基于LED的离网式太阳能照明系统设计

3.设计分析

从图1不难看出，能量流始自太阳光，经过太阳能组件、能量控制器、电池、光源控制器、光源，最后经过灯具到达用户端，其可以概括在图3中。显然，每一步的转化都伴随着能量的损失，只有每一步都得到了优化，才可能达到整个系统的优化。这里只重点分析光源的光效对系统的影响。

图3 离网系统的典型能量链

在此，我们设定一个固定的用户需求和用户所在地，也就是光输出、照明时间、太阳辐射度等。太阳能组件和铅酸电池都采用国内某著名品牌。LED选用Philips Lumileds的Rebel系列。通过优化光源的系统，比如调整LED数量，LED bin的选用和工作参数等，达到不同的光源光效，依此来分析相应的系统成本。结果如图4。

图4 LED光效对系统成本的影响

从图可以看出，为了达到更高的光源光效，LED的成本大幅度上升，但是由于高光效的LED对应着小的太阳能组件和小的铅酸电池容量，系统LED + 太阳能组件 + 铅酸电池、的成本反而下降！显然，开发和选择高光效的光源至关重要。

离网式太阳能照明系统已经得到了越来越多的应用。随着LED技术的进一步发展，基于LED的此种系统必然会越来越普及。同时，这是一个复杂的系统设计。遵循“最恶劣”工作条件设计准则开展设计有利于保证系统的可靠性。分析优化系统的每一步能量转化有助于整个系统设计的优化，并有助于降低系统成本。