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一套完整的太陽(yáng)能草坪燈系統(tǒng)包括：光源、控制器、蓄電池、太陽(yáng)能電池組件及燈體。白天，太陽(yáng)能電池組件將光能轉(zhuǎn)化為電能通過(guò)控制器儲(chǔ)存到蓄電池內(nèi)，晚上蓄電池通過(guò)控制器給光源供電，使其轉(zhuǎn)化為光能，照明裝飾。燈體主要起系統(tǒng)防護(hù)及白天的裝飾作用，保障這一循環(huán)正常運(yùn)行。其中光源、控制器、蓄電池是決定草坪燈系統(tǒng)性能的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)中必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理配置。

光源

太陽(yáng)能草坪燈由于受組件功率限制，光源功率必須很小，在零點(diǎn)幾瓦到幾瓦之間不等，更多的是0.5W和1W。目前部分太陽(yáng)能草坪燈采用節(jié)能燈作為光源，普通節(jié)能燈的光效約為40～50 Lm /w，而LED燈目前光效已達(dá)90Lm/w，實(shí)驗(yàn)室已達(dá)120Lm/w以上，并且在保持同樣照度下，LED燈比普通日光燈可節(jié)電40%以上，轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較高。另外使用壽命方面，普通日光燈的壽命為3000-5000h，LED燈在光衰達(dá)到70%時(shí)理論壽命約10萬(wàn)小時(shí)，實(shí)際使用壽命可達(dá)5萬(wàn)小時(shí)，為普通日光燈的10多倍，若每天工作8小時(shí)，一只燈可用6250天，因此不需要經(jīng)常更換，可大大節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。LED燈被稱(chēng)為綠色照明光源，其本身不含有毒有害物質(zhì)（如：汞），避免了熒光燈管破裂溢出汞的二次污染，同時(shí)LED燈采用恒定直流電流驅(qū)動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生頻閃，又沒(méi)有干擾輻射，對(duì)人體無(wú)危害；顯色指數(shù)在80以上,燈光下物體的顏色更真實(shí)，色彩更豐富。因此,LED非常適合于太陽(yáng)能草坪燈系統(tǒng)。在LED應(yīng)用中主要的是恒流和散熱問(wèn)題，雖然很多太陽(yáng)能草坪燈已經(jīng)采用LED,但這些問(wèn)題解決的并不是很好。

在恒流方面，LED的特性是，當(dāng)電壓變化很小時(shí)，電流可能變化很大，比如當(dāng)工作電壓變化0.1V時(shí)，工作電流可能變化20mA左右。為了實(shí)現(xiàn)恒流，防止工作電流過(guò)大，許多草坪燈使用串聯(lián)限流電阻，但能量損失顯然不適合本來(lái)發(fā)電量就很有限的太陽(yáng)能草坪燈。這時(shí)，可以設(shè)計(jì)恒流電路，現(xiàn)在有許多現(xiàn)成的專(zhuān)門(mén)針對(duì)LED開(kāi)發(fā)的恒流芯片，將之和LED結(jié)合使用，不需要復(fù)雜的外圍電路，就能起到很好的恒流作用，有效保護(hù)LED,延長(zhǎng)壽命。

在大功率LED應(yīng)用中，散熱是另一個(gè)主要考慮的方面，散熱做不好，會(huì)引起很?chē)?yán)重的光衰，一些嚴(yán)重的半年內(nèi)可能降到原來(lái)的一半，在草坪燈上大功率LED 多是單顆應(yīng)用，采用常規(guī)的鋁基板就可以滿(mǎn)足，這方面的影響一般不大，但也需經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證。

蓄電池的選擇

近年來(lái)，市場(chǎng)上的太陽(yáng)能草坪燈普遍采用由鉛酸蓄電池或鎳氫蓄電池和LED燈組成的系統(tǒng)。在使用過(guò)程中，鉛酸電池需要加酸補(bǔ)液，維護(hù)工作量很大，同時(shí)硫酸電解液溢出時(shí)有可能損壞燈體或其他公共設(shè)施。并且鉛酸蓄電池和鎳氫蓄電池比能量較小，就常用的4Ah電池來(lái)說(shuō)，體積重量都很大，系統(tǒng)電器件設(shè)置和安裝裝置占用很大空間，不利于燈體結(jié)構(gòu)的靈活設(shè)計(jì)。

鋰離子電池是20世紀(jì)開(kāi)發(fā)成功的新型高能電池，它具有很高的能量密度，在相同容量的情況下，重量是鎳氫蓄電池的一半，鉛酸蓄電池的30%，，體積是鉛酸蓄電池和鎳氫蓄電池的20-30%。并且鋰離子電池的放電平臺(tái)是3.7V,太陽(yáng)能電池組件的充電電壓為6V,相對(duì)于鉛酸電池12V的放電平臺(tái)，電池組件充電電壓為17V 來(lái)說(shuō)，能夠減少電池片2/3的劃片次數(shù)，減少浪費(fèi)，提高電池片的利用率。鋰離子電池循環(huán)壽命高，在正常條件下，它的充放電周期可超過(guò)500次。在天氣晴好的情況下，太陽(yáng)能電池組件會(huì)給蓄電池進(jìn)行持續(xù)充電，而夜間只消耗蓄電池容量的25%左右，這時(shí)候蓄電池就會(huì)處于持續(xù)的浮充狀態(tài)，能夠大大延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類(lèi)對(duì)環(huán)境有危害的金屬物質(zhì)，不含化學(xué)性能非常活潑的鋰，可以保障安全性，符合太陽(yáng)能產(chǎn)品綠色、環(huán)保的設(shè)計(jì)理念。

控制器的設(shè)計(jì)

由于太陽(yáng)能電池組件的發(fā)電量隨天氣狀況、日照時(shí)間而變化，非常不穩(wěn)定，因此太陽(yáng)能光伏獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)中對(duì)蓄電池的充放電控制要比普通應(yīng)用中對(duì)蓄電池的充放電控制更復(fù)雜一些。控制器設(shè)計(jì)是否完善，直接決定整個(gè)太陽(yáng)能草坪燈系統(tǒng)能否順利運(yùn)行。

一個(gè)完整的太陽(yáng)能草坪燈控制器應(yīng)該具有兩方面的功能：一是功能控制，草坪燈用于草坪中，白天裝飾，夜晚起裝飾照明作用，根據(jù)不同的使用情況，有些需要整個(gè)晚上都工作，更多的則是工作4～8個(gè)小時(shí)，因此必須有光控開(kāi)，光控關(guān)，或者光控開(kāi)，時(shí)控關(guān)的功能。

另一方面就是保護(hù)功能控制，包括對(duì)太陽(yáng)能電池組件的防反沖保護(hù)，對(duì)蓄電池的過(guò)充電保護(hù)，過(guò)放電保護(hù)，溫度補(bǔ)償功能,對(duì)LED的恒流驅(qū)動(dòng)等。防止反充電功能。對(duì)于太陽(yáng)能草坪燈來(lái)說(shuō)，很多鋰離子電池本身帶有保護(hù)板，防止過(guò)充電功能，防止過(guò)放電功能等，在控制器設(shè)計(jì)中，就不需要增加這些功能。如若沒(méi)有保護(hù)板就必須在控制器中加入這些功能，因?yàn)楹芏嘈铍姵剡^(guò)放會(huì)造成損壞。所以要針對(duì)使用情況而定，并且放電截止電壓不宜過(guò)低。對(duì)LED的恒流驅(qū)動(dòng)，主要是通過(guò)升壓電路或者結(jié)合恒流芯片，調(diào)整輸入LED的電流，使之在蓄電池電壓不斷變化的情況下仍能夠保持對(duì)LED的恒流驅(qū)動(dòng)。

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