高效非逆變PV-LED

基本介紹

• 中文名：高效非逆變PV-LED
• 外文名：High efficiency inverter PV-LED
• 簡稱：PV-LED
• 說明：是一種智慧型照明系統

簡介

高效非逆變PV-LED智慧型照明系統,簡稱PV-LED。是深圳均益安聯光伏系統工程公司研發的專用於光伏和LED照明的控制系統，主要為建築地下停車場24小時提供太陽能的清潔電力，滿足地下停車場全天候的照明需求的直流智慧型照明套用系統。

高效非逆變太陽能光伏照明PV-LED智慧型控制系統（以下稱PV-LED）是將太陽能光伏發電系統與建築一體化設計，採用高效非逆變和智慧型控制技術，將太陽能電池組件-控制系統-併網-儲能-LED燈具有機組合,構建成一個太陽能發電、用電的直流套用系統，並根據建築條件進行一體化設計、生產、安裝、維護，從而最佳化建築照明用電結構，以直流的光伏電力搭配直流的LED燈具，解決建築內公共區域的照明需求，達到節能減排、降低成本的綜合目的，是目前最為先進的將太陽能光伏新能源替換傳統能源、用綠色環保的LED新光源替換傳統光源、套用於建築公共照明的實用型技術與產品，國內首創、業內領先。

PV-LED系統工作原理圖

光伏蓄電、負載用電示意圖

套用特點

1、屋頂光伏，直發直用

PV-LED系統是將光伏組件按照分散式方式安裝在建築屋頂，太陽能光伏發出的電是直流電，配備同為直流的LED作為照明負載。主要用於建築公共照明：主要為24小時用電的地下停車場等公共場所(也可包括樓道，電梯前室等公共場所）提供照明。該系統採用太陽能發電獨立供電，以太陽能光伏電驅動獨立於市電之外的建築公共照明的LED光源，替代傳統市電照明用電達90%以上，節能效果極其顯著。

2、獨立配置, 兼備應急

PV-LED系統，是獨立於傳統能源之外的獨立的直流系統，不僅具備提供日常公共照明功能的電量，同時兼備應急照明功能，不受其他供電系統的影響，一套系統多種功能。且其備急時間遠遠大於國家消防規定的應急照明時間。該系統為獨立系統，當樓內發生突發事故如火災、地震等切斷電源或區域停電時，仍可連續供電，可以作為應急燈使用，在高層建築的安全消防與照明方面發揮出重要的作用。

3、低壓直流，安全可靠

太陽能光伏電力是低壓直流電，使用的也是低壓直流的LED照明負載，整套系統由低壓供電，因此不會發生用電的安全事故。

4、光伏蓄能，專用長效

該系統採用單晶矽太陽能電池組件和LED感應燈以及常亮燈的組合，智慧型控制的核心是高效和長壽，系統使用壽命達二十年以上，減少90%的照明用電。系統中易損件為LED 燈具，有效使用壽命可達3年以上，是傳統燈具有效使用壽命的5倍以上。系統中採用的太陽能專用蓄電池，使用壽命長達6年，是傳統蓄電池的3倍以上，具有運行成本低、便於管理、免維護、使用壽命長等特點。

5、組合照明，智慧型控制

PV-LED照明系統根據地下車庫照明需求的特點及監控的強制性要求，設計出感應工作照明和常亮值班照明相結合的最佳照明模式，車道燈保持常亮，車位燈則人來車來時自動點亮，人走車走時自動熄滅，這個模式在最大限度地滿足了照明和監控要求的基礎上，又大大提高了節能減排、節能增效的效果。

主要組成

太陽能電池組件（電源）、智慧型控制系統、儲能單元（專用蓄電池）和照明負載（LED燈具）。PV-LED技術是從整體出發對照明系統各部分進行性能參數分析設計，從而實現整個光伏發電用電系統的動態平衡，保證系統運行的可靠性，達到新能源的實用性套用和真正意義的節能效果。

1、太陽能電池組件的選用

PV-LED系統的太陽能電池板如果沒有特殊需要，在陽光較好，安裝方便情況下，一般採用高效單晶矽片，以儘量減少屋頂占用空間。電池組件選用轉化效率≥20%以上為最好。但是如果結合建築條件，採用非晶矽組件，整體功率需增加一倍甚至更高（根據具體建築情況計算），PV-LED的光伏安裝是根據建築條件“量身”定製。

優勢（1）一般的光伏工程選用的光伏組件都是光伏組件廠家提供的常規組件，其工作電壓、電流都是固定的，在建造光伏電站時再根據電壓要求對組件進行串並聯。然而對於高效非逆變PV-LED系統，由於每個建築都具有不同特點，不同地區陽光輻照也不同；不同建築，屋頂到地下的距離也不同，直流傳輸，對壓降控制要求也很高；故需要根據建築特點進行專門配置。實踐中，專門配置的光伏發電效率要比未進行專門設計配置的高出30%以上。

（2）常規晶矽電池片表面為柵線電極（負極），一般有2條或3條主電極粗線，以便於連線條焊接。而其形式和厚度一方面要保證太陽光的高透過率，另一方面電極要有一個儘可能低的接觸電阻，為此各個廠家都有不同的製作工藝。目前市場上大部分都是以這種結構為主，隨著近幾年製作工藝水平的不斷革新，此結構下的單晶矽轉換效率平均可以達到17%，比幾年前的14%提升很多。但此種結構有其局限性：儘管柵線電極所占面積已經很小（約8%），可依然阻擋了部分陽光，使電池有效受光面積降低。相關研究表明，電極陰影遮擋造成的能量損失高達10%。

高效非逆變系統選用的單晶矽太陽能組件的電池片多採用背極工藝的技術，該世界領先的IBC（交指式背電極）背接觸式太陽能電池技術，吸收光譜範圍更寬，轉換效率高達21.4%，弱光性可以與非晶矽媲美。相同光照條件和相同系統功率下，發電量比普通單晶矽要高出30%以上，因此，同樣的負載功率所需的電池板面積比普通單晶矽減少很多。

2、高效非逆變智慧型控制系統的配置

高效非逆變技術，是目前太陽能光伏界被高度認可的實用型高科技技術，全系統直流低壓，實現“三元”供電、“二元”用電：即白天直通照明，多餘部分給儲能單元充電,供負載夜間使用；智慧型判斷蓄電池電壓切換市電補充，真正意義上實現了對太陽能光伏電力的高效動態控制。

優勢：（1）根據工程現場所勘察的實際情況，專門配置各相關部件參數，通過三元供電、二元用電的配電方案，以解決光伏發電輸出不穩定與用電負載相對確定的矛盾；以提高光伏電力使用效率為目標的最大功率點。跟蹤控制方法保證了系統供電加權效率比傳統電站方式高出接近一倍；自主研發生產的控制器配件，保證了系統長期運行的可靠性和經濟性。

（2）光伏控制系統，目前較多的都是用於逆變的控制系統，對於直流套用而言，目前主要是將光伏路燈的模組用於直流控制器。這類控制器主要的功能只是給蓄電池充電，然後由蓄電池再帶動負載，經過蓄電池多次轉換的能量損失應超過35%。是低效的控制系統。高效非逆變PV-LED系統是白天將光伏電直通LED負載，多餘電量向蓄電池充電供晚上使用。PV-LED是均益安聯獨有技術。

3、太陽能光伏專用蓄電池

採用晶絡納米矽免維護太陽能專用蓄電池；併網不饋電的市電補充技術，對蓄電池進行有效保護；獨特的晶絡納米矽配方始終讓蓄電池保持在非惰性狀態，工作壽命達6年以上。

優勢：（1）傳統的光伏電站大都採用併網模式。而在光伏環境下，作為儲能單元的蓄電池一般採用普通鉛酸類蓄電池。這類蓄電池使用壽命只有500次充放電，也就是一年多的壽命。如果是陽光變化莫測，沒有其他補充情況下充電不完全，負載的用電深度過大，壽命只有一年不到。所以蓄能是光伏套用的瓶頸。晶絡納米矽光伏專用蓄電池使用壽命長達6年，是傳統鉛酸電池的3倍，膠體電池的2倍。

（2）晶絡納米矽光伏專用蓄電池由均益安聯和合肥工大大學研發的太陽能專用蓄電池，是一種新的能源應該形式，蓄電池具有強耐腐蝕性、採用Pb-Ca多元合金板柵、添加納米級矽粉電解液、使得具有低酸、充電酸霧少、小電流充電接受能力好，、高低溫性能優越、操作溫度範圍廣、大電流放電性能和自耗電少等優勢；無污染、免維護、無記憶效應。

4、LED組合照明負載

系統採用低壓直流燈具，燈具採用工作照明和值班照明，通過熱釋感應進行控制。

直流的LED 燈具，採用的是小功率、高亮度、LED晶片根據地下車庫照明要求專門裝配。目前光效達140Lm/W以上；車庫燈具布局採用滿天星斗方式，地下車庫燈具採用滿天星斗設計系中國建科院上海分院幫助設計，該設計極大提高了地下車庫照度的均勻性，同時也提升了美觀度，使地下車庫照明具有明顯節能特徵。

優勢：（1） LED作為PV-LED燈具，重要特徵是具有直流性質.LED如在220V的交流環境下，需要進行整流，整流損耗約為15%。熱釋感應控制在220V的環境下，每個控制元將有5W左右的功耗，相比於直流系統，無形中增加了燈具數量的30%的每個4.5W的功耗（直流系統熱釋感應只產生0.5W 的功耗）

（2）建築地下車庫照明目前大部分還採用的是日光燈管。沒有為地下車庫專門設計適合地下車庫的燈具照明。LED 燈管，其照明方向有一定局限，管型散熱不良，尤其是損壞後需要整條更換，維護成本大。如採用交流，還需增加整流等器件。PV-LED系統採用的是漫天星斗模式，是專為地下車庫和公共照明設計，具有光線勻和、照度均勻、美觀靚麗、特點突出。