太阳能LED

当今世界，石油、煤炭、天然气等主要能源正面临资源枯竭的危险，同时，环保压力也在不断增加，因此，环保、节能已经成为世界范围内各行各业努力追求的目标。
太阳能是一种清洁的绿色能源，半导体发光二极管（LED）也是一种环保、节能、高效的固态电光源。太阳能作为地球上真正取之不尽的清洁能源，将是未来最理想的绿色新能源，目前其利用的有效途径便是利用光伏发电技术将太阳能转化为电能。LED是一种能将电能转化为可见光的半导体器件，凭借其节能无污染的特点已运用于很多行业的照明领域中，因此集成了太阳能光伏发电和LED固态照明优点的太阳能LED照明系统，实现了新一代能源和新型光源的完美结合。
1. 太阳能光伏发电的原理：
太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件，利用半导体材料的电子学特性，当太阳光照射在半导体PN结上，由于P－N结势垒区产生了较强的内建静电场，因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴或产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴，在内建静电场的作用下，各自向相反方向运动，离开势垒区，结果使P区电势升高，N区电势降低，从而在外电路中产生电压和电流，将光能转化成电能。
太阳能光伏发电系统大体上可以分为两类，一类是并网发电系统，即和公用电网通过标准接口相连接，像一个小型的发电厂；另一类是独立式发电系统，即在自己的闭路系统内部形成电路。并网发电系统通过光伏阵列将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。而独立式发电系统光伏阵列首先会将接收来的太阳辐射能量直接转换成电能供给负载，并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池中。
2. LED照明的技术特点：
LED是一种在P－N结上施加正向电流时能发出紫外光、可见光、红外光的半导体固体发光器件。其发光机理的核心在于P－N结，当外加正向电压时，P－N结的平衡被打破，P区空穴进入P－N结中和了原来的一部分负离子，N区电子进入P－N结中和了原来的一部分正离子，这样就使P－N结变窄，由于外加电场使P－N结电场降低，引起电子势能的减少，减少的势能则转化为电磁能，以光子的形式释放出来。电子减少的能量越多，释放光子的能量也就越高。
LED半导体照明光源除具有使用寿命长、发光效率高、体积小、重量轻、环保安全可靠等优点以外，还有一个显著优点就是由于LED启动电压和工作电压一致，所以不需使用镇流器。这样在节省成本和能耗的同时，也大大缩短了通断电的响应时间。
3. 太阳能与LED照明的结合
太阳能光伏发电技术能与LED照明完美结合的关键在于两者同为直流电、电压低且能互相匹配。因此两者的结合不需要将太阳能电池产生的直流电转化为交流电，因此大大提高了整个照明系统的效率。同时，借助于并网技术或利用蓄电池充放能量，使其优势更加明显。随着相关技术的深入研究，LED的发光效率正在不断提高，超高亮度的LED将要问世，势必会取代普通照明电光源，并大量节约能源且无污染。
太阳能LED照明产品是新一代的绿色环保照明产品，它的主要部件包括太阳能光伏电池（PV技术）和半导体照明光源（LED）。
目前，太阳能照明产品虽然已经有一些厂家开发出产品，并投入到实际应用当中，但由于LED功率小，其使用范围受到很大限制。随着高亮度LED光效的迅速提高以及人们节能环保意识的不断加强，太阳能照明产品将发挥其零能耗、无污染的特性，其应用领域将会不断拓宽。
绿色能源和可持续发展问题是本世纪人类面临的重大课题，开发新能源以及对现有能源的充分合理利用已经得到各国政府的高度重视。目前，太阳能利用技术和半导体照明产业已经由技术开拓时期开始步入商业化阶段，涉及的产品包括路灯照明、交通信号、景观照明、庭院装饰等。可以预见，集新一代能源和新型光源的太阳能半导体照明产业将会得到迅速发展，并引发一个绿色照明的新时代。