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太阳能楼宇楼道照明系统的开发与研究
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论文导读:这种楼道照明系统使用已经几十年了,现在还在被广泛采用。但这种楼道照明系统存在着其与生俱来的缺点:1、电费分摊难,一个楼道有好多住户,楼道灯的电源接在哪一户都不合理。现在随着太阳能发电技术与发光二极管照明技术的应用普及,我公司完美地融合了太阳能和LED两大高新技术,已成功地开发出太阳能楼宇楼道照明系。我们开发的楼宇楼道灯一般以六到七层、每层一盏3~5w的LED照明灯为一个单元,如果是高层建筑的,最好能考虑多个系统单元。
关键词:太阳能,LED,楼道灯,照明系统
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0.引言
目前,国内的楼宇楼道照明都是采用传统的~220V的白炽灯或节能灯,每层楼道装上手控或声控等控制开关,加上时间控制器。论文参考网。这种楼道照明系统使用已经几十年了,现在还在被广泛采用。但这种楼道照明系统存在着其与生俱来的缺点:1、电费分摊难,一个楼道有好多住户,楼道灯的电源接在哪一户都不合理。2、白炽灯或节能灯使用寿命短,尤其是楼道灯需要经常启闭的情况下,灯的使用寿命更短。3、损坏了没人修,因为是公共使用,修理的责任不明确;这样,有些楼道灯随着时间的延长,损坏了没人修,成了盲道,没有起到楼道灯的作用,给住户带来很大的不便。现在随着太阳能发电技术与发光二极管照明技术的应用普及,我公司完美地融合了太阳能和LED两大高新技术,已成功地开发出太阳能楼宇楼道照明系。
1.楼宇楼道照明系统的原理及组成
太阳能楼宇楼道照明系统的工作原理是:利用白天太阳能电池吸收太阳能,储存在蓄电池中,晚上蓄电池放电供楼道灯照明。
太阳能楼宇楼道照明系统主要由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)、大功率LED照明灯、时间控制器、各楼层控制开关等部件组成。论文参考网。各部分的作用为:
1)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能楼宇楼道照明系统中的核心部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能,送往蓄电池中存储起来;目前较常用的太阳能电池板是多晶硅太阳能电池板,它的转换效率一般为14~17%,国产的转换率低一点,进口的相对高一点。
2)蓄电池:一般为免维护铅酸电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到晚上需要的时候再释放出来,供楼道灯用。
3)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。
4)LED照明灯:这也是太阳能楼宇楼道照明系统中主要的部件。LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管)是一种能够将电能直接转换为可见光的半导体,采用电场发光。LED的特点是寿命长、光效高、无辐射与低功耗。其寿命可大于10万小时以上,比普通的白炽灯长几十倍;其光效已经达100Lm/w以上(节能灯80Lm/w);节能明显,比节能灯还要节能1/4;除此之外,LED还具有光线质量高、低压直流驱动(一般为3~3.5v)、基本上无辐射等优点,属于典型的绿色照明光源;太阳能电池发出的是直流电,LED的驱动也是直流电,它们之间不需要复杂的能量转换,所以太阳能与LED的组合是最完美的组合。LED照明灯用在楼宇楼道照明系统中还有一个更大的优势是,因为其驱动电压低,启动时没有大的冲击,适合频繁启闭,不影响使用寿命。
5)时间控制器:也是这个系统中的主要部件。它与普通的楼道照明系统中的时间控制器的作用一样,当每层楼的控制开关动作后,楼道灯就点亮,用时间延迟器控制亮灯时间,一般是在1~3分钟之间可调。太阳能楼宇楼道照明系统中的时间延迟器是采用直流延迟控制的。
6)各楼层的控制开关,这与传统系统中的一样。可采用手控、声控、红外线光控等。所起的作用也是一样的。
2.太阳能楼宇楼道照明系统的设计需要考虑如下因素
太阳能楼宇楼道照明系统的原理比较简单,主要的元器件也不复杂,但在系统的设计时以下几方面的问题必须充分考虑到。
1)根据楼层的高低、楼道灯的多少、灯负载的大小、每次亮灯的时间、遇到没有日光照射的阴雨天气的多少,来匹配太阳能电池板的大小与储能用的蓄电池的大小。我们开发的楼宇楼道灯一般以六到七层、每层一盏3~5w的LED照明灯为一个单元,如果是高层建筑的,最好能考虑多个系统单元。每次亮灯时间为2~3分钟,南方地区要考虑7~10天的阴雨天气,北方地区可以根据各地的气候特点作相应的调整。这方面需要进行精确的计算。
2)根据LED照明灯的驱动电压,来选择太阳能电池和蓄电池的电压等级,从安全、经济等因素的考虑。我们认为选择12V等级的比较好。
3)LED照明灯尽可能选择用大功率LED制成的。现在大功率LED的技术已经较成熟,性能也较稳定,价格也合理;尽可能采用功率为3~5w的灯具,这样的LED灯的实际照度相当于白炽灯的25w~40w,作为楼道灯已经足够了。我们采用3个1w的大功率L
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