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光伏照明的最佳光源——小功率陶瓷金卤灯(第2页)
来源：中国照明网
作者：杨正名 张明 高光义 柴国生
浏览：4686人次
发布：2008-04-17
注：其他网站转载须注明出处，转载而不注明出处者，一经查实，将追究其法律责任
在人们耗费了巨大能源生产的巨大电能中有约14%用于照明，这是一项巨大的能耗，为此排放的CO2、SO2的量也是非常惊人的。当前使用的照明光源中仍存在大量最低能效的白炽灯和卤钨灯，如果将此类光源用节能光源替代，则照明用电可以减少2/3，这样我国现在消费的总电量可以减少9%， 而CO2和SO2的排放量亦将相应降低。
Ⅱ 光伏照明光源的选择
中国照明网技术论文·太阳能照明
当前的单晶硅电池产品的光电转换效率已经达到16%左右，但因价格较高只用于某些特殊场合。多晶硅光伏电池产品的光电转换效率约为13%，因成本较低，是一种正在推广的产品。非晶硅光伏电池生产工艺较简单，但转换效率较低，约10%以下，且寿命较短仍在改进。
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目前情况下，多晶硅光伏电池用于照明比较适合，而最经济的单元规模为20W~50W。若以每天工作8小时计这种照明系统每天耗电0.16KW·h—0.4KW·h，若以储备三天电能计，则储能电池必须储存0.5 KW·h—1.2 KW·h的电能，并配备相应容量的太阳能光伏电池板。
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为适应如上所述的光伏电池的特征和要求，宜选择50W以下的高效、节能光源以设施光伏照明。对于照明距离较远的照明系统如高杆路灯、大厅吊灯、吸顶灯等可选用35W、50W的灯型，而且每一支灯就是一个独立照明系统，对于室内或庭园照明以采用20W光源为宜。当前可供选择的光源。
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1、大功率白光LED：通常选择单灯功率为0.5W或1W为宜，也有采用0.3WLED的，其光效约50lm/W此类 LED已达到工业生产规模（虽然这种器件的实验室水平已超过150lm/W，但工业产品尚远未达到）。目前普遍认为LED是光伏照明的优选光源，在多所城市均已建立了样板工程。一支20W的LED照明灯需采用20只1W的LED，可以产生约1000lm光通量，对于三米以下高度的庭园灯及室内照明这也差强人意了。但是对于6~8米高的小区路灯照明则至少需要50W即约2500lm左右的光通量，这需采用50只1W白光LED或100只0.5W的LED。对于这样的设计一则成本太高、二则灯具较难设计，所以还是选用其他更为经济的光源为好。
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我们所参观的LED光伏照明的实际效果并不理想，不仅成本太高、光效较低、而且由于LED有一定的光发射角必须进行二次光学设计否则将出现斑马效应，即二灯之间的三分之一以上的路面完全没有光，加以光衰太快，虽然其寿命号称50000小时以上，但在使用了1000~2000小时甚至几十小时后效果已经很差，这是由于在此类实施中运转时LED的p-n极温度太高，造成荧光粉光衰所致，所以部分公司已将LED从他们的光源候选名单中排除。
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2、紧凑型荧光灯：这是一种非常成熟、非常廉价的产品，已经普及到家庭和各种应用场合，推广极为方便。3W~20W的各类紧凑荧光灯的光效在50lm~80lm/瓦之间，寿命约5000~8000小时。一支灯泡的价格与一粒1W的白光LED相仿或更低，成本非常低廉，灯具设计简单，目前在光伏照明样板工程中已被广泛试用。例如二只12W紧凑型荧光灯可以产生1600lm的光通量，对于一般家庭室内照明和庭园照明已经差强人意了。
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3、小功率金卤灯：20~50W之间的小功率型金卤灯，由于光效较高（70~85lm/W），显色性好（>70），寿命约3000~4000小时，发光体小（点光源）加以这是一种成熟的光源，较易通过常规灯具获得所需要的光分布，满足不同应用的需要。但是此种小功率照明金卤灯的制作十分困难，必须是在特殊条件下生产的产品才能达到所述指标，用目前市售普通照明金卤灯的装备生产的此类超小功率金卤灯的各种性能指标是非常差的，加以光衰太大、寿命短，最简单的方法是了解一下他们生产装备，如果是在纯Ar手套箱体中生产，则质量较为可靠，否则很难超过500小时，选用时切宜慎重。
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4、大功率高压钠灯也是光伏照明的灯源选项之一。虽然其光效很高但由于显色性过低，
只适宜于路灯照明。
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只适宜于路灯照明。 5、小功率陶瓷金卤灯：20~49W型小功率陶瓷金卤灯的光效可达85~100lm/W以上，初始光效甚至超过100 lm/W，光通维持率很好，具有很高的显色指数（85~95），而寿命则在8000~10000小时之间或更长。与目前可能用于光伏照明的各种高效小功率光源相比，小功率陶瓷金卤灯当属最佳灯选。但是制造小功率陶瓷金卤灯电弧管必须在完全没有空气、水氧含量在百万分之一以下的纯惰性气体中进行，不仅要求非常高的工艺技术和极好的装备，灯结构的设计、所选用的材料以及陶瓷电弧管壳更是质量的关键。
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Ⅲ 小功率陶瓷金卤灯
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1、陶瓷金卤灯电弧管的结构
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Fig.1（右图）示出是最新一代高性能、高效、长寿命光源——陶瓷金卤灯，其主要参数已如前述。此种光源采用了半透明高纯氧化铝陶瓷作电弧管，管壳的透光率为96%。由于这种陶瓷材料化学性能十分稳定，比石英能够承受更高温度，通常电弧管内壁设计的工作温度约1200℃~1250℃，加以陶瓷管壳的导热性能较好，管壳温度均匀，点燃时其冷端温度比石英泡壳高得多，充入的各种金属卤化物得以充分蒸发，加以泡壳的形状和尺寸的一致性很好，不仅灯的一致性很好而且在整个寿命过程中光谱结构、光效、色温和显色指数等均十分稳定。在大量使用同一种陶瓷金卤灯的场所如大厅、机场、车站、大商场等处，灯的光色非常一致，不似石英金卤灯那样各灯呈现不同的光色。
中国照明网技术论文：光伏照明的最佳光源——小功率陶瓷金卤灯[杨正名 张明 高光义 柴国生]
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中照网网友 在2016-6-2 11:44:56发表
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中照网网友 在2016-5-19 11:36:38发表
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