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2010-2-1 09:55
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太阳能供电的LED照明是两种“绿色”技术--低成本光伏(PV)组件和高效HBLED(高亮发光二极管)--的逻辑综合。取决于设计复杂性、外形尺寸和成本,就这一主题可有许多演绎和变化。 一个光伏电池阵列串联一个肖特基二极管的电池充电应用无疑是最简单的系统。二极管的作用是防止被充电电池内的电流在晚间流回光伏阵列。该系统的确简单...但效率不高。这是因为光伏电池具有非线性电流电压特性。图1显示的是一个典型功率曲线。因光伏电池的输出电压维持相对恒定,所以其功率输出(I / V)随电流的增加而增加,但只能达到某一点。若超出这一点(被称为最大功率点,MPP),只要电流再增加,就将导致电压迅速下降,光伏阵列的输出功率也将急剧下降。 图1 -- 光伏组件的典型功率特性 更先进的系统采用了被称为最大功率点跟踪器(MPPT)的电路,该电路可动态调整光伏组件的负荷以使其工作在近MPP点。至少发表了描述不同MPPT方法的200篇论文、申请了涵盖各种技术的数十项专利--这些数据清楚表明,MPPT在优化光伏效率方面所起的关键作用。所采用的实现手段囊括了低成本的模拟电路到DSP和模糊逻辑控制器。“扰动和观察”(PO)是最流行的MPPT技术之一。在基本的PO系统中,施加给组件的负载电流一直在小步幅地不断变化(扰动)。每当有变化时,由电压和电流传感器确定光伏组件的功率输出。若输出功率一直下降,就减小负载(超出了MPP);若功率一直增加,就加大负载(没达到MPP)。系统在工作中,脉动发生在IMPP上下,如图1曲线中的“曲膝点”附近。 尽管眼下人们对可再生能源表现出巨大兴趣,但光伏制造成本仍相对较高。这种情况加快了对许多有趣结构和化学性质的研究和商业化步伐。PowerFilm Solar生产出一款特别新颖的光伏组件。其非晶硅电池是平的、可完全折曲且很轻便。现在,太阳能供电的LED灯可以有款有型有曲有折且小巧灵便。PowerFilm Solar的13英寸宽、2400英尺长的卷到卷(roll-to-roll)PV板生产工艺使这种产品相对低廉。我们最近开始为OEM提供预先剪裁好的、用于LED照明和许多嵌入式应用的PV组件。 图2--体积薄、重量轻的柔曲光伏阵列 另一个关键组件是HBLED和镜头组合。对大多数户外应用,入射光模式非常重要。人行道照明灯的光线应照在人行道而不是附近的墙上。在眩光和光侵漫问题之外,不必要的光溢出还是浪费能源--对太阳能照明来说,能源是珍稀商品。椭圆形光照图案是人行道、道路和街灯照明的共同要求,但均匀照明方式很难满足该要求。LED镜头公司Ledil现提供的一款称为Strada的丙烯酸有机玻璃透镜就是为此目的研制的。把该透镜安装在OSRAM Golden Dragon Plus HBLED的顶部,可得到下图中的光照形状。 图3--OSRAM Golden Dragon Plus HBLED上Strada透镜生成的光图案