穹顶之下的清洁照明：太阳能系统与LED

文章来源:恒光电器

发布时间:2015-03-04

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 如果不是柴文艺的“穹顶之下”，估计我一直要把这篇文章压着。此刻不用去理会关于柴阿姨的纷争，她对环保的呐喊，CCC认证，惊醒了与环保多少还有点沾边的我：如果我还压着这篇有关提升节能环保的文章，多少显得我有些麻木！引用央广中国之声评论“美国娃她娘都这么关心天朝的环保”，Duang，新年，第一篇，咱走起！笔者一直想写个有关 LED 照明采用与太阳能分布式系统良性互动的分析，LED 如何有效降低业主前期系统成本投资，增加收益等，从而推动太阳能分布式更好地发展。

 

本文将分别分析高效 LED 的采用对太阳能 LED 照明小系统，太阳能 LED 路灯和火热的太阳能分布式屋顶的良性促进， 文中有些浅表的投资回报表格分析， 我已尽力简化，您没耐心看，没关系，只要关注笔者的几点总结和思考即可。

 

一、太阳能LED照明小系统

 

我们首先从太阳能 LED 照明小系统来分析一下。 图片是笔者光伏圈一位”老法师”设计的水果太阳能 LED 灯具系列

此类灯具常见核心部件：

 

锂电蓄电池本身工作电压 DC 3.7V， 与 LED 灯珠 Vf 相仿，为了便于理解，我们采用 LED 灯珠并联的方式来简化计算，主要目的在于分析高效 LED 颗粒采用对系统成本的影响。

 

我们简单利用光效与电流的关系， 定义驱动电流。

a)如果采用低光效 LED 颗粒，单颗电流@300mA，Vf=3V，100LPW，需要5颗 LED 灯珠并联；那么 LED 系统功率按照5瓦计算，每天设计工作4小时，充满电能连续工作3个夜晚，峰值日照小时数采用5小时，我们可以简单计算得出：

 

系统电压3.7V，工作电流：5/3.7=1.35 A；

 

蓄电池容量1.35*4*(3+1)=21.6 Ah， 考虑到锂电池放电深度， 取DC 3.7V，恒光电器，25Ah；

 

太阳能电池板功率计算:1.35*4*1.2*6/5=7.8瓦；取8瓦，DC 6V，(考虑系统损耗，3c认证，太阳能电池板容量预留20%)

 

b) 如果采用高光效LED颗粒，单颗电流@300mA，Vf=3V，140LPW，需要4颗 LED 灯珠并联，那么 LED 功率为4瓦，每天设计工作4小时，充满电能连续工作3个夜晚，酒店led照明，峰值日照小时数采用5小时， led服装照明，我们同上可以简单计算得出：

 

蓄电池容量DC 3.7V，20 Ah；

 

太阳能电池板功率6.5瓦，DC 6V；

 

那么产生什么样的成本影响呢？

这就是为什么当时这位老法师在笔者面前“吹嘘”其采用日本某品牌高光效 LED 颗粒， 尽管 LED 成本增加， 但系统综合成本大为降低。

 

二、太阳能LED路灯设计

 

同上分析，我们再来看常规太阳能 LED 路灯，LED 路灯系统光效对太阳能系统的影响。

太阳能路灯核心部件：

笔者的团队正在给上海某工厂厂区设计道路照明，LED 路灯功率30瓦，系统光效100LPW，系统电压DC 12V，灯杆高6米，室外照明，间距10米，路双侧安装，路灯每晚满功率工作10小时，连续5个阴雨天的蓄电池自动续航照明，恒光电器，按照峰值日照小时数4小时，大致配置：

 

LED 灯头30瓦；

 

系统电压12V，工作电流： 30/12=2.5 A；

 

蓄电池容量2.5*10*(5+1)/0.8=187.5 Ah，考虑铅酸蓄电池放电深度，取DC 12V，200 Ah；

 

多晶太阳能电池板功率计算：2.5*10*1.2*18/4=135瓦；太阳能电池板取多晶135瓦，DC 18V输出；

 

那么如果我们采用系统光效只有85LPW的灯头，在同样的配光情况下，我们可以认为，LED 系统功率要至少35瓦。那么要达到同样的系统自治要求，配置需要：

 

LED 灯头35瓦；

 

蓄电池DC 12V，230 Ah；

 

单晶太阳能组件160瓦，DC 18V输出；

 

成本比较如下：

三、LED照明对分布式太阳能屋顶的良性互动

 

最后，我们来看时下最热的分布式太阳能屋顶：

系统基本构成：

我们结合目前手中操作的一座上海的印刷工厂屋顶安装太阳能方案来进行模拟计算；假设该工厂主要工作负载为照明和印刷设备。本案例中为了方便计算，我们采用照明用电占该厂区总耗电10%来计算。