编者按：近年来，太阳能照明灯具开始进入我们的生活，例如太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能景观灯、太阳能工艺灯……，在美化我们生活的同时还给人们带来了意外的**：太阳能绿色环保照明的时代已经到来了吗？太阳能照明灯的生产厂家无一例外地标榜自己的产品是绿色环保照明产品，果真如此吗？

    不可否认，由太阳能电池提供电能的照明是真正意义上的绿色环保照明。**，太阳能电池属于绿色能源，是一种半导体器件，其结构简单，寿命长达２５年以上，原材料来源丰富，可靠性高，工作无噪声。太阳能作为取之不尽、用之不竭的自然能源，是本世纪**有发展前途的能源。有人估计，到２０５０年，人类的能源将主要来自于太阳能电池，这种估计是有充分理论根据的。据推测到２０１３年，太阳能电池的转换效率平均可以达到２０％以上，而且价格下降一半。这说明，人类在１０年之内就会在太阳能电池技术上取得惊人的成就，今天不可能使用太阳能电池的许多场合，１０年以后完全有可能使用太阳能电池，例如城市的太阳能并网供电户用系统，每千瓦时的价格也可能接近普通电网水平。另外，太阳能电动自行车、太阳能路灯、太阳能庭院灯、高速公路上的各种信号灯以及许多供电困难的场合，或者输送电力成本昂贵的场合，都将使用太阳能电池。而现在由于太阳能电池价格过高，或者效率低，单位面积的功率小，没有合适的位置安放等问题到那时都可能得到解决。可以乐观地展望，人类未来用于照明的能量将主要来自太阳能。但是，装上太阳能电池的照明灯具并非都是绿色照明灯具。**，这种太阳能照明灯具节省的能量要能够超过制造太阳能电池所消耗的能量；再者，在使用过程中不能造成环境污染。以上这两点是对太阳能灯具的基本要求。另外，由于有一些太阳能灯具电路和结构上设计得不合理，致使浪费了太阳能电池的能量，缩短了蓄电池的寿命，间接破坏了环境等，以上问题都是阻碍太阳能绿色照明广泛推广的“门槛”。

    下面我们就围绕这几个重要问题进行分析。

    １、能量回收问题

    １．１、制造太阳能电池需要的能量

    制造太阳能电池所需耗费的能量很大。按照目前的技术水平，按太阳能电池厚度为０．３ｍｍ，效率η＝１５％计算，制造太阳能电池的能量需要太阳能电池工作４．７年的时间才能够回收[注]。如果将来太阳能电池的效率能够达到１８％，厚度减至０．２ｍｍ，能量回收时间将缩短为１．７年，薄膜太阳能电池的能量回收时间也可能减少到１~２年。

    １．２、太阳能灯具使用寿命问题

    目前，太阳能灯的使用寿命能不能超过“能量回收期”呢？要想太阳能灯的使用寿命超过“能量回收期”，**太阳能电池组件的使用寿命必须超过“能量回收期”。太阳能电池组件的寿命取决于封装形式，严格用层压工艺制造的合格太阳能电池，使用寿命可以达到２５~３０年，其他制造工艺生产的太阳能电池组件寿命都比较短。

太阳能路灯、太阳能庭院灯中使用的太阳能电池组件大多数采用层压工艺制造，这些太阳能灯具备“绿色照明”的特点了吗？回答是“不容乐观”。目前国内的太阳能路灯、太阳能庭院灯虽然大多数了采用层压工艺制造太阳能电池组件，但是这些电池组件绝大多数是由一些没有通过质量认证的小企业生产的，它们有些使用的是透光率低的普通玻璃，封装材料质量如ＥＶＡ等比较差，再加上没有严格按照工艺要求进行封装，这些太阳能电池组件很可能不到一年就泛白、发黄、剥离，使用寿命真正能够超过４~５年的并不多。

    ２、环保问题

    由于太阳能灯的“环保”作用，人们忽视了对其内部蓄电池进行评审。目前我们所看到的太阳能灯都是独立光伏发电系统。独立光伏发电系统需要蓄电池存储电能。蓄电池的品种有：铅酸蓄电池、镍镉（Ｎｉ－Ｃｄ）蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池等。其中镍镉（Ｎｉ－Ｃｄ）蓄电池由于对环境破坏严重，国际上是严禁使用的，但是许多太阳能照明灯生产厂家为了降低成本却大量使用这种电池。另外，铅酸蓄电池、镍氢蓄电池或锂离子蓄电池等，也存在废弃物的回收问题，如果没有合理的回收渠道，同样会造成环境污染。

    ３、设计中存在的问题

    ３．１、太阳能电池的安装倾角和灯罩的透光性

    许多太阳能灯具生产工厂为了美观将太阳能电池水平放置，在这种情况下，太阳能电池的输出功率将减少１５％～２０％，如果再在太阳能电池上面增加一个装饰性外罩，太阳能电池的输出功率又将减少５％左右。太阳能电池价格昂贵，我们收集了许多国外太阳能灯的资料，他们在美观和节能两者之间，大多数都选择节能。在长江下游地区使用太阳能电池**理想的倾斜角度是４０°左右，方向为正南方。对于一定要给太阳能电池加装饰性外罩的太阳能草坪灯或者要给光源加外罩的庭院灯，必须考虑外罩的透光性能，以及在日光下的抗紫外线老化等问题。下表给出了各种常用材料的透光率，在设计太阳能电池和灯罩时应该从节能的角度给予充分考虑。

    ３．２、升压电路和匹配效率问题

    小功率太阳能草坪灯一般都有升压电路，目前各厂家采用震荡电路电感升压。电感采用标准色码电感器，标准色码电感器中使用开放磁路，磁通损耗大，所以电路效率较低。如果采用闭合磁路制造电感升压，如磁环，升压电路效率将有很大提高。我们曾经用Φ１０磁环制造电感，在同等条件下进行对照实验，对比样品是小功率太阳能草坪灯。结果采用闭合磁路制造电感要比采用标准色码电感器效率提高２０％~４０％。 ３．３、光源的选择

    多数草坪灯选用ＬＥＤ作为光源，ＬＥＤ寿命长，可以达到１０００００h以上，工作电压低，非常适合应用在太阳能草坪灯上。特别是ＬＥＤ技术目前已有了关键性的突破，并且其特性在过去５年中有很大提高。同时性能价格比也有比较大的提高。另外，ＬＥＤ采用低压直流供电，其光源控制成本低，调节明暗、频繁开关都是可能的，并且不会对ＬＥＤ的性能产生不良影响。LED还可以控制颜色，改变光的分布、产生动态幻景，所以它特别适合应用在太阳能草坪灯上。但是ＬＥＤ有许多固有的特性，使用时不注意就会产生不良后果。目前市场上销售的ＬＥＤ发光效率**高仅能达到３０Ｌｍ/Ｗ，只是三基色高效节能灯的１/２，而三基色高效节能灯的发光效率可以达到５０~８０Ｌｍ/Ｗ。两种光源相比，目前生产每流明的成本价格相当悬殊。从使用寿命上看，三基色高效节能灯（含电子镇流器）的寿命可以达到６０００h，ＬＥＤ可以达到１０００００h以上，表面上看ＬＥＤ寿命是三基色高效节能灯（含电子镇流器）的几十倍，但是事实并非如此。目前太阳能草坪灯大多数采用超高亮度白光ＬＥＤ，它在２０ｍＡ通电电流下光通维持率达到初始亮度５０％的时间（寿命）不到１００００h，复旦大学电光源所曾经证明了上述论点。此论点说明，目前在许多情况下ＬＥＤ并非**好的太阳能灯光源，除非是应用在低档的、使用年限仅１~２年的太阳能草坪灯上，或者是１W以下的太阳能草坪灯。１Ｗ以上的太阳能灯，**好使用三基色高效节能光源。目前，有一些太阳能草坪灯用３０~４０只超高亮白光ＬＥＤ，输入功率２Ｗ以上，在这种情况下如果使用三基色高效节能灯，价格只有ＬＥＤ的１/１０，光通量是原来的２倍，更可喜的是现在已经研制成功２~１０Ｗ的低压直流三基色高效节能灯，寿命可以达到６０００h。

    根据以上分析我们认为，１W以下的小功率太阳能草坪灯，有调节明暗、频繁开关需求的，一般应该使用ＬＥＤ作为光源。但是在使用超高亮度白光ＬＥＤ时特别要注意光通维持率问题，否则容易引发质量事故。对于功率较大的太阳能灯，目前使用三基色高效节能灯则比较合理。这里要强调的是，以上结论仅仅是对目前情况的分析，当ＬＥＤ技术水平提高、价格下降以后，以上结论需作调整。

    4、客观评价太阳能照明灯具的光电性能

    ４．１、太阳能电池组件

    太阳能电池组件必须符合中华人民共和国国家标准ＧＢ/Ｔ１９０６４－２００３《家用太阳能光电源系统技术条件和试验方法》中第６．１条“太阳能电池组件”的要求。 ３．３、光源的选择

    多数草坪灯选用ＬＥＤ作为光源，ＬＥＤ寿命长，可以达到１０００００h以上，工作电压低，非常适合应用在太阳能草坪灯上。特别是ＬＥＤ技术目前已有了关键性的突破，并且其特性在过去５年中有很大提高。同时性能价格比也有比较大的提高。另外，ＬＥＤ采用低压直流供电，其光源控制成本低，调节明暗、频繁开关都是可能的，并且不会对ＬＥＤ的性能产生不良影响。LED还可以控制颜色，改变光的分布、产生动态幻景，所以它特别适合应用在太阳能草坪灯上。但是ＬＥＤ有许多固有的特性，使用时不注意就会产生不良后果。目前市场上销售的ＬＥＤ发光效率**高仅能达到３０Ｌｍ/Ｗ，只是三基色高效节能灯的１/２，而三基色高效节能灯的发光效率可以达到５０~８０Ｌｍ/Ｗ。两种光源相比，目前生产每流明的成本价格相当悬殊。从使用寿命上看，三基色高效节能灯（含电子镇流器）的寿命可以达到６０００h，ＬＥＤ可以达到１０００００h以上，表面上看ＬＥＤ寿命是三基色高效节能灯（含电子镇流器）的几十倍，但是事实并非如此。目前太阳能草坪灯大多数采用超高亮度白光ＬＥＤ，它在２０ｍＡ通电电流下光通维持率达到初始亮度５０％的时间（寿命）不到１００００h，复旦大学电光源所曾经证明了上述论点。此论点说明，目前在许多情况下ＬＥＤ并非**好的太阳能灯光源，除非是应用在低档的、使用年限仅１~２年的太阳能草坪灯上，或者是１W以下的太阳能草坪灯。１Ｗ以上的太阳能灯，**好使用三基色高效节能光源。目前，有一些太阳能草坪灯用３０~４０只超高亮白光ＬＥＤ，输入功率２Ｗ以上，在这种情况下如果使用三基色高效节能灯，价格只有ＬＥＤ的１/１０，光通量是原来的２倍，更可喜的是现在已经研制成功２~１０Ｗ的低压直流三基色高效节能灯，寿命可以达到６０００h。

    根据以上分析我们认为，１W以下的小功率太阳能草坪灯，有调节明暗、频繁开关需求的，一般应该使用ＬＥＤ作为光源。但是在使用超高亮度白光ＬＥＤ时特别要注意光通维持率问题，否则容易引发质量事故。对于功率较大的太阳能灯，目前使用三基色高效节能灯则比较合理。这里要强调的是，以上结论仅仅是对目前情况的分析，当ＬＥＤ技术水平提高、价格下降以后，以上结论需作调整。

    4、客观评价太阳能照明灯具的光电性能

    ４．１、太阳能电池组件

    太阳能电池组件必须符合中华人民共和国国家标准ＧＢ/Ｔ１９０６４－２００３《家用太阳能光电源系统技术条件和试验方法》中第６．１条“太阳能电池组件”的要求。