能源供應安全的擔憂和應對氣候變化隨著人類社會發(fā)展，已經逐漸被世界各國逐漸重視，并各自開始采用各種手段來進行能源的可持續(xù)發(fā)展。間接的推動了世界范圍內可再生能源技術和產業(yè)的迅速發(fā)展，如光伏發(fā)電、風力發(fā)電等年增長速度都在20%以上。雖然，現在可再生能源已實現能源多樣化，但是煤炭和原油依舊是國際能源領域的熱點。

截至2014年上半年，中國水電裝機容量達到了2.9億千瓦，風電裝機容量達到了8300萬千瓦，太陽能發(fā)電裝機容量達到了2200萬千瓦。其中，可再生能源發(fā)電裝機超過全部發(fā)電裝機的30%，可再生能源發(fā)電量超過全部發(fā)電電量的20%。可以作為主要能源的可再生能源發(fā)展逐漸成為國際能源領域的熱點，得到了世界許多國家的廣泛關注。

綠色環(huán)保邁出的一大步

隨著地球資源的日益貧乏，基礎能源的投資成本日益攀高，各種安全和污染隱患可謂無處不在，太陽能作為一種“取之不盡、用之不竭”的安全、環(huán)保新能源越來越受重視。同時，也隨著太陽能光伏技術的發(fā)展和進步，太陽能燈具產品在環(huán)保節(jié)能的雙重優(yōu)勢，太陽能路燈、庭院燈、草坪燈等方面的應用已經逐漸形成規(guī)模，太陽能發(fā)電在路燈照明領域發(fā)展已經日趨完善。

LED光源作為綠色環(huán)保的光源，有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長、安全可靠性強等特點。LED單管功率0.03～0.06瓦，采用直流驅動，單管驅動電壓1.5～3.5伏，電流15~18毫安，反應速度快，可在高頻操作。同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的萬分之一，熒光燈管的二分之一、日本估計，如采用光效比熒光燈還要高兩倍的LED替代日本一半的白熾燈和熒光燈。每年可節(jié)約相當于60億升原油。就橋梁護欄燈例，同樣效果的一支日光燈40多瓦，而采用LED每支的功率只有8瓦，而且可以七彩變化。隨著經濟發(fā)展，我國的照明用電將大幅度提高，綠色節(jié)能照明的研究應用，將越來越受到重視。在此基礎上，有人開始將LED光源與太陽能相關聯，希望借此可以讓夜間照明可以與白天的太陽能儲備無縫連接起來。這樣將是綠色環(huán)保邁出的一大步。

目前，照明消耗約占整個電力消耗的20%左右，降低照明用電是節(jié)省能源的重要途徑。為實現這一目標，業(yè)界已研究開發(fā)出多種節(jié)能照明器具，并取得了一定的成效。但是，距離“綠色照明”的要求還較遠，開發(fā)和應用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源勢在必行。

太陽能LED照明燈具作為冷光源產品，具有性價比較高、綠色環(huán)保、安全可靠、質量穩(wěn)定、使用壽命長、安裝維護簡便等特點，可廣泛應用于綠地照明、公路照明、廣告燈箱照明、城市造型景觀照明及家居照明系統(tǒng)，但太陽能LED照明燈具一次性投入較高是其發(fā)展的瓶頸。[NT:PAGE]

太陽能和LED燈源技術發(fā)展現狀

太陽能LED路燈主要由太陽能電池組件部分(包括支架)、LED燈頭、控制箱 (內有控制器、蓄電池)和燈桿幾部分構成;太陽能電池板光效達到127Wp/m2，效率較高，對系統(tǒng)的抗風設計非常有利;LED燈頭光源采用單顆大功率LED(30W-100W)作為光源，運用獨特的多顆芯片集成式單模組光源設計，選用進口高亮度芯片。

控制箱箱體以不銹鋼為材質，美觀耐用;控制箱內放置免維護鉛酸蓄電池和充放電控制器。本系統(tǒng)選用閥控密封式鉛酸蓄電池，由于其維護很少，故又被稱為“免維護電池”，有利于系統(tǒng)維護費用的降低;充放電控制器在設計上兼顧了功能齊備(具備光控、時控、過充保護、過放保護和反接保護等)與成本控制，實現很高的性價比。

控制箱箱體以不銹鋼為材質，美觀耐用;控制箱內放置免維護鉛酸蓄電池和充放電控制器。本系統(tǒng)選用閥控密封式鉛酸蓄電池，由于其維護很少，故又被稱為“免維護電池”，有利于系統(tǒng)維護費用的降低;充放電控制器在設計上兼顧了功能齊備(具備光控、時控、過充保護、過放保護和反接保護等)與成本控制，實現很高的性價比。

現階段，常見的太陽能LED燈源應用有太陽能LED草坪燈、太陽能LED路燈和太陽能LED照明燈等。

在贛州市中心城區(qū)章江南岸木棧橋，太陽能路燈組成了一串“金色項鏈”，不僅功能性照明與景觀觀賞融為一體，而且提升了中心城區(qū)綠色休閑設施品位。在瑞金，LED燈因其突出的節(jié)能優(yōu)勢，也得到了較為廣泛的應用。100多公里外，瑞金市第四中學校門口，原先高耗能的鈉燈全部更換成了LED燈，不但避免了傳統(tǒng)路燈改造線路復雜等帶來的施工難題，而且大幅改善了路段內的夜間照明環(huán)境。

據了解，LED照明市場目前的二大發(fā)展趨勢分別是調光和太陽能供電。太陽能供電的LED照明產品主要針對以下三個市場：停車場照明、室內照明和草坪燈。而在路燈照明中，一般人以為主要就是電纜本身的成本，但是除了電纜本身外，它的鋪設、輔助設施(檢查井、配電設備)等，要比電纜本身貴很多。現在假定以10公里長的道路為例，每隔30米一盞，對面放置，一共需要666盞大功率LED路燈，如果采用太陽能路燈的話，五年內除了可以回收成本外還可以節(jié)省43萬元電費，五年以后每年的電費就可以節(jié)省122萬元。

太陽能大功率LED路燈則完全沒有上述的缺點，其構成十分簡單只有五個部分構成：而且它的安裝十分簡單，只要做一個水泥基座，立起燈桿，安上地腳螺釘就可以了，尤其是不用麻煩電力系統(tǒng)的人員來設計安裝和施工，挖地溝、鋪設電纜、挖檢查井、安裝變壓器等步驟。這是一個非常重要的優(yōu)點。

目前太陽能路燈的一個唯一的問題就是太陽能電池板的造價問題，然而目前它的價格正在以驚人的速度降低。就在2008年，它已經降價1/3。它的最主要的原料多晶硅的價格已經從2007年的每公斤300美元，降低到2008年的200美元，預計到2009年多晶硅的價格將會降低到每公斤100美元。尤其是中國的多晶硅的產量正在快速成長，在建的33個項目全部投產以后，其產量將達到14萬6千余噸，而目前國內需求只有8000噸，因此如何擴大內需是當務之急。大力發(fā)展太陽能大功率LED路燈無疑是一個最好的途徑。目前太陽能電池板的價格已經降低到20元/瓦。而且還在以極快的速度降低。

此外采用PWM可調光控制器和PWM可調光恒流驅動模塊也是減小太陽能電池板面積的有效途徑。如下圖所示，采用PWM可調光控制以后，可以節(jié)能40%以上，也就是說可以減小太陽能電池板的面積40%。這對于太陽能大功率LED路燈的成本無疑是極大的降低。使得它相對于交流電大功率LED路燈具有更大的競爭力![NT:PAGE]

太陽能LED照明燈具更具有廣泛的應用前景

太陽能作為一種新興的綠色能源，以其無可比擬的優(yōu)勢得到迅速的推廣應用。作為第四代新光源，在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室內照明以及其他各領域的照明和應用中得到了有效的利用。尤其是在偏遠無電地區(qū)，太陽能LED照明燈具更具有廣泛的應用前景。

一般人認為，節(jié)能燈可節(jié)能4/5是偉大的創(chuàng)舉，但LED比節(jié)能燈還要節(jié)能1/4，這是固體光源偉大的革新。除此之外，LED還具有光線質量高，基本上無輻射，可靠耐用，維護費用極為低廉等優(yōu)勢，屬于典型的綠色照明光源。

超高亮LED的研制成功，大大地降低了太陽能燈具使用成本，使之達到或接近工頻交流電照明系統(tǒng)初裝的成本報價，并且具有保護環(huán)境、安裝簡便、操作安全、經濟節(jié)能等優(yōu)點。由于LED具有的光效率高，發(fā)熱量低等優(yōu)勢，已經越來越多地應用在照明領域，并呈現出取代傳統(tǒng)照明光源的趨勢。

據有關方面估計，中國現有路燈總數大約在一億盞以上，并以每年20%的速度增長，2008年就新增大功率LED路燈2000萬盞。假如這一億盞路燈可以折合成為6000萬盞250瓦的路燈，再假定這6000萬盞路燈全部改成太陽能大功率LED路燈，那么總共可以節(jié)約1500萬千瓦的功率。假定每盞路燈每天工作12小時，在1年內將節(jié)約657億度電。而三峽水電站在2007年的發(fā)電總量為616.03億度電。因此把全國的路燈全部改為太陽能路燈后一年內所節(jié)省的電量將超過一個三峽水電站一年的發(fā)電量。這是一個極其驚人的數字。即使不去改造原有的路燈，現在每年新增路燈大約為2000萬盞，三年新增6000萬盞，同樣方法計算，三年以后也可以節(jié)省一個三峽電站。而不需要動員全國的力量、投資幾千億、移民上百萬來實現。

不僅如此，太陽能是一種清潔的可再生能源，它不僅節(jié)約了電能，而且減少了二氧化碳的排放量。每一盞250瓦的高壓鈉燈在一年之內將會產生1290公斤的二氧化碳，所以6000萬盞路燈全部改成太陽能路燈以后，將可以減少7740萬噸二氧化碳。所以改成太陽能以后，不但節(jié)省了電費，而且還節(jié)約了二氧化碳的減量成本。每噸二氧化碳的減量成本為345-404美元。減少7740萬噸二氧化碳就相當于節(jié)省了310億美元的二氧化碳減量成本!

前面的數字只是大功率LED路燈和高壓鈉燈的比較。對于同為100W的大功率LED路燈，采用交流電和采用太陽能的節(jié)能比較，只需要把上面的數據除以2.5就可以得到。也就是說，6000萬盞的100瓦大功率LED路燈，假如全部采用太陽能供電的話，可以比全部采用交流電供電時節(jié)省262.8億度電，而二氧化碳的減排成本為124億美元。

在我國西部，非主干道太陽能路燈、太陽能庭院燈漸成規(guī)模。隨著太陽能燈具的大力發(fā)展，“綠色照明”必將會成為一種趨勢。

結語

太陽能電池光效在逐漸提高，而價格會逐漸降低，同樣地市場上LED光效在快速地提高，而價格卻在降低。與太陽能的可再生、清潔無污染以及LED的環(huán)保節(jié)能相比，常規(guī)化石能源日趨緊張，并且對環(huán)境會造成污染。所以，太陽能LED照明作為一種方興未艾的戶外照明，展現給我們的將是無窮的生命力和廣闊的前景。