太阳能照明的原理、组成

　太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。太阳能是“取之不尽，用之不竭”的，无污染的可再生能源，每天送到地球表面的辐射能大约相当于2.5亿万桶石油。在很长一段时间内，太阳能都白白地从人们身边“溜走”了。随着科学技术的飞速发展，太阳能逐渐被开发利用，并已成为最有发展前景的环保能源之一。

　　1 太阳能照明概述

　　太阳能的利用方式主要有两种。

　　（1）通过太阳能电池将太阳能转化为电能用于发电，即光伏发电，如太阳能照明、太阳能发电站等。

　　（2 ）通过集热器把太阳能转换为热能加以利用，例如太阳能热水器、太阳灶等。

　　其中，太阳能照明是利用太阳能最重要的途径之一，也是我们主要关注和研究的对象。

　　在室外照明中，太阳能照明的发展势头强劲。太阳能路灯（非主干道）、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能交通信号灯、太阳能广告灯等已不鲜见，均成为绿色照明中的亮点。我们所说的太阳能灯，既指灯具、光源，也包括太阳能电池、蓄电池、控制器、逆变器、灯杆、面板螺丝等配套器件。

　　太阳能照明最显着的特点是节能、经济、环保，无需由传统的公共电力系统获取电能，节省了变配电设备、缆线、开关等的投资，基本没有运行费用。太阳能转化为电能，避免了煤、油、核等发电导致的大气和环境污染。在当今技术条件下，太阳能照明尤其适合应用于供电距离较远或不易供电的地方。

　　2 太阳能照明原理

　　太阳能电池板把太阳能转化为电能，经过大功率二极管及控制系统给蓄电池充电。充电到一定程度时，控制器内的自保系统动作，切断充电电源。晚间，太阳能电池板充当了光电控制器，启动控制器，蓄电池给照明灯供电，点燃照明灯；凌晨，太阳能电池板又充当了光电控制器，启动控制器，切断照明灯电源，重新开始进行转化太阳能为电能的工作。在太阳能灯燃亮时，还能够根据设置进行调光。

　　3 太阳能照明组成

　　太阳能照明由太阳能电池板、蓄电池、太阳能灯专用控制器、发光体及灯杆等组成。下文重点介绍太阳电池、蓄电池、逆变器（交流照明灯泡用）、太阳能灯专用控制器、发光体等。

　　3.1 太阳能电池

　　3.1.1 太阳能电池原理

　　太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的器件，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，太阳能电池又称为“光伏电池”。

　　当太阳光照射到由P、N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，形成内建静电场。如果从内建静电场的两侧引出电极并接上适当负载，就会形成电压和电流，这就是太阳能电池的基本原理。

　　单片太阳能电池就是一薄片半导体P-N结。标准光照条件下，额定输出电压为0.48V。为了获得较高的输出电压和较大容量，往往把多片太阳能电池连接在一起。

　　太阳能电池的输出功率是随机的。不同时间、不同地点、不同安装方式下，同一块太阳能电池的输出功率也是不同的。

　　目前，太阳能电池的光电转换率一般在百分之十几以上，个别发达国家的太阳能电池光电转换率已经可以达到30％左右。