太阳能台灯设计..

设计：***** 二○***年**月***日

一、设计背景

跨入21世纪后，人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，如何能在能源有限和环境保护的双重制约下发展经济已成为全球的热点问题。而能源问题更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏，更严重的是化石能源的开发利用更加剧了环境的恶化。主要表现为以下几个方面：

(1)能源短缺。常规能源的有限性和分布不均匀，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需求。从长远来看，全球已探明石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。因此，人类迟早要面临化石燃料枯竭的危机局面。

(2)环境污染。燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质排入天空，是大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；甚至在局部地区形成酸雨，严重污染水土资源。

(3)温室效应。化石能源的利用不仅造成环境污染，同时会排放大量的温室气体，产生温室效应，引起全球气候变化。

随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，一条道路是寻找新能源和再生能源的利用；另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种大量可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿桶石油，可以

说是取之不尽，用之不竭。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，所以发光效率高，一般人都认为，节能灯可节能4/5是伟大的创举，但LED比节能灯还要节能1/4，这是固体光源更伟大的改革。

二、太阳能灯简介

太阳能台灯是通过太阳能电池板利用光照,吸收太阳能将其转换为电能,并贮存在蓄电池内.当需要照明时,打开开关,即可用于照明.采用超亮LED作光源,具有节能省电的特点,利用太阳能充电,无需频繁更换电池,适应了清洁、环保的发展趋势。该产品携带方便,操作简单,是现代生活中理想的照明工具

三、太阳能台灯优点

（1）点灯不花钱――太阳能供电

清洁环保超节能，采用高亮度低功耗的高科技散光LED灯作为光源。太阳能发电板或市电作为电源供应。不但移动方便，而且几乎不耗市电。经气象部门不完全统计（这个根据地方不同，也有很大的差异），一般一年晴天占总天数的65％，用户在白天出门时将电池盒取出并放置在阳台上，当傍晚回来再将电池盒插入台灯，供晚上使用。在充裕的太阳下光照一天，台灯可以连续使用3.5个小时以上，完全满足用户使用一个晚上。这样就可以靠太阳能来维持学习台灯的供电电源，且不使用国家电网的电来供电，这样就不存在用户额外支付电费。当没有阳光时，可以使用交流电供电，60颗高效散光LED灯才3.6W，却等同于传统

白炽灯45W的亮，但其功耗之低。3.6W的耗电量，一般是带不动电表。即使带动了电表，一个整年使用交流电供电，一年产生的电费也就在6元里面，所以本台灯对用电量来说几乎是免费使用的。

（2）护眼保健灯－直流照明无频闪无辐射

提到台灯的护眼和保健功能，就必须先了解“频闪”和“电磁辐射”的含义以及对人体产生的危害。简单的说，直接使用交流电的光源必然存在频闪，发热量大的光源也必然存在热辐射。这个不难理解，现在市场上众多的所谓“护眼”灯其实根本无法做到零频闪和零辐射。而本产品是使用低压直流供电，发热量极低（LED是低功耗产品），即使本台灯用交流电供电，也是使用了适配器，已经将交流电变成了直流低压电，这样才能真正做到零频闪和零辐射。

（3）停电长明灯――完全具应急灯功能

产品带有充电功能，当用户用交流适配器供电时，一方面给LED点亮提供能源，另一方如果电路板控制系统发现电池电压低时能够及时对内部镍氢电池充电，充满后自动停止（带负载充电一般11小时就能从无到充满，如果电池有较多的余电，那么充电时间更短。）。停电时内部电路会直接切到内部镍氢电池供电，电池充满情况下，高亮度点亮时间长达7.5小时。当连续停电无法实现交流充电，可以直接将取出电池盒放置在太阳下暴晒一天，就可以让用户使用1天。

现在电力紧缺时常停电，给人们的生活带来诸多不便，特别是夏天，一则容易停电，另一则阳光非常的充裕，这样到了晚上，用户根本不要担心因为停电而误了学习做作业或其他的事情。本台灯即可提供长时间的高效照明。

（4）超长寿命灯――低电压小电流供电，光衰系数远小于荧光灯

采用低功耗高亮度散光的LED灯是环保高科技产品，只需低电压小电流供电即可，它的使用寿命要比日光灯长10倍、比白炽灯长100倍。

（5）低压安全灯――低压供电无安全隐患

9V电压供电，使用时不存在误触灯头等造成伤害的问题。特别对好动的孩子，即使直接用手去触摸台灯内部的导线接头或金属片，也不会存在任何的触电事故。非常的安全。（6）环保

内部使用的是锂离子电池，符合国际环保公约要求，可以反复使用。使用取之不尽，用之不绝的清洁能源—太阳能，节能环保，无二次污染。

四、设计的总体框架：

1、纯太阳能供电型

2、混合供电型

五、原件的选取

1、太阳能电池板选取

目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率约为15％，最高达到24％。是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，技术也最为成熟。使用寿命一般可达15A，最高可达25A。多晶硅太阳能电池比单晶硅太阳能电池的光电转换效率要降低不少，其光电转换效率约12％，同时多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。非晶硅薄膜太阳能电池光电转换效率偏低。

晶硅太阳能电池

目前国际先进水平约为l0％，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减，直接影响了其实际应用。所以目前多采用单晶硅太阳能电池。根据太阳能辐射原理。太阳能电池方阵面上所获得辐射量的多少与很多因素有关：当地的纬度、海拔、大气的污染程度或透明程度、一年当中四季的变化、一天时间的变化、到达地面的太阳辐射值、散分量的比例、地表面的反射系数、太阳能电池方阵的运行方式或固定方阵的倾角变化以及太阳能电池方阵表面的清洁程度等。太阳能照明系统充放电效率取0.75。

多元化合物薄膜太阳能电池

太阳能电池组件组失修正系数取O.95，灰尘遮挡及其他损失修正系数取0.9O。经过查询资料和单位换算及简化处理后，可得到太阳能电池总用量P的计算公式

P=-5 618xAxQd(KopxHL)

式中，Q为负载日功耗(WH)；巩为水平面年平均13辐射量(KJ／