“破冰”光伏

胡一韜

【摘要】一直以來，全球環境在經濟飛速發展中不斷的暴露出各種各樣的問題，甚至誘發了許多本可避免的沖突事件的發生。由此，尋求可持續能源，加速可再生能源的開發利用，保護自然生態環境，成為了當今時代發展的迫切需求。當前，太陽能成為較為理想的可再生能源，太陽能光伏發電系統由集中式和分布式兩種主要形式組成。其中，本案著重討論的均益安聯PV-LED技術隸屬于分布式太陽能光伏發電系統，同時具備自身的特征優勢。

【關鍵詞】太陽能;光伏發電;產業發展

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

1、高效非逆變PV-LED智能控制系統

PV-LED系統全稱為Photovoltaic-Light-Emitting Diode（光伏發電直接驅動半導體發光），是將太陽能光伏發電系統與建筑一體化設計，采用高效非逆變和智能控制技術，將太陽能電池組件-控制系統-并網-儲能-LED燈具有機組合，構建成一個太陽能發電、用電的直流應用系統，并根據建筑條件進行設計、生產、安裝、維護，從而優化建筑照明用電結構，以直流的光伏電力搭配直流的LED燈具，解決建筑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[1]。均益安聯所提出的PV-LED概念將太陽能光伏與綠色新光源LED相結合，創造出“高效非逆變”技術。

“高效非逆變”技術是利用太陽能光伏的直流特點，同直流LED相結合，采用“三元供電，二元用電”智能控制技術，用于24小時需要照明的地下車庫和樓道等場所，替換傳統照明，解決了光伏發電輸出因為太陽溫度高度角等一系列可變因素造成不穩定與用電負載相對確定的矛盾，智能合理分配能源，綜合理論節電率高達90%，真正意義上實現了對太陽能光伏電力的有效控制，保證系統整體的效率和可靠性。

2、PV-LED設備說明

2.1 太陽能電池組件

本項目太陽能電池板采用高效單晶硅片，是世界領先的IBC（交指式背電極）背接觸式太陽能電池技術，吸收光譜范圍更寬，轉換效率高達21.4%。發電量比普通單晶硅要高出30%以上，因此可以相對減少電池板的面積比，最大限度地減少屋頂空間的占用。電池組件選用轉化效率16%以上，特別是對樓層高的建筑有很大的利用價值。

2.2高效非逆變控制系統

逆變系統是將直流轉換成交流的換流系統，而本項目的產品是采用高效非逆變技術全系統直流低壓，實行“三元”供電、“二元”用電：白天、晴天光伏直通照明，多余部分給儲能單元充電，供負載夜間使用[2];當遇到天氣不理想的情況，系統智能判斷蓄電池電壓不足的時候自動換用市電進行補充。

2.3 LED照明負載

LED（LightingEmittingDiode）照明即是發光二極管照明，是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體芯片作為發光材料，在半導體中通過載流子發生復合放出過剩的能量而引起光子發射。不含汞、鉛等對環境污染很大的重金屬，發光時不會產生紫外線，光源旁使環境變得更加干凈衛整潔;金屬殼恒流驅動的創新設計使產品電能轉換成光效率非常高。LED的工作電壓低，多為1.4-3V;普通LED工作電流僅為10mA，超高亮度的也不過1A。同時通過智能控制系統，采用不同的開啟方式，達到良好的照度效果。

3、設計參數對比

分布式逆變電站照明系統不僅占用屋頂面積比PV-LED系統大數倍，而且為滿足同等面積地下車庫照明用電量需求的一次性投資額大，投資回收期長，投資收益率低。

分布式逆變電站照明系統與PV-LED照明系統在同產出情況下的經濟性分析比較綜述見下表：（以10000平米地下車庫照明面積的普通項目為例）

以10000平米地下車庫照明工程為例，PV-LED系統太陽能光伏組件采用高效單晶硅電池組件，裝機容量預計為12000Wp;在不考慮天氣因素的情況下，計入組件發電效率遞減（按國家標準組件20年內發電效率衰減不超過15%）因素，年均發電量1.5萬度（12000×1.5×0.85）。

由于PV-LED系統配置的光伏裝機容量考慮了組件衰減因素，可以保證20年的穩定節能效果。

4、PV-LED系統應用特點注意事項

根據產品介紹及設計過程中的考量，本系統的主要特點為：屋頂光伏，直發直用;獨立配置，兼備應急;低壓直流，安全可靠;光伏蓄能，專用長效;組合照明，智能控制。

結語：

PV-LED項目是順應時代，探尋光伏產業長期和穩定的應用出路，它突破光伏應用技術與經濟瓶頸，打開光伏應用的市場化大門，技術創新產品，是當今科技時代的產物。這種低碳環保的照明技術，將是現代建筑照明的發展導向，多利用可再生能源，提高能源效率，保護生態環境，將是我們這個時代的真正主流發展方向。

參考文獻：

[1]劉超.車庫項目PV-LED光伏照明設計[J].房地產導刊，2015，24

[2]楊軍.太陽能光伏發電前景展望[J].沿海企業與科技，2005（8）