實(shí)現(xiàn)太陽能LED照明還有多遠(yuǎn)的路？

有什么問題造成太陽能照明發(fā)展不順?biāo)靻?在一個(gè)基本的系統(tǒng)中，一塊太陽能板在白天為電池充電，然后電池則在夜間為LED燈進(jìn)行供電。聽起來很簡(jiǎn)單，不是嗎?事實(shí)上，一個(gè)LED燈比白熾燈泡需要的電力少相當(dāng)多，使這個(gè)想法很值得被討論。此外，LED發(fā)射器有固有的方向性，使他們比任何氙氣燈(HID)在實(shí)際交付流明到想要的表面表現(xiàn)更好，且這似乎是說無論什么規(guī)格的HID燈具…

但魔鬼藏在細(xì)節(jié)中。首先，一個(gè)太陽能板的額定電壓位于X瓦，就僅提供那些瓦數(shù)，還是在中午晴空萬里的天空狀態(tài)下。在現(xiàn)實(shí)中，若是你自己做一個(gè)小小5分鐘的測(cè) 試，用一個(gè)簡(jiǎn)單連接正確的電流跨過任何太陽能電池板的輸出，以測(cè)量短路電流(沒錯(cuò)!那就是你用來在不同光線等級(jí)下量測(cè)面板效率的電路)，你將發(fā)現(xiàn)任何太陽 能板(無論你曾經(jīng)說過什么，他們都是「從根本上」相同的)在陰天只提供其額定值的20~30%，且在萬里無云的天空在早晨或傍晚只有50~70%。

這實(shí)際上意味著，除非你是在鳳凰城(Phoenix)或撒哈拉沙漠(Sahara)，不然你可能會(huì)想你需要2~3倍的太陽能板，以一個(gè)確保電池組將永遠(yuǎn)在充 飽電的狀態(tài)。然而，好消息是太陽能板的價(jià)格，比如LED燈，價(jià)格在過去的3~4年如一塊滾動(dòng)的巖石般下滑，太陽能板現(xiàn)在則是很容易用每瓦5美元的價(jià)格購買。

現(xiàn)在我們知道太陽能板主要的問題不是成本，而是我們需要一些"健康的"電池。雖然 你可能會(huì)看到一些使用鋰電池或膠態(tài)電池的系統(tǒng)，對(duì)更高功率降壓最好的一擊(成本、效能和兼容性的簡(jiǎn)單充電技術(shù))，和流行的吸水玻璃纖維氈 (Absorbent Glass Mat ，AGM)密封鉛酸類型相似，有很大的容量且每AH可能低于2美元。但你不想讓電池放電低至少于30~40%電力—這表示你真的想用兩倍多的電池。成本仍 是沒甚么大不了，但尺寸在電池進(jìn)化的歷史上開始變得越來越大且重，如果我們想要超過100W且通宵達(dá)旦點(diǎn)亮的停車場(chǎng)照明。

不過，事情正在發(fā)生變化。5,000K的LED在2006年已經(jīng)從50LPW(流明瓦)到2015年時(shí)，超過150LPW。且不只是在一些公司的 R&D實(shí)驗(yàn)室，更是實(shí)際從日商日亞(Nichia)、科銳(Cree)、Lumileds(已被中資基金Go Scale Capital購并)和其他公司銷售的產(chǎn)品。這意味著為電池和太陽能板縮小尺寸和降低成本，使這一微小的利基市場(chǎng)變得更大一些。

這一切的殺手锏是我們需要能夠全亮一整夜的燈。是的!有很多企業(yè)說，在大多數(shù)的夜晚，你可以透過調(diào)光來大大降低對(duì)電池的需求，或使用移動(dòng)偵測(cè) (motion-detection)以讓照明系統(tǒng)在大部分的時(shí)間大幅減少功率。然而，在主流應(yīng)用中，銷售「調(diào)性」已普遍行不通，若是有人為了安全起見而 想在停車場(chǎng)有照明設(shè)備，他們也會(huì)希望燈能夠整夜全亮。

讓我們跳到太陽能照明實(shí)際上可提供令人驚訝好處的領(lǐng)域?，F(xiàn)階段，在美國有超過25,000個(gè)非體育場(chǎng)類型的青年田徑場(chǎng)，在這些地方?jīng)]有設(shè)置任何燈光，這些田徑場(chǎng)有許多也用于青少年曲棍球 和美式足球訓(xùn)練。如果你想把照明帶進(jìn)這樣的一個(gè)場(chǎng)域，且這里從以前就沒有建置交流電(AC)市電，這會(huì)花掉你(小區(qū))150K~200K美元間的費(fèi)用—在 最佳的情況下—去挖條深深的溝渠、在每個(gè)點(diǎn)埋高壓電纜、從遠(yuǎn)處電線桿上的變壓器帶來電力、每個(gè)點(diǎn)安裝各種服務(wù)，并且和公用事業(yè)公司經(jīng)過也許12個(gè)月惱人的 處理過程。

傳統(tǒng)的150K~200K美元處理以為青少年體育場(chǎng)帶來AC市電照明，若是采用太陽能，可以將花費(fèi)減少到50K美元。

主要成本不是LED燈具和燈桿，而是在引進(jìn)交流電—這是大開眼界的挑戰(zhàn)。盡一切挖掘溝渠的艱巨任務(wù)、高壓電纜的布線和接駁公用設(shè)施，完全用太陽能取代，一個(gè) 小區(qū)域可以僅用一小部分成本和時(shí)間，在一周內(nèi)利用太陽能供電的照明系統(tǒng)點(diǎn)亮。由實(shí)際案例可發(fā)現(xiàn)這獨(dú)特的可能性，青年田徑場(chǎng)僅需要一晚不到2小時(shí)的充分點(diǎn) 亮。電池可以"很差的"充電10小時(shí)后，即使是陰天，仍可產(chǎn)生足夠的電力供應(yīng)有限時(shí)間的游戲或每周幾次的練習(xí)所需。飛利浦(Philips)在非洲已經(jīng)安裝了一些如上述的系統(tǒng)，以及由其他公司建置的美國幾個(gè)地方都已經(jīng)到位，包括德州圣馬科斯(San Marcos, Texas)的活動(dòng)。

底線是LED效能急遽增加和LED價(jià)格的下滑，加上太陽能電板價(jià)格的下降，都使得采用LED照明有可能發(fā)展出令人驚訝的新應(yīng)用，以滿足需求和帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模—就在我們認(rèn)為LED照明沒有多少新發(fā)展的時(shí)候!