什么叫光伏led照明？

发电是指利用电池将辐射直接变成电能的发电方式。它利用半导体界面的光生伏打效应将太阳辐射能转变为电能。“光伏”也就是“光生伏打效应”的简称。光伏发电是当今的主流，所以现在人们通常说的太阳能发电主要是指光伏发电。光伏led照明就是利用光能转换成电能储存到蓄电设施，用于LED照明。

什么叫“光生伏打效应”？

是具有光-电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电，是光伏发电的最基本单元。

光伏电池的电特性是借助于在晶体硅中掺入某些元素(如：磷或硼等)，从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下，具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷，这些自由电荷定向移动并积累，从而在两端形成电动势，当用导体将其两端闭合时便产生电流。这就是“光生伏打效应”，简称光伏效应。

什么叫分布式光伏发电？

分布式光伏发电，是指在用户所在场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用为主，多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。此系统位于用户附近，所发电能就地利用。

21世纪，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，能源短缺和环境保护是当前经济发展和能源领域最重要的课题。回顾100年间能源产业的发展历史，人类正在消耗地球50万年历史中积累的有限能源资源，煤和石油虽然极大地解放了生产力，但同时也向人类敲响了常规能源面临枯竭的警钟，根据有关材料显示，人类己确知的石油储备可供开40多年，天然气可供开采60余年，煤可供开采200年，高成本油气田可供开采450年"能源问题的突出，不仅表现在常规能源的匾乏不足，更重要的是化石能源的开发利用对生态环境的污染破坏。每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，局部地区形成酸雨，严重污染水土，直接影响居民的身体健康和生活质量。而每年排放的210万吨二氧化碳带来的温室效应，更造成冰雪消融，冰川退缩，全球气候变暖，自然灾害频繁。由此可见，常规能源在给人类社会带来巨大腾飞的同时，也在很大程度上使人类社会面临着前所未有的毁灭性灾难，在有关国际组织已召开多次会议，限制各国CO等温室气体的排放量，这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源，实现可持续发展。

太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量相当于6x100吨标准煤按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892xl0.3千亿吨，是目前世界能源探明储量的10万倍。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球能源的时间可以说是无限的，相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的无限性，存在的普遍性，使用的经济性，利用的清洁性，决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏，枯竭的最有效途径之。

太阳能、风能等清洁能源凭借其自身优势得到了越来越多的关注，其开发利用在最近儿年能得到如此长足的发展，究其原因，可以简单归纳如下：

1)一次能源，可再生能源;

2)可以免费使用，无需运输;

3)可以替代部分常规能源，增强能源供应的安个性和可靠性;

4)可以降低二氧化碳的排放，减缓个球的气候变暖。

由此可见，太阳能等清洁能源必将在世界能源结构转移中担起重任，成为21世纪后期的主导能源。

太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归结为太阳能的光热利用和光电利用两个方面。

日常生活中，太阳能热水器便是光热利用的一个很好的例子， 除此之外太阳能的光热利用还包括太阳房、太阳灶、太阳能温室、太阳能干燥系统、太阳能土壤消毒杀菌系统等，这此技术尤其在北方和西部应用较广，成效显著。

太阳能热发电是太阳能热利用的另一个重要方面，它是利用集热器把太阳辐射热能集中起来给水加热产生蒸汽，然后通过汽轮机、发电机来发电。欧美在太阳能热发电方面较领先，我国才刚刚起步。若用太阳能全方位地解决建筑内热水、采暖、空调和照明用能，这将是最理想的方案，太阳能与建筑(包括高层)一体化研究与实施，是未来太阳能热开发利用的重要方向。除了太阳能热应用外，太阳能的光电应用也得到了长足的发展， 这主要表现为光伏产业的发展，包括独立光伏系统、光伏并网系统等方面的应用。

太阳的能源非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳光所产生的能量相当于全球人类一年消耗的能量。可以说太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。目前，全球能源危机日益加剧，各国都在寻找新的能源，以取代即将枯竭的煤、石油、天然气等地球上所剩无几的不可再生能源。作为新型照明方式之一，太阳能照明能否挑起重担，在未来的照明行业中起主导作用这不仅仅是照明行业所关注的焦点，也是整个社会思考和关注的焦点。利用太阳能发电的经济性在很多情况下要优于常规的供电方式。太阳能电源系统运行成本低，几乎不需要维护，不需要备件，不需要增添燃料。太阳能系统设备可自动运行，适于在无人职守站使用。不包含任何运转部件，系统可连续工作、使用寿命超过数十年。太阳能电源系统的直流输出电压十分稳定。无需为引接入电网而修路，在没有电网的地方，太阳能为灵活选取站址提供可能。除了直接的经济效益以外，太阳能发电还有很多间接优点。在其它一些供电系统，往往由于断电而立即造成巨大的经济损失。太阳能系统仍能保证稳定可靠地工作。太阳能照明本质上是一个光电转换系统，专业领域称为“硅晶片地面光伏组件”。其工作原理是通过硅晶片接收太阳光线后转变为电能，然后储存在蓄电池中，再由光感开关进行控制，当天黑时能够自动点亮，天亮时又自动熄灭。太阳能灯是光电转换技术的一种应用产品，凭借其节能、环保、无需布线、自动控制、随时变换位置等优点，在照明行业中树立起神圣的地位。因为硅晶片价格昂贵，最初的太阳能仅应用在航天事

在当前世界上，能源匮乏，同时环境污染也比较严重，人们在不断的寻找能够代替石油的新型能源。而太阳能作为一种绿色能源，具有无污染、存储量大等特点。因此加强太阳能的开发对世界的发展有很重要的意义;LED将电能转化为可见光的二极管，其具有高效、环保、节能灯优点，成为21世纪人们普遍关注的照明新能源，从而让两者有机创新结合。本文通过对太阳能光伏发电系统、LED照明系统的工作原理的相关原理进行简述，同时给出太阳能光伏发电的发展对策。

随着人类文明的进步和社会的发展，当前可开采能源越来越少，因为能源问题而引发的一些列问题，可以看出，开发新能源是人类发展进行最重要的部分，如何在能源有限和环境保护的双重制约下发展经济已成为全球的热点问题。太阳能是迄今为止，最优研究价值和开发条件的新型能源，随着人们对光伏发电技术研究的深入，世界太阳电池年产量日益增加。

太阳能蓄电池和LED 两者同为低压直流电，相互之间很容易匹配，同时借助储能元件充放能量，使两者更加完美的结合在一起。同时伴随着科技的进步，储能元件的储存量，太阳能光伏发电的转换率以及高亮LED的发光效率得到很大的改善。

当今世界，石油、煤炭、天然气等主要能源正面临资源枯竭的危险，同时，环保压力也在不断增加，因此，环保、节能已经成为世界范围内各行各业努力追求的目标。太阳能是一种清洁的绿色能源，总量十分巨大，现今世界可以开发的最大能源;半导体发光二极管(LED)也是一种环保、节能、高效的固态电光源。现在我国光伏照明系统的应用还处于初步开始阶段，在二者的研究与应用上还存在诸多问题。地面应用时发电量的间歇性和随机性、国家对光伏和LED节能技术研究扶持的政策环境尚不成熟以及社会对研发提供的物质基础尚不充足都严重制约着研究向更深层次发展。

由上表可知，LED作为新颖的半导体光源，具有寿命长、发光效率高、功耗低、启动时间短、安全性高、环保等特点，是一种能将电能转化为可见光的半导体器件，真正点燃了“绿色照明”的光辉。相比较白炽灯和普通节能灯，开发和应用更高效、可靠、安全、使用寿命长的新型太阳能LED照明系统势在必行。

在西北地区、偏远的山区，电无法输送过去，加之此类地区地势较高，人居密度小，利于太阳能电池板等相应工具的建设，太阳能光伏发电就能巧妙的解决这个困难。

在城市中也可以通过太阳能提供动力能源，为市民用电、道路路灯、工厂等大型建筑提供电力。

2.2 普遍LED节能技术，改善能源危机

日常生活中，大多说使用的是白炽灯，电力来源主要通过燃烧煤炭带来的动力。煤炭资源本来就稀缺，再加上污染环境严重。太阳能光伏发电来源是太阳能，此“燃料”清洁又环保，能有效改善能源危机。

2.3 建设太阳能建筑，发展绿色城市

能够迅速将光伏发电系统用到市区建筑上，如装在房顶，为城市用户提供生活用电。此类发电较为环保，促进可持续发展，与当前的绿色智慧城市相得益彰。

太阳能建筑兼具发电、采光、照明等功能;白天将太阳能转化为电能存在蓄电池内或与电网并网，给室内以照明和提供热源;夜间用蓄电池内的能量或电网电力为城市建筑提供照明、取暖等用电。

2.4 推动我国科技水平的提高。

只有在不断的探索中进步，太阳能运用范围才能不断的拓宽。同时有利于提高我国企业科技水平，壮大民族企业。只有掌握了研发核心的技术，才有足够的实力与外企竞争。

3.太阳能光伏发电与LED照明系统工作原理

3.1 太阳能光伏发电工作原理

光生伏特效应是将阳光通过太阳能电池板将光能转化为电能这一效应也是光伏发电系统的理论依据。它包括光伏电池板、太阳能控制器、蓄电池以及负载。光伏发电系统主要内容如图1-1所示。

3.1.1 光伏电池板

光伏电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。它能够将吸收到的太阳能转化为电能，送往蓄电池中存储起来或者推动负载工作。

3.1.2 太阳能控制器

太阳能控制器是用于太阳能发电系统中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。对负载供电时，也是让蓄电池的电流先流入太阳能控制器，经过它的调节后，再把电流送入负载。这样做的目的：一是为了稳定放电电流;二是为了保证蓄电池不被过放电;三是可对负载和蓄电池进行一系列的监测保护。

3.1.3 蓄电池

蓄电池组为驱动器及支柱运动提供动力，可在停电或设备处于移动状态时调整设备。电池与设备控制装置相连接，可在必要时拆开以便快速充电。LED灯可显示电池充电情况，即使电量处在低位时，一个驱动器可在电池用完前执行一次往复运动以确保设备安全。

3.2 LED照明系统

3.2.1 LED工作原理

LED即半导体发光二极管，核心是PN结。一般由III-N族化合物等半导体材料制成。在PN结两端通电源时，PN结产生电场。过量的正电荷或者称为空穴，是由P区携带的，过量的负电荷或称为电子是由N携带的。受正电压的影响，电子从N区往P区侵入，空穴则从P区往N区侵入，随着P区内的空穴向N区移动和N区内的电子向P区移动，在两区交界处会产生能量，这些能量来源于光子的释放，光子释放所产生的能量来源于少数载流子和多数载流子的复合。

3.2.2 LED驱动电路

LED近年来在各行各业的应用得以快速发展，LED的驱动电路成了产品应用的一大关键因素。理论上，LED的使用寿命在10万小时以上，但在实际应用过程中，由于驱动电路的设计及驱动方式选择不当，使LED极易损坏。

随着世界能源危机的加剧，化石能源危机时代的降临，能源使用成本面临上涨压力。世界各国都在寻求解决能源危机的办法，一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用;另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。

太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种巨量可再生能源，可以说是取之不尽、用之不竭。

太阳能光伏发电LED照明系统组成高效节能的太阳能光伏发电LED照明系统包括太阳能电池组、DC-DC变换器、最大功率跟踪MPPT fMaximum power point tracking)控制、储存电能的蓄电池组和LED照明控制、LED光源等部分。

太阳能与LED节能灯照明的结合原理

太阳能LED自动照明系统的基本原理，是在有光照的情况下，太阳能电池板把光能转变成电能对蓄电池充电，并将电能储存在蓄电池中。夜晚，蓄电池中的电能为半导体发光二极管LED充电发光起到照明的效果。系统采用全自动工作方式，无须人工介入，可以采用声、光或延时控制方式，做到“人在灯亮，人走灯灭”(指楼道、走廊等)或“天黑即亮，延时关灯”(指道路、庭院、景点等)或每日24小时“常明不灭”(指地下停车场、隧道等)。对连续阴雨天，系统可根据设定的天数(5-7天)正常工作。该照明系统装置是21世纪新一代能源(太阳能、风能等)与新一代光源(半导体LED)的最直接、最经济的完美结合。

太阳能光伏电池的发电原理是光生伏特效应，对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5-0.6 V，通过光照在界面层产生的电子一空穴对越多，形成的电流越大。界面层吸收的光能越多，同样形成的电流也越大。目前应用和研究的太阳能电池主要有硅太阳能电池、化合物半导体电池和染料敏化太阳能电池。硅太阳能电池是目前太阳能光伏电池的主流，在硅太阳能电池中以单晶硅太阳能电池的光电转换效率最高，实验室转换效率达24%以上，工业规模生产的单晶硅太阳能电池效率达到18%以上。薄膜太阳能电池近年来得到了很大的发展，多晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池等新型太阳能电池也已规模产业化，最高转换效率达到了16%以上。近年来，对CIS、CIGS薄膜太阳能电池、GaAs太阳能电池等化合物半导体太阳能电池的研究也取得了实用化的进展。染料敏化太阳能电池的研究也取得了引人注目的成果。

太阳能光伏发电技术能与LED照明完美结合的关键在于两者同为直流电、电压低且能互相匹配。因此两者的结合不需要将太阳能电池产生的直流电转化为交流电，因此大大提高了整个照明系统的效率。同时，借助于并网技术或利用蓄电池充放能量，使其优势更加明显。随着相关技术的深入研究，LED的发光效率正在不断提高，超高亮度的LED将要问世，势必会取代普通照明电光源，并大量节约能源且无污染。

由于LED的工作电流是直流，且工作电压较低。太阳电池将光能转化为直流电能，且太阳电池组件可以通过串并联方式组合得到实际需要的电压。这些特点恰好与LED相匹配，两者结合将获得很高的能源利用率、较高的安全性能和可靠性，实现节能、环保、安全、高效的照明系统，实现十分完美的结合。