太陽(yáng)能草坪燈（具有安全、節能等特點(diǎn)的燈具）
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太陽(yáng)能草坪燈
具有安全、節能等特點(diǎn)的燈具
太陽(yáng)能草坪燈是一種綠色能源燈具，具有安全、節能、環(huán)保、安裝方便等特點(diǎn)。太陽(yáng)能草坪燈主要由光源、控制器、蓄電池、太陽(yáng)能電池組件及燈體等部件組成。其在有光照射下，通過(guò)太陽(yáng)能電池將電能存儲于蓄電池，在無(wú)光情況下，通過(guò)控制器將蓄電池電能送入負載 LED 中。適用于住宅社區綠草地美化照明點(diǎn)綴、公園草坪美化點(diǎn)綴。
基本信息
| 外文名 | Solar Lawn Lamp |
| 能源 | 太陽(yáng)能 |
| 光源 | LED |
系統組成
一套完整的太陽(yáng)能草坪燈系統包括：光源、控制器、蓄電池、太陽(yáng)能電池組件及燈體。
當白天太陽(yáng)光照射在太陽(yáng)能電池上時(shí)，太陽(yáng)能電池將光能轉變?yōu)殡娔懿⑼ㄟ^(guò)控制電路將電能存儲在蓄電池中。天黑后，蓄電池中的電能通過(guò)控制電路為草坪燈的LED光源供電。第二天早晨天亮時(shí)，蓄電池停止為光源供電，草坪燈熄滅，太陽(yáng)能電池繼續為蓄電池充電，周而復始、循環(huán)工作?？刂破饔?/span>單片機、傳感器組成，通過(guò)對光信號的采集和判斷控制光源部分的開(kāi)、關(guān)。燈體主要起到系統防護及白天的裝飾作用，保障這一系統正常運行。其中光源、控制器、蓄電池是決定草坪燈系統性能的關(guān)鍵。系統樞圖如右圖所示。
太陽(yáng)能電池
1、類(lèi)型
2、工作電壓
太陽(yáng)能電池的工作電壓為配套電池電壓的1.5倍，才能保證給蓄電池正常充電。如給3.6V蓄電池充電需要用4.0~5.4V太陽(yáng)能電池；給6V蓄電池充電需要用8~9V太陽(yáng)能電池；給12V蓄電池充電需要用15~18V太陽(yáng)能電池。
3、輸出功率
太陽(yáng)能電池的單位面積輸出功率約為 127 Wp/m2。太陽(yáng)能電池一般由多個(gè)太陽(yáng)能單元電池串聯(lián)組成，其容量取決于照光源、線(xiàn)路傳輸部件所消耗的總功率以及當地太陽(yáng)能輻射能量。太陽(yáng)能電池組輸出功率宜超過(guò)光源功率的 3~5 倍，光照豐富、開(kāi)燈時(shí)短地區為（3~4）倍以上；反之為（4~5）倍以上。
蓄電池
1、類(lèi)型
（3）鎳氫（Ni-H）蓄電池：高倍率放電、低溫性能好、價(jià)格便宜、無(wú)污染，為綠色環(huán)保電池?？蔀樾⌒拖到y采用，這種產(chǎn)品宜大力提倡。目前，廣泛采用的有鉛酸免維護蓄電池、普通鉛酸蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池三種。
2、蓄電池連接
并聯(lián)連接時(shí)，要考慮各單體電池間的不平衡影響，并聯(lián)組數不宜超過(guò)四組。安裝時(shí)要注意，蓄電池的防盜問(wèn)題。
工作原理
電路結構
以光敏電池為光敏器件的太陽(yáng)能草坪燈電路如圖1所示。所謂以
光敏電池為光敏器件是指利用太陽(yáng)能電池本身的光感特性，即有光太陽(yáng)能電池輸出電壓，輸出端呈現高電平；當無(wú)光時(shí)，太陽(yáng)能電池沒(méi)有電壓輸出，輸出端出現低電平。
該電路主要由蓄電池充電電路、開(kāi)關(guān)電路、驅動(dòng)電路組成。充電電路由太陽(yáng)能嗲吃哪行V1、二極管D1、蓄電池V2構成；開(kāi)關(guān)電路由三極管Q1和電阻R2構成；驅動(dòng)電路由三極管Q2組成。
電路工作原理
在圖1中，當有光照射時(shí)，相等于開(kāi)關(guān)S1閉合，連接6點(diǎn)。此時(shí)三極管Q1基極出現高電位，Q1三極管導通（集電極與發(fā)射極導通），Q1三極管處于飽和區，通過(guò)R2電阻的電流將全部通過(guò)Q1三極管的集電極向發(fā)射極接地，而流向Q2三極管基極電流幾乎為零，所以Q2三極管截止，即Q2的集電極和發(fā)射極無(wú)電流，負載LED1無(wú)電流，停止工作。
同時(shí)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能通過(guò)D1二極管一部向蓄電池V2充電，另外一部分通過(guò)R2電阻、Q1集電極、Q1發(fā)射極接地。由于蓄電池內阻遠小于R2電阻，所以太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能幾乎流向蓄電池V2。
當無(wú)光照射時(shí)，相等于開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)。此時(shí)三極管Q1基極出現低點(diǎn)位，Q1三極管截止（集電極與發(fā)射極截止），Q1三極管處于截止區，通過(guò)R2電阻的電流將全部通過(guò)Q2三極管的基極向發(fā)射極接地，所以Q1三極管處于放大區，即Q1的基極電流和集電極電流成β倍關(guān)系，負載LED1正常工作。
發(fā)展概況
市場(chǎng)發(fā)展現狀
隨著(zhù)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國太陽(yáng)能草坪燈生
產(chǎn)企業(yè)數量及規模不斷增加，目前產(chǎn)量已占全世界產(chǎn)量的90%以上，年銷(xiāo)售3億只以上，太陽(yáng)電池的消耗量50～60MW。根據國內行業(yè)統計數據，我國太陽(yáng)能草坪燈產(chǎn)量近年平均增長(cháng)速度超過(guò)20%，2013年產(chǎn)量已經(jīng)達到3.6億只。表1為 2007～2013年太陽(yáng)能草坪燈產(chǎn)量及同比增長(cháng)統計表；2013年太陽(yáng)能草坪燈生產(chǎn)區域分布見(jiàn)圖1。
市場(chǎng)需求分析
（1）國外市場(chǎng)需求規模
美國、日本、歐盟等發(fā)達國家，近年對太陽(yáng)能草坪燈的需求呈現快速增長(cháng)趨勢。太陽(yáng)能草坪燈樣式簡(jiǎn)單，沒(méi)有長(cháng)長(cháng)的電纜，內部有個(gè)蓄電池，白天吸收日光儲備起來(lái)，每當黃昏點(diǎn)燈之時(shí)便會(huì )點(diǎn)亮，發(fā)出柔和的燈光，一般能持續8h。
歐洲綠化非常好，草坪覆蓋率高。歐洲的一些城市及鄉村草坪遍布，不少城市公園都以草坪為主角，成為人們休閑、娛樂(lè )的最佳場(chǎng)所；另外，別墅建筑草坪面積也非常龐大。在太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的今天，歐洲太陽(yáng)能草坪燈的使用率位居世界前列，太陽(yáng)能草坪燈已經(jīng)成為歐洲綠化景觀(guān)的一部分。
在美國銷(xiāo)售的太陽(yáng)能草坪燈中，超過(guò)90%均采用鎳鎘電池作儲能電池。太陽(yáng)能草坪燈只能用容量介于600～900m Ah的鎳鎘電池。由于鎳鎘電池（1.2V）有記憶效應，會(huì )導致電池在無(wú)完全放電時(shí)容量大幅降低，而且鎳鎘電池含有有毒物質(zhì)，美國逐漸開(kāi)始禁用鎳鎘電池，由此將使美國太陽(yáng)能草坪燈產(chǎn)品市場(chǎng)需求結構有所改變，同時(shí)替換需求也加大了市場(chǎng)對太陽(yáng)能草坪燈需求的增長(cháng)。
在日本和韓國，城市街巷規劃設計、改善工程和長(cháng)效管理中體現的是以人為本的設計理念、精益求精的質(zhì)量意識、精致和諧的街巷景觀(guān)、功能完善的服務(wù)設施、高度文明的公眾素質(zhì)，在道路綠化、公園綠化等草坪上已廣泛使用太陽(yáng)能草坪燈。
目前國外每年從中國進(jìn)口的太陽(yáng)能草坪燈已經(jīng)超過(guò)1億只，并且今后幾年這一市場(chǎng)仍將保持較快的增長(cháng)趨勢。
（2）國內市場(chǎng)需求
規模
太陽(yáng)能草坪燈主要用于城市草坪，包括廣場(chǎng)、公園、小區、道路等綠地。城市化進(jìn)程的加快和城市綠地水平的提高，刺激了草坪生產(chǎn)及科研的發(fā)展。目前全國已有上千家從事草坪供應的企業(yè)，其中千畝左右的骨干企業(yè)有數十家。國內草坪年產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)2億平方米。表4為2007～2013年我國草坪產(chǎn)量及
同比增長(cháng)統計表；2013年我國太陽(yáng)能草坪燈的需求統計見(jiàn)表5 。
（3）太陽(yáng)能草坪燈產(chǎn)品需求增長(cháng)情況
我國太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，國內市場(chǎng)對太陽(yáng)能產(chǎn)品的潛在需求規模也十分巨大。近年太陽(yáng)能草坪燈由于其節能、環(huán)保、安裝方便等特點(diǎn)，在國內外應用廣泛，雖然我國產(chǎn)品的應用還未完全普及，但其需求潛力巨大。隨著(zhù)城市綠化面積的進(jìn)一步增加，國內市場(chǎng)將進(jìn)一步加大對太陽(yáng)能草坪燈的供應需求。表6為2007～2013年太陽(yáng)能草坪燈產(chǎn)品需求及同比增長(cháng)統計表；圖2為2013年太陽(yáng)能草坪燈需求地區分布統計。
存在的問(wèn)題
1．產(chǎn)品良莠不齊、質(zhì)量問(wèn)題突出
目前，雖然太陽(yáng)能草坪燈的產(chǎn)量巨大，產(chǎn)品質(zhì)量卻令人擔憂(yōu)。許多產(chǎn)品第一年質(zhì)量比較好，以后就一年比一年差，互相仿造、偷工減料、打價(jià)格仗，一些產(chǎn)品出口以后成了垃圾貨，敗壞了我國制造業(yè)的聲譽(yù)。
2．沒(méi)有產(chǎn)品的國家標準
上敘問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因是：到目前為止，在我國還沒(méi)有一個(gè)可以指導太陽(yáng)能草坪燈生產(chǎn)和判斷其質(zhì)量好壞的產(chǎn)品標準，雖然許多企業(yè)也制定了自己的企業(yè)標準，由于大多數的廠(chǎng)家對于光伏照明技術(shù)理解上的偏差，這些標準基本上都比較片面，不能夠涵蓋太陽(yáng)能草坪燈的全部技術(shù)要求。比如太陽(yáng)能草坪燈的最關(guān)鍵的部分—微型太陽(yáng)電池組件，它通常是由環(huán)氧樹(shù)脂封裝或者PCB板層壓封裝，目前在整個(gè)光伏行業(yè)里就沒(méi)有相應的標準，沒(méi)有這個(gè)標準，其它的太陽(yáng)能草坪燈的標準就失去了技術(shù)基礎，難怪整個(gè)太陽(yáng)能草坪燈市場(chǎng)呈現出一片混亂的現象。
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