建筑照明節(jié)能新途徑―太陽能驅動LED
引言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/200668.htm太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)已經出現很多年了,但是由于其初期投入高,在建筑照明系統(tǒng)中還沒有得到廣泛應用。隨著發(fā)光二極管技術的高速發(fā)展,尤其是白光二極管的高效特性,太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與LED燈結合的照明系統(tǒng)將成為建筑照明節(jié)能的新途徑。
1 光伏發(fā)電原理
作為世界第二大能源消費國,我國政府一直高度重視能源和節(jié)能工作,早在20世紀80年代初就提出了“能源開發(fā)與節(jié)約并重,把節(jié)約放在優(yōu)先位置”的方針,將節(jié)能納入國家經濟和社會發(fā)展計劃。解決中國的能源問題,一方面要開源,加大國內能源勘探開發(fā)力度;另一方面要節(jié)流,必須堅持節(jié)約優(yōu)先,大幅度提高能源利用效率,加快建設節(jié)約型社會。
上個世紀50年代,在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池,誕生了將太陽光能轉換為電能的實用光伏發(fā)電技術。太陽電池工作原理的基礎是半導體PN 結的光生伏打效應,就是當物體受到光照時,物體內的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產生電動勢和電流的一種效應。即當太陽光或其他光照射半導體的PN 結時,就會在PN 結的兩邊出現電壓,叫做光生電壓,使PN結短路,就會產生電流。
太陽光發(fā)電是指無需通過熱過程直接將光能轉變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應發(fā)電和光生物發(fā)電。光伏發(fā)電是利用太陽能及半導體電子器件有效地吸收太陽光輻射能,并使之轉變成電能的直接發(fā)電方式,是當今太陽光發(fā)電的主流。時下,人們通常所說太陽光發(fā)電就是太陽能光伏發(fā)電(PV),亦稱太陽能電池發(fā)電。
2 固體發(fā)光原理
近年來,固態(tài)照明得到了快速發(fā)展。固態(tài)照明是指用全固態(tài)發(fā)光器件作為光源的照明技術,目前主要包含半導體照明的發(fā)光二極管(LED)和有機物發(fā)光二極管(OLED)。LED 燈作為照明光源,其優(yōu)越性在于:光電轉換效率高,低壓供電,使用壽命長,既可以有選擇地發(fā)出單色光,也可以高效地發(fā)出白光,所以可以大大節(jié)約電能。半導體發(fā)光二極管(LED)利用注入PN結的少數載流子與多數載流子復合,從而發(fā)出可見光,是一種直接把電能轉化為光能的發(fā)光器件。發(fā)光二極管的結構主要由PN結芯片、電極和光學系統(tǒng)組成。當在電極上加上正向偏壓之后,使電子和空穴分別注入P區(qū)和N區(qū),當非平衡少數載流子與多數載流子復合時,就會以輻射光子的形式將多余的能量轉化為光能。其發(fā)光過程包括三個部分;正向偏壓下的載流子注入、復合輻射和光能傳輸。發(fā)光二極管有許多的優(yōu)點:工作電壓低,耗電量少;性能穩(wěn)定,壽命長(一般為10萬到1000 萬h);抗沖擊,耐振動性強;重量輕,體積小,成本低。
評論