為解決工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染和堅決執行國家政府倡導的可持續發(fā)展，綠色能源在如今越來(lái)越受到關(guān)注，尤其是太陽(yáng)能，作為綠色能源，它既無(wú)污染又節能。電磁感應燈也是綠色光源，長(cháng)壽命和高光效可以節約大量的電能和維修費用。本文結合兩者的優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了LVD型太陽(yáng)能電磁感應燈。
2 LVD太陽(yáng)能電磁感應燈的原理
如圖1所示：LVD太陽(yáng)能電磁感應燈的結構主要分成4個(gè)模塊構成，第yi是太陽(yáng)能電池模塊，用以實(shí)現太陽(yáng)能向電能的轉變；第二個(gè)是控制電路，用以控制太陽(yáng)能電池與蓄電池之間的充放電，蓄電池對負載供電，以及實(shí)現系統安全工作的保護控制等；第三部分是蓄電池，太陽(yáng)能轉變成的電能存儲在蓄電池中；第四個(gè)部分是電磁感應光源。下面分別介紹這四個(gè)部分。
2.1 太陽(yáng)能電池
太陽(yáng)能電池是一種能將太陽(yáng)光轉化成為電壓的器件，它們有一個(gè)共同點(diǎn)，就是對這些件器件輸入特定的光，則會(huì )發(fā)生光電效應，把光能轉變成為電能。如圖2所示，太陽(yáng)能電池是由兩種不同摻雜的材料壓制而成，分別形成一個(gè)pn結，在特點(diǎn)波長(cháng)太陽(yáng)光的照射下n區和P區之間會(huì )形成一定的電勢差，這個(gè)電勢差決定了電池的很大供電電壓。如果把電池上下連接形成回路，太陽(yáng)能電池就可以向負載供電。
從原理上來(lái)說(shuō)只要把太陽(yáng)能電池和負載直接連接給負載供電，負載就可以工作，但實(shí)際上因為太陽(yáng)能是不斷變化的，一方面其供電時(shí)間和負載工作時(shí)間可能不一致，另一方面負載往往需要在一定的電壓下才能工作，太陽(yáng)能電池不具備提供恒定電壓的能力，所以現在所有的太陽(yáng)能供電系統都配合有蓄電池一起工作。
對于光源這個(gè)特定的產(chǎn)品，LVD電磁感應燈配合太陽(yáng)能電池有其特有的優(yōu)越性。因為我們知道，太陽(yáng)能雖然是綠色無(wú)償的能源，但是太陽(yáng)能電池的造價(jià)卻非常的昂貴。而目前通常采用的太陽(yáng)能電池能提供的電壓只是在0.5v左右，因此要想能讓氣體放電光源工作，勢必要大量的太陽(yáng)能電池串聯(lián)用以提供足夠的電壓，這樣造價(jià)勢必非常昂貴。而LVD電磁感應燈能在非常低的電壓下工作（150v時(shí)可以正常工作），這可以大大減少太陽(yáng)能電池的數目，使得系統成本降低。
2.2 控制電路
控制電路是系統工作的重心，它的主要功能有：
2.2.1 控制系統的充放電
充電時(shí)，太陽(yáng)能電池對蓄電池充電放電時(shí)，蓄電池的電能對負載供電。當然蓄電池的電壓遠不能滿(mǎn)足負載工作的要求，控制電路會(huì )對蓄電池的輸出電壓進(jìn)行升壓處理。
2.2.2 定時(shí)工作
可以自動(dòng)設定系統的工作時(shí)間，當蓄電池電力不足，或輸出電壓過(guò)底時(shí)，自動(dòng)切斷負載并控制太陽(yáng)能電池對蓄電池充電。
2.2.3 保護功能
控制電路可以實(shí)現對系統的保護，當系統出現問(wèn)題，如負載短路，開(kāi)路，電池反接，過(guò)量充電等情況時(shí)自動(dòng)切斷線(xiàn)路3。
前面所說(shuō)的太陽(yáng)能電池不能直接對負載供電，必須把電能存儲在蓄電池中，蓄電池對負載供電，但是蓄電池的電壓不能加在太陽(yáng)能電池上，必須保證太陽(yáng)能電池和蓄電池之間的充電是單向的。很簡(jiǎn)單的方法是在太陽(yáng)能電池和蓄電池之間加一個(gè)二極管，如圖3所示。
2.2.4 LVD電磁感應燈
LVD型感應無(wú)極熒光燈是利用H型放電原理制成的新型光源，其結構由高頻發(fā)生器，功率耦合線(xiàn)圈，無(wú)極熒光燈管組成。高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻能量通過(guò)功率耦合線(xiàn)圈耦合到燈管內的等離子體中，激發(fā)等離子體和通過(guò)熒光粉轉換發(fā)光。
蓄電池電能經(jīng)過(guò)升壓后對LVD電磁感應燈供電，因LVD電磁感應燈的高頻發(fā)生器內部本身具備boost升壓電路，所以它對蓄電池的供電電壓的要求大大降低了，系統只要能提供150v的電壓，LVD電磁感應燈就能正常工作。這使得系統需要的太陽(yáng)能電池數目可以大大降低，成本也隨之降低了。
3 應用實(shí)例
采用80w太陽(yáng)能電池的電磁感應燈在年平均日照條件下，燈在40w的額定功率下每晚能工作5小時(shí)左右，基本能滿(mǎn)足夜間照明的要求。如果把LVD太陽(yáng)能電磁感應燈和市電結合，在電池電量充足的條件下，由太陽(yáng)能電池供電，電池電量不足時(shí)，由市電供電，這就能大大提高系統的穩定性和適用范圍。
4 結語(yǔ)
LVD太陽(yáng)能電磁感應燈把太陽(yáng)能技術(shù)和無(wú)極燈技術(shù)緊密的結合在一起，充分利用了雙方的優(yōu)點(diǎn)，是一種節能環(huán)保的新產(chǎn)品。其在照明領(lǐng)域應用的另一個(gè)優(yōu)越性就是它能大大簡(jiǎn)化煩瑣的照明布線(xiàn)問(wèn)題，每一個(gè)光源都是一個(gè)獨立的工作系統。隨著(zhù)太陽(yáng)能技術(shù)和無(wú)極燈技術(shù)的不斷發(fā)展，這種新產(chǎn)品的性能一定會(huì )不斷完善，其在將來(lái)的照明領(lǐng)域將大有所為。 |
