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绿色照明基于太阳能的HBLED照明解决方案

信息来源:nooeoo.com  时间:2009-04-23  浏览次数:327

  过去十五年,能源需求增长了十倍,能源成本上涨了四倍。断电和限电情况已经出现在美国和其它一些国家,并且随着能源需求的增长和能源生产的不能维系,这一情形会继续恶化。根据北美electricreliabilitycorp的最新报告,预计未来十年,仅美国的电力需求就将增长141,000兆瓦,而同期已经确认的新资源只有57,000兆瓦。这样就产生了84,000兆瓦的缺口,相当于160座大型发电厂的发电总量。
  根据美国能源信息局的报告,发电制造了37%的温室气体,因此,我们应开始寻找替代能源资源,如太阳能。太阳能是一种绿色技术,并且成本没有水电、地热或核子能源发电那么高。
  在21世纪,发展中国家高达3亿家庭缺少充足照明。
  原因可能各不相同,但可能都包括购买力、缺乏基础设施、供需不平衡。众多家庭使用自制的煤油灯
  或蜡烛进行照明。这些昏暗的、黄色的、冒着黑烟的光源危害性非常大,并且不环保。从长期来看,它们的费用要比明亮的、白色的、以太阳能为动力的高亮度发光二极管光源更昂贵。
  为什么选择hbled进行照明
  led的生命比其它任何光源都长,在很多应用中的使用寿命都超过十年。它们包含类似于最新微处理器中采用的固状技术,这种固状设备没有移动部件,没有易脆玻璃环境、没有水银、没有有害气体、没有灯丝。没有任何可以断开、破裂、粉碎、泄露或污染的东西。与典型的传统光源不同的是,led不会出现突然故障或烧掉。led光源不会在任何时间突然停止工作,只是led性能会随着时间的推移逐渐下降。据预测,大多数led在运行5万个小时后的平均亮度仍有最初亮度的70%。比如在光源每年365天每天使用12小时的应用环境中,使用时间超过十一年的系统只有初始亮度输出的30%衰减。
  由于基于led的光源的持续使用时间是常规光源的十倍,不需要频繁更换,因此降低甚至消除了日常维护成本和定期更换费用。这在关键的、调制照明应用中尤其重要,例如浮标、信标灯、应急出口照明、备份照明和安全照明,它们通常都需要定期灯泡更换。
  led光源比白炽灯和大多数卤钨灯源的效率更高。白色led每瓦能提供20多个光通量单位,预计未来将达到每瓦50多个光通量单位。当选择固态照明作为替代照明时,必须考虑系统级的总体优势。例如,由于每瓦的出众光通量性能,楼寓照明系统中采用的led要比与竞争光源每小时消耗的能源更少,这使得它们更环境友好、更经济高效。
  ·可靠—维护成本降低
  ·能效更高—绿色的、经济高效的解决方案
  ·即间开启和完全可调光,无颜色变化—脉宽调制控制
  ·没有水银—符合环境规定
  ·低压dc操作—不需要高压连接
  以太阳能为动力的led照明的工作原理
  图2是一个阐释基于太阳能的led照明实施的结构图。
  太阳能面板将太阳能转换成电压,然后储存在电池中。带有两信道、16位定时器的飞思卡尔8位hcs08qg4/8微控制器被用于电池充电和监视,驱动led。pwm用于电池充电,模数转换器用于监视电池电压。如果电压下降到满充的50%以下,led的亮度通过改变备用pwm信道的占空比,自动降到50%。目的是为了提供更长持续时间的照明,即使亮度减少。如果电池电压降到10%,mcu将关闭led,确保电池不会完全耗尽。
  图2基于太阳能的led照明
  在选择以太阳能为动力的led应用的mcu时,有多种备选方案。hcs08qg4/8器件以极有竞争力的价格,出色地将所需功能组合在一起。
  mc9s08qg8/4将飞思卡尔hcs08内核的优势扩展到低引脚计数、小封装选件。qg器件是低压器件,其片上在线闪存可编程电压低至1.8v。它包括hcs08mcu的所有标准特性,如等待模式、多停止模式、强大仿真功能、一整套串行模块、温度传感器和强大内存选件。
  表2mc9s08qg8/4的特性
  16管脚dip/tssop/qfn
  以太阳能为动力的hbled照明可以用于街道照明、家庭照明、应急灯和乡村照明。
  交通信号灯在大多数城市昼夜开启,街道照明在一天中的大部分时间开启。使用hbled技术代替传统卤素灯或节能灯的解决方案能够在能耗和维护成本方面实现巨大节省。
  国际金融公司是世界银行集团的“照亮金字塔的土地”工程的私营投资机构,计划向全世界还没有连接到电网的16亿人销售以太阳能为动力的led照明系统。由于缺乏电气照明,他们中的很多人及其企业改为依靠碳燃料来满足他们的照明需求。通过在这些地点使用太阳能和led照明,我们可以减少与矿物燃料燃烧有关的健康危害和温室气体排放。
  2006年,中国是全球第二大电力消费国,总共消耗了24,750亿千瓦时的电力,其中12%用于照明。到2020年,如果led效率达到150lm/w,即便是只渗透30%的中国市场,每年的能源节省就能达到2,000亿千瓦时。
  led照明技术是影响深远的、可量化的、可节省能源和成本的替代照明方案,为各种照明应用提供了低维护成本解决方案。由于使用的电要比很多传统照明方法少很多,led还能通过减少发电及其相应的温室气体排放,帮助改善环境。
  

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