太阳能LED路灯于中国的发展现况

LEDinside参加了第三届国际新光源与新能源论坛，选择几个比较重要的议题，分享与会内容给LED产业的各位。

以下的讲题是王国华先生主讲，他是中国照明学会新能源照明专业委员会副主任，同时也担任北京高科能光电技术有限公司总经理。

太阳能LED路灯于中国的发展现况

在第一次扬州的轻工业会议上，我做的是技术性的报告，主要是太阳能设计方法上的；第二次呢，今天第三次呢，我们做的是降低太阳能系统成本的一个经济解析。那麼，目前太阳能LED路灯主要的一个问题是成本高。我在我的内容裡面要提出一个新的设计思路，用这种设计思路进行工程应用。大家都知道，不管从哪一方面来说，它起码要保证正确的要求，一个是保证八小时，再一个就是阴雨天的正常工作，保质是三年，而且光汰每年是10%，按照我们的基本要求是光通量小于30%。那麼要保证它基本执行的配置呢，根据理论和实践大量的资料，总结的经验就是，在北方地区是4，在西藏青海地区是3，就是说你的功率和你的电池有关係的。对于这个蓄电池和控制器，它们之间是有一个比例关係的，那我在这就下一个结论。

下面呢，我们现在搞出矛盾的这个焦点就是，光源功率决定了太阳能的系统架搆。比如说像我们典型的这个配置，只有这个配置才能满足五个阴雨天和每天八小时，所有它这个太阳版和这个它基本上都是1：4。所以蓄电池上控制性都是按10。所以这是招标直接打出来的，所以我们能看出来太阳能的电源供应成本每瓦是在320~346元人民币，因为这个价钱是每一套4800~5200元（07~08年北京市基本招标的价钱）。

那麼要降低成本，我们怎样降低成本。现在只有三种途径。第一个途径是最佳化设计提高效率，第二个途径是改变配置降低成本。第三是提高光效减少功率。

一、逐个解降低成本的可行性

1. 第一个是最佳化设计。对于太阳能电池来讲，从1980年~2005年，它的效率也是提高了3~4%。所以它提高的空间很小，那麼下面，不管是晶体硅，不管是多晶硅还是单晶硅，基本是就是这个资料，我这个说的是土建的效率，并不是电池片的效率，国内能达到14%的不多，也就是说这个的提高空间，3年内我预计是1~2%，能达到15~16%就不错了。对于控制器的效率，国内好的已经达到了0.975，国外的是96%，那近两年的提高空间只有2~3%，不可能99%、100%。对于灯具的效率，我们一直在搞太阳能灯，尤其是太阳能用的功率都是小功率，50W以下的。那麼它这个效率，实际上钠灯，我们测过，就是50W的钠灯，国产的也就是60~70%，节能灯和这个高压灯还有金属灯，因为他们都存在电子分辨器的耗能，坏的话大部分都是电子分辨器在坏，LED的灯具我们这个光源是除外的。也就是说从器件方面你想提高效率，在近期是不可能的。

2. 那麼对于几种低成本的配置，在我们进行工程验收的时候是遇到过的。一个是资源成本低的时候，太阳能电池配置合理，但实验值很小，那麼当你离开照明的时候，就是储电的部分很小，每天照明不到八小时。第二个方案是太阳能电池小，控制的蓄电池也小，他无法保证你每天。第三个方面是太阳电池小，蓄电池大，这个纯粹是偷斤减两。虽然前10天都能保证都一天不发电都发亮，但实际上是用的是蓄电池的电。第四个是功率高配置低，虽然是灯亮，但是你无法保证是八小时，所以我们总结一下，任何改变配置都无法保证照明品质的时间。

3. 那麼翻回来我们再看，就是说系统设计的空间很小，另外一个低成本控制影响品质，常规光源近两三年会提高。所以我得出的结论是用常规技术大幅度降低太阳能系统成本。那麼我们的设计思路是什麼？我们就是要提高光效，也就是刚才我说的第三种方案。提高光效就等于降低功率，降低功率就等于降低成本，所以提高LED光效是降低成本的另一种途径。因为我们从网路工程来看，在70 lm/w 的基础之上，LED光效提高15%，太阳能成本能下降10%。那提高光效对于系统的影响，我觉得影响不大，为什麼不大，因为照明品质不会降低，总的光驱量差不多，太阳能的成本可是明显降低，电池少了、电池支架、维护、电池板全部都在降低。那麼高效LED的增加成本我刚才也算了，只要你控制好，它在总的成本中占10%~15%，为什麼这样说？你的高效提高了，你的LED不一定少。那如果要选取LED，我自己的想法是这样的，相同的光效=相同的照明功率。就是1W=320元，我必须把这个功率降下来！根据我们测的国内外不同的LED，虽然都是100 lm/W的光效，但是这个应变照度差30~40%，这个叫问似值，所以虽然它光效很高，但是它装个三五年也可能跟他品质有关，那差很多了，我建议你们回去可以试验一下。另外提高配光的高效，那麼我加反光的杯子，一个有反光的杯子和一个没反光的杯子，所以你看了四面，应该说是效果是很明显的。

二、那有了高效的LED是不是就能作成比对好的灯具？

也不一定，我认为LED的效率必须要大于100 lm/W，而且恆流电路的效率要大于等于90%，最好是选取升压型的。为什麼在这说升压型的，因为看芯片就可以看出来，降压型（DD311 DD322）的他这个芯片的效率就大于等于80%，它就给你限制住了你不可能用那麼高。那麼升压型的像美国新推出的几种，他就是芯片效率大于93%，所以我们就是选取这样的。另外要减少背光损失，因为现在好多家的透镜很差，这个透光材料不一样，有些透镜透光性比对好，有些透光性很差，还有就是降低节能，就是技术方面的东西。那因为我们这个设计方案，是进行北京的一个生态区的设计。我们设计的权衡是不降低面积的照明度，而且要降低成本，保证时间，不改变比率，有品质的功率控制，这样的话就把原来国产的生化扮成国外的酒馆。由12颗变成6颗。

它这个试验结果是怎麼样的？

1. 原来我们准备是用这种模组，后来换成这种模组，那麼我降低功效的目的我主要是是提高功效。提高光效以后，太阳版从55降成30，蓄电池从80安时降到45安时，它总的来说效果没有变，而且价钱降低了。应用的效果，照明的面积提高了35%，经过了这个功率配置，照明时间延长了2小时，太阳能成本降低了38%，就这一项设计，最少节约人民币100万。而且这个是经过多重试验验收。这个是我们在5米高，用的是19W。

2. 第二个例子也是2009年1月实施的，原来我们用的是18W节能灯，现在每年的坏灯率已经达到了82%。但是太阳能系统都在正常执行，所以我们经过试验以后，我们用高效LED，这是更换了4000多支，也就是说用6颗高功效的LED可以来替代18W的节能灯。那麼这个是1100只7.5米高的LED的30w的灯，它主要是替代钠灯，这个主要是在油田上进行大面积的。咱们一直在说100W的LED能无法交替250W的高压钠灯，这个是我们有一条街主要在试，测试结果先不说。但是我们看右上角主要是原先是高压钠灯在照明，高压钠灯是360度发光，如果改成LED这个效果是非常明显的。

现在高效的LED是这样的，只有三种，6~8小时，鋰电池蓄电池，最小的还可以做成一个LED，我觉得这个是装载方便，是一分鐘就装载。08年国内常用的规格和价格，就是35W。我自己认为大于50W以上的太阳能LED路灯应用价值不太高，因为它的性价比不好。它不像交流电应用，亮度不够可以增加功率，这个增加一瓦就要增加35块钱的投入。LED是在一个防晶电的路线上走，因为我们发现某个模组，这个是包括模组和这个路灯4000支，这当中也有不少失败，从07年才逐渐摸索出来LED和太阳能配套的设施，它这个效应就是说还是比对明显的，从4000降到3000元，照明效果不变，企业还能占15%的利润。那如果从相同的价格来进行推广，对于政府来讲花同样的钱原来装10套，现在装16套。对于我们的发展机遇来讲，是两个，一个发展机遇就是太阳电池版价格在急剧的下降，从07年的30多变成现在的10几块钱，尤其是在去年的10月份之前。第二个发展机遇就是国内的LED光效已经接近了100 lm/w，所以价格下降每年都在25%左右。我们自己预计2~3年以后，每年电源供应成本在100W，每瓦100元，140lm的时候可以看到。

三、LED路灯招标应该以功率来报价

最后提一个建议，今后的路灯招标应该以功率来报价。第二是开发产品要找出它的特点。像我们之前讲的太阳能系统的这些无用就在鼓励与被鼓励的开发效果，还有就是太阳能LED路灯需要有技术支援，尊重知识产权，该产品有商业价值，可能可以达到商业效果，但是推广不了，跟市场离的很远，所以还没有一个好的性价比。