草坪灯上。但是LED有许多固有的特性,使用时不注意就会产生不良后果。目前市场上销售的LED发光效率最高仅能达到30 Lm/W,只是三基色高效节能灯的1/2,而三基色高效节能灯的发光效率可以达到50~~80Lm/W。两种光源相比,目前生产每流明的成本价格相当悬殊。从使用寿命上看,三基色高效节能灯(含电子镇流器)的寿命可以达到6000h,LED可以达到100000h以上,表面上看LED寿命是三基色高效节能灯(含电子镇流器)的几十倍,但是事实并非如此。目前太阳能草坪灯大多数采用超高亮度白光LED,它在20mA通电电流下光通维持率达到初始亮度50%的时间(寿命)不到10000h,复旦大学电光源所曾经证明了上述论点。此论点说明,目前在许多情况下LED并非最好的太阳能灯光源,除非是应用在低档的、使用年限仅1~2年的太阳能草坪灯上,或者是1W以下的太阳能草坪灯。1W以上的太阳能灯,最好使用三基色高效节能光源。目前,有一些太阳能草坪灯用30~40只超高亮白光LED,输入功率2W以上,在这种情况下如果使用三基色高效节能灯,价格只有LED的1/10,光通量是原来的2倍,更可喜的是现在已经研制成功2~10W的低压直流三基色高效节能灯,寿命可以达到6000h。
根据以上分析我们认为,1W以下的小功率太阳能草坪灯,有调节明暗、频繁开关需求的,一般应该使用LED作为光源。但是在使用超高亮度白光LED时特别要注意光通维持率问题,否则容易引发质量事故。对于功率较大的太阳能灯,目前使用三基色高效节能灯则比较合理。这里要强调的是,以上结论仅仅是对目前情况的分析,当LED技术水平提高、价格下降以后,以上结论需作调整。
4 客观评价太阳能照明灯具的光电性能 4.1 太阳能电池组件
太阳能电池组件必须符合中华人民共和国国家标准GB/T19064-2003《家用太阳能光电源系统技术条件和试验方法》中第6.1条“太阳能电池组件”的要求。 4.2 微型太阳能电池组件
目前我国生产的太阳能照明灯具90%以上使用微型太阳能电池组件。相关的国家标准尚未制定,虽然有的企业制定了企业标准,但是都存在不合理之处,尤其在抗紫外线老化和功率测试方面基本没有比较明确和合理的规定;而许多企业标准中还在用照度计来标定太阳的辐射功率;在抗紫外线老化方面基本上也没有规定。正因为如此,微型太阳能电池组件的生产目前处在一种无序的混乱状态,很多太阳能灯上的太阳能电池使用不到一年就损坏了。
微型太阳电池组件的功率测量离不开太阳模拟器,要让生产小功率太阳能草坪灯的企业都配备标准的太阳模拟器是不现实的。在生产线上,各个厂家使用碘钨灯作为太阳模拟器,同时用照度计对太阳模拟器的辐照能量进行标定,但使用这种方法产生的误差非常大。 4.3 光电性能
目前,市场上的太阳能灯具没有一种科学合理的方法来衡量其光电性能,只标明光源的功率和连续阴雨天的工作时间,而没有说明在不同照度下发光时间的长短以及照明的有效范围,更没有测量系统工作效率的方法。这对于一个节能环保的产品来说,显然是不够的。 我们认为测量和评价太阳能灯具系统光电性能的可以分为两类:其一,目前国内产量最大的(占90%以上)小型太阳能草坪灯。由于这类产品体积小,太阳能电池在0.2~0.3W之间,光源为1~2个LED,可以将放电结束并且稳定20min的小型太阳能草坪灯在标准太阳模拟器(太阳能电池温度25±2℃,辐照度1000W/m2,标准太阳光光谱辐照度分布符合GB/T6495.3-1996的规定)下照射10min后放置于黑暗中,在规定的测试条件下(包括照度计的测量位置、距离、测量点的个数)对起始照度、工作时间进行测量。其二,由于太阳能路灯的体积比较大,使用太阳模拟器比较困难,建议将太阳能电池和整个系统分开测量,在黑暗中测量充满电和蓄电池放电结束前太阳能路灯在整个辐照区域内的平均照度以及工作时间,太阳能电池组件另外测量。通过以上的测量,能对太阳能照明灯具的光电性能有一个比较客观的评价。
利用太阳能时我们应注意到上述问题,这些问题不仅仅存在在太阳能节能灯具的研发中,这是太阳能利用在各个领域内都需要注意的问题。所以解决好这些存在的问题会促使我们能够更好的利用好太阳能这种绿色能源,才能是太阳能真正成为洁净能源,可以相信伴随着科技的发展和制造技术的革新这些问题也终将解决,随着太阳能利用效率的提高,利用成本的下降和应用领域的扩大,人类发展将更少的摆脱能源不足的限制,同时对人类的地球环境的保护也大有裨益。