太陽能與LED聯(lián)合打造綠色新能源

當今世界，石油、煤炭、天然氣等主要能源正面臨資源枯竭的危險，同時，環(huán)保壓力也在不斷增加，因此，環(huán)保、節(jié)能已經成為世界范圍內各行各業(yè)努力追求的目標。太陽能是一種清潔的綠色能源，半導體發(fā)光二極體（LED）也是一種環(huán)保、節(jié)能、高效的固態(tài)電光源。

在過去的一百多年中，照明光源經歷了三個重要的階段：白熾燈，螢光燈，HID燈。其中白熾燈是第一代光源，螢光燈是第二代光源，高強度氣體放電燈是第三代光源（HID）。如今在照明界具有廣闊的發(fā)展前景的LED光源被稱為第四代光源。LED作為新穎的半導體光源，具有壽命長、發(fā)光效率高、功耗低、啟動時間短、結構牢固等特點。

1、太陽能光伏發(fā)電的原理：

太陽能光伏發(fā)電是依靠太陽能電池元件，利用半導體材料的電子學特性，當太陽光照射在半導體PN結上，由于P－N結勢壘區(qū)產生了較強的內建靜電場，因而產生在勢壘區(qū)中的非平衡電子和空穴或產生在勢壘區(qū)外但擴散進勢壘區(qū)的非平衡電子和空穴，在內建靜電場的作用下，各自向相反方向運動，離開勢壘區(qū)，結果使P區(qū)電勢升高，N區(qū)電勢降低，從而在外電路中產生電壓和電流，將光能轉化成電能。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)大體上可以分為兩類，一類是并網發(fā)電系統(tǒng)，即和公用電網通過標準介面相連接，像一個小型的發(fā)電廠；另一類是獨立式發(fā)電系統(tǒng)，即在自己的閉路系統(tǒng)內部形成電路。并網發(fā)電系統(tǒng)通過光伏陣列將接收來的太陽輻射能量經過高頻直流轉換后變成高壓直流電，經過逆變器逆變后向電網輸出與電網電壓同頻、同相的正弦交流電流。而獨立式發(fā)電系統(tǒng)光伏陣列首先會將接收來的太陽輻射能量直接轉換成電能供給負載，并將多餘能量經過充電控制器后以化學能的形式儲存在蓄電池中。

2、LED照明的優(yōu)點：

LED半導體照明光源除具有使用壽命長、發(fā)光效率高、體積小、重量輕、環(huán)保安全可靠等優(yōu)點以外，還有一個顯著優(yōu)點就是由于LED啟動電壓和工作電壓一致，所以不需使用鎮(zhèn)流器。這樣在節(jié)省成本和能耗的同時，也大大縮短了通斷電的回應時間。

3、太陽能與LED照明的結合

太陽能光伏發(fā)電技術能與LED照明完美結合的關鍵在于兩者同為直流電、電壓低且能互相匹配。因此兩者的結合不需要將太陽能電池產生的直流電轉化為交流電，因此大大提高了整個照明系統(tǒng)的效率。同時，借助于并網技術或利用蓄電池充放能量，使其優(yōu)勢更加明顯。隨著相關技術的深入研究，LED的發(fā)光效率正在不斷提高，超高亮度的LED將要問世，勢必會取代普通照明電光源，并大量節(jié)約能源且無污染。

由于LED的工作電流是直流，且工作電壓較低。太陽電池將光能轉化為直流電能，且太陽電池元件可以通過串并聯(lián)方式組合得到實際需要的電壓。這些特點恰好與LED相匹配，兩者結合將獲得很高的能源利用率、較高的安全性能和可靠性，實現節(jié)能、環(huán)保、安全、高效的照明系統(tǒng)，實現十分完美的結合。