有限公司依托于云南師范大學(xué)和昆明理工大學(xué)等眾多科研院所，聚集了大量長(zhǎng)期從事新能源研究開(kāi)發(fā)的資深研發(fā)人員，立足我國(guó)實(shí)際發(fā)展情況，立足太陽(yáng)能光伏與LED應(yīng)用需求，先后開(kāi)發(fā)出多款擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的太陽(yáng)能LED路燈及太陽(yáng)能光伏抽水機(jī)等產(chǎn)品。

PV+LED與建筑物照明

今年8月，日本戶(hù)田建設(shè)公司宣布在該公司筑波技術(shù)研究所內(nèi)采用“直流供電系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是興和公司與東京整流器公司合作為ZEB(Zero Emission Building)建筑開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)。系統(tǒng)將光伏板所發(fā)的直流電存儲(chǔ)于蓄電池，不做交流轉(zhuǎn)換而直接以直流方式提供給LED照明和手機(jī)充電裝置。在晴天的工作時(shí)間里，光伏發(fā)電的剩余電力可以?xún)?chǔ)存在蓄電池中。在夜間等光伏發(fā)電系統(tǒng)不發(fā)電的時(shí)候，可以由蓄電池供應(yīng)電力，所以?xún)H用光伏發(fā)電電力即可使用LED照明等。

而在我國(guó)，也有一個(gè)PV+LED應(yīng)用的示范社區(qū)，這就是湖南長(zhǎng)沙雨花區(qū)左家塘街道桂花社區(qū)。該社區(qū)的科技達(dá)人江志成自掏腰包，研發(fā)了太陽(yáng)能光伏發(fā)電樓道LED照明系統(tǒng)，經(jīng)半年試運(yùn)行后獲得街坊們一致點(diǎn)贊。

桂花社區(qū)為純居民社區(qū)，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的物管服務(wù)，居民樓的照明及費(fèi)用分?jǐn)倖?wèn)題常常造成很多的糾紛和麻煩。去年12月，做了40多年電工的江志成自掏腰包1200元，在桂花社區(qū)33棟一單元試點(diǎn)安裝了太陽(yáng)能光伏發(fā)電樓道照明系統(tǒng)。通過(guò)裝在樓頂?shù)囊粔K長(zhǎng)40厘米、寬38厘米的太陽(yáng)能光伏發(fā)電板，加上充發(fā)電控制器、蓄電池、線(xiàn)路、太陽(yáng)能LED燈、聲控開(kāi)關(guān)等，讓1-6樓的12戶(hù)居民晚上不用再摸黑爬樓，而所有的電費(fèi)都由太陽(yáng)來(lái)“埋單”。桂花社區(qū)因此在去年被評(píng)為全國(guó)科普示范社區(qū)。居委會(huì)準(zhǔn)備在推廣該系統(tǒng)的同時(shí)，申報(bào)2014年長(zhǎng)沙市先進(jìn)節(jié)能技術(shù)研發(fā)及成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，希望向社區(qū)和家庭推廣。

PV+LED與植物照明......

PV+LED與品質(zhì)生活.......

PV+LED綻放美麗的“高技術(shù)之花”.......————本文節(jié)選自第11期《半導(dǎo)體照明》雜志)