太陽能照明的原理、組成

　太陽能（Solar Energy），一般是指太陽光的輻射能量，在現代一般用作發電。太陽能是“取之不盡，用之不竭”的，無污染的可再生能源，每天送到地球表面的輻射能大約相當于2.5億萬桶石油。在很長一段時間內，太陽能都白白地從人們身邊“溜走”了。隨著科學技術的飛速發展，太陽能逐漸被開發利用，并已成為最有發展前景的環保能源之一。

　　1 太陽能照明概述

　　太陽能的利用方式主要有兩種。

　　（1）通過太陽能電池將太陽能轉化為電能用于發電，即光伏發電，如太陽能照明、太陽能發電站等。

　　（2 ）通過集熱器把太陽能轉換為熱能加以利用，例如太陽能熱水器、太陽灶等。

　　其中，太陽能照明是利用太陽能最重要的途徑之一，也是我們主要關注和研究的對象。

　　在室外照明中，太陽能照明的發展勢頭強勁。太陽能路燈（非主干道）、太陽能庭院燈、太陽能草坪燈、太陽能交通信號燈、太陽能廣告燈等已不鮮見，均成為綠色照明中的亮點。我們所說的太陽能燈，既指燈具、光源，也包括太陽能電池、蓄電池、控制器、逆變器、燈桿、面板螺絲等配套器件。

　　太陽能照明最顯著的特點是節能、經濟、環保，無需由傳統的公共電力系統獲取電能，節省了變配電設備、纜線、開關等的投資，基本沒有運行費用。太陽能轉化為電能，避免了煤、油、核等發電導致的大氣和環境污染。在當今技術條件下，太陽能照明尤其適合應用于供電距離較遠或不易供電的地方。

　　2 太陽能照明原理

　　太陽能電池板把太陽能轉化為電能，經過大功率二極管及控制系統給蓄電池充電。充電到一定程度時，控制器內的自保系統動作，切斷充電電源。晚間，太陽能電池板充當了光電控制器，啟動控制器，蓄電池給照明燈供電，點燃照明燈；凌晨，太陽能電池板又充當了光電控制器，啟動控制器，切斷照明燈電源，重新開始進行轉化太陽能為電能的工作。在太陽能燈燃亮時，還能夠根據設置進行調光。

　　3 太陽能照明組成

　　太陽能照明由太陽能電池板、蓄電池、太陽能燈專用控制器、發光體及燈桿等組成。下文重點介紹太陽電池、蓄電池、逆變器（交流照明燈泡用）、太陽能燈專用控制器、發光體等。

　　3.1 太陽能電池

　　3.1.1 太陽能電池原理

　　太陽能電池是利用光電轉換原理使太陽的輻射光通過半導體物質轉變為電能的器件，這種光電轉換過程通常叫做“光生伏打效應”，太陽能電池又稱為“光伏電池”。

　　當太陽光照射到由P、N型兩種不同導電類型的同質半導體材料構成的P-N結上時，在一定條件下，太陽能輻射被半導體材料吸收，形成內建靜電場。如果從內建靜電場的兩側引出電極并接上適當負載，就會形成電壓和電流，這就是太陽能電池的基本原理。

　　單片太陽能電池就是一薄片半導體P-N結。標準光照條件下，額定輸出電壓為0.48V。為了獲得較高的輸出電壓和較大容量，往往把多片太陽能電池連接在一起。

　　太陽能電池的輸出功率是隨機的。不同時間、不同地點、不同安裝方式下，同一塊太陽能電池的輸出功率也是不同的。

　　目前，太陽能電池的光電轉換率一般在百分之十幾以上，個別發達國家的太陽能電池光電轉換率已經可以達到30％左右。