太陽能LED照明系統(第二版)（簡體書）

本書針對太陽能LED照明的工作原理，運行方式，分類以及對太陽能光伏照明系統的各個組成部件(太陽電池，蓄電池，控制器，LED燈具)做了詳細的介紹，在此基礎上重點分析了太陽能LED照明系統的系統設計和整體優化，並分析太陽能LED照明系統的安裝設計注意的事項。
本書適合從事太陽能光伏應用和LED照明設計的研究人員學習使用，也可用作高等院校相關專業的參考書。

陳育明，復旦大學電光源研究所，副教授，1998年取得復旦大學光源與照明工程專業本科學位，2001年取得復旦大學光源與照明工程專業等離子體物理專業碩士學位，2007取得復旦大學光源與照明工程專業物理電子學博士學位。2001年起留校復旦大學光源與照明工程系工作至今。開設課程有：《環境藝術和照明科技》，《等離子體光譜學》，《等離子體診斷》，《真空技術》和《照明計算》。近幾年主要參與射頻電磁感應光源的研究和LED太陽能照明和路燈照明的研究。

1.微波等離子體光源的研究工作，主要進行了微波等離子體動力學過程的研究和小型化微波光源的研究，參與完成國內首台微波硫燈，研究完成InBr發光體系的微波光源的產品。

2.在國內率先進行HID燈壽命和性能與鎮流器關係的研究，發現了影響HID的壽命和性能的關鍵因素，給出了HID燈設計改進的可行性方案。

3.射頻電磁感應光源的研究，建立了電磁感應燈的實驗室，對電磁感應燈進行機理性研究，改進了電磁感應光源的性能，光效提高15％左右，使電磁感應光源得到推廣應用，並編寫《LVD電磁感應燈》一書。

4.LED照明的研究，進行LED太陽能照明和路燈照明的研究，參與國家863計劃項目：大功率LED光源模組及主幹道照明燈具的研發和產業化。

5.發光電子技術的研究，主要進行增強PECVD製備透明導電薄膜電極的研究，OLED特性的研究工作。

第1章緒論1

1.1太陽能資源應用概述3

1.1.1太陽能替代化石能源3

1.1.2太陽能利用與環境保護5

1.1.3我國的太陽能資源7

1.2光伏發電技術9

1.2.1光伏發電簡介9

1.2.2光伏發電的現狀和發展10

1.3太陽能LED照明系統11

1.3.1從PN結到PN結的綠色照明11

1.3.2太陽能LED系統的組成13

1.3.3太陽能LED系統應注意問題15

1.3.4太陽能LED的技術發展趨勢19



第2章太陽電池21

2.1太陽電池概述23

2.1.1半導體的基本知識23

2.1.2太陽電池的基本原理28

2.1.3太陽電池的基本結構32

2.1.4太陽電池的分類33

2.2太陽電池的基本特性36

2.2.1太陽電池的極性36

2.2.2太陽電池的電流-電壓特性37

2.2.3太陽電池的輸出功率和填充因子40

2.2.4光電轉換效率42

2.3太陽電池的外部特性44

2.3.1光譜響應44

2.3.2溫度特性和光照特性44

2.3.3負載特性46

2.4太陽電池的發展47

2.4.1太陽電池的發展進程47

2.4.2太陽電池發展趨向48

2.5太陽電池組件54

2.5.1原材料對光伏組件功率的影響54

2.5.2生產工藝對光伏組件功率的影響58



第3章LED光源及其驅動技術61

3.1LED的工作原理63

3.1.1LED的發光機理63

3.1.2LED發光器件的結構特點71

3.1.3白光LED的實現方法76

3.2LED的光學特性82

3.2.1LED常用光學參數及其測量82

3.2.2LED的一次與二次光學設計84

3.3LED的電學特性87

3.3.1LED的伏安特性87

3.3.2LED的工作電路特點87

3.3.3LED的調光88

3.4LED的熱學特性89

3.4.1LED器件發熱的原因89

3.4.2溫度對LED光輸出的影響89

3.4.3常用LED散熱技術介紹90

3.5LED的封裝技術91

3.5.1LED的封裝形式和結構92

3.5.2LED的封裝技術綜述92

3.6半導體照明驅動和控制技術95

3.6.1大功率LED的連接方式96

3.6.2LED驅動電路介紹98

3.6.3控制技術101

3.7LED的分選技術103

3.7.1LED分選的必要性103

3.7.2LED的分選方法104

3.7.3LED的分選現狀與趨勢105

3.8LED燈及太陽能LED系統106

3.8.1LED燈106

3.8.2太陽能LED系統109



第4章蓄電池111

4.1蓄電池基本概念與特性113

4.1.1蓄電池的基本結構113

4.1.2蓄電池的主要參數114

4.1.3蓄電池的基本特性118

4.2蓄電池種類及其工作原理121

4.2.1酸性蓄電池結構及原理121

4.2.2鹼性蓄電池結構及原理122

4.2.3其他光伏採用的蓄電池124

4.2.4光伏系統中蓄電池的選擇131

4.3鉛酸蓄電池135

4.3.1鉛酸蓄電池的發展135

4.3.2鉛酸蓄電池充放電原理136

4.3.3充放電中電流規律138

4.3.4充放電中的極化過程139

4.4蓄電池充放電控制141

4.4.1蓄電池的充電控制方法141

4.4.2蓄電池充放電過程中常見的幾個問題143

4.5VRLA電池145

4.5.1VRLA電池結構特點145

4.5.2VRLA電池密封原理147

4.5.3VRLA電池的使用147

4.6鋰離子電池149

4.6.1鋰離子電池的基本原理150

4.6.2太陽能鋰離子電池152



第5章控制系統155

5.1控制系統的原理和要求157

5.2充電控制158

5.2.1充電基本特性158

5.2.2主要充電方法161

5.3放電控制164

5.4控制器的分類167

5.4.1並聯型控制器167

5.4.2串聯型控制器168

5.4.3脈寬調製型控制器169

5.4.4智能型控制器170



第6章系統設計173

6.1設計要求175

6.2容量配置177

6.2.1設計的基本原理177

6.2.2蓄電池容量設計178

6.2.3太陽電池方陣設計183

6.2.4設計的校對185

6.3太陽電池方陣的位置186

6.3.1最佳傾角的計算186

6.3.2太陽電池方陣的方位角189

6.4配電設計189

6.4.1配電箱190

6.4.2導線191

6.4.3接地與防雷裝置196



第7章太陽能LED照明的應用199

7.1照明設計基礎201

7.1.1照明設計的目的201

7.1.2照明的方式與種類204

7.1.3照明燈具的選擇206

7.1.4照明質量的評價209

7.2照明基礎215

7.2.1光度學基礎215

7.2.2視覺基礎221

7.2.3色度學基礎235

7.3燈具254

7.3.1燈具的控光器件254

7.3.2燈具的分類265

7.3.3燈具的電學性能268

7.4太陽能LED燈具271

7.4.1太陽能LED道路照明271

7.4.2太陽能LED草坪燈276

7.4.3太陽能LED景觀照明278

7.4.4太陽能LED廣告照明282



第8章安裝與維護291

8.1系統的安裝293

8.1.1部件的安裝293

8.1.2電氣安裝295

8.2檢查測試297

8.2.1系統的檢查297

8.2.2光伏發電系統的測試298

8.3系統的管理與維護300

8.3.1太陽能LED照明裝置的管理300

8.3.2太陽能LED照明裝置的維護301



參考文獻307