2.設(shè)計(jì)流程

　　典型設(shè)計(jì)流程可以概括如下：

　?。?）明確用戶實(shí)際需求，包括用戶要求的照明系統(tǒng)的光通量或者光照度分布，光色，照明時(shí)間。

　?。?）確定用戶所在地歷史氣象條件，包括過去一定年數(shù)，比如10年的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)，陰雨天分布，氣候溫度等。

　?。?）選擇照明系統(tǒng)，包括使用何種光源，何種燈具，其工作參數(shù)如何，功率為多少。

　　（4）確定電池參數(shù)，包括電池類型，電池電壓、容量等等。

　　（5）確定能量管理系統(tǒng)，包括典型電學(xué)參數(shù)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能量管理系統(tǒng)，是否有太陽(yáng)能組件最大功率跟蹤等。

　　（6）選擇太陽(yáng)能組件，包括組件材料類型，組件開路電壓、短路電流、最大電壓電流。

　　3.設(shè)計(jì)分析

　　從圖1不難看出，能量流始自太陽(yáng)光，經(jīng)過太陽(yáng)能組件、能量控制器、電池、光源控制器、光源，最后經(jīng)過燈具到達(dá)用戶端，其可以概括在圖3中。顯然，每一步的轉(zhuǎn)化都伴隨著能量的損失，只有每一步都得到了優(yōu)化，才可能達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化。這里只重點(diǎn)分析光源的光效對(duì)系統(tǒng)的影響。

圖3 離網(wǎng)系統(tǒng)的典型能量鏈

　　在此，我們?cè)O(shè)定一個(gè)固定的用戶需求和用戶所在地，也就是光輸出、照明時(shí)間、太陽(yáng)輻射度等。太陽(yáng)能組件和鉛酸電池都采用國(guó)內(nèi)某著名品牌。LED選用Philips Lumileds的Rebel系列。通過優(yōu)化光源的系統(tǒng)，比如調(diào)整LED數(shù)量，LED bin的選用和工作參數(shù)等，達(dá)到不同的光源光效，依此來分析相應(yīng)的系統(tǒng)成本。結(jié)果如圖4。

圖4 LED光效對(duì)系統(tǒng)成本的影響

　　從圖可以看出，為了達(dá)到更高的光源光效，LED的成本大幅度上升，但是由于高光效的LED對(duì)應(yīng)著小的太陽(yáng)能組件和小的鉛酸電池容量，系統(tǒng)（LED + 太陽(yáng)能組件 + 鉛酸電池）的成本反而下降！顯然，開發(fā)和選擇高光效的光源至關(guān)重要。

　　離網(wǎng)式太陽(yáng)能照明系統(tǒng)已經(jīng)得到了越來越多的應(yīng)用。隨著LED技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，基于LED的此種系統(tǒng)必然會(huì)越來越普及。同時(shí)，這是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。遵循“最惡劣”工作條件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則開展設(shè)計(jì)有利于保證系統(tǒng)的可靠性。分析優(yōu)化系統(tǒng)的每一步能量轉(zhuǎn)化有助于整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，并有助于降低系統(tǒng)成本。