太阳能LED路灯成本及标准问题亟待解决

    太阳能LED要实现大规模应用，必须解决成本、标准等问题。

    “LED具有的节能、环保、寿命长、体积小等特点，使其能广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。而LED与太阳能电池在道路照明领域的有效结合，创造出了光伏应用和LED结合的新市场。”山东德源集团董事长薛焕章在接受《中国电子报》记者采访时说。然而，太阳能LED要实现大规模应用，必须解决成本、标准等问题。

    太阳能LED路灯前景光明

    LED照明的市场前景十分广阔，相关数据显示，全球照明用电约占总用电量的20%。景观照明作为LED照明的最大应用市场，所占的份额大约在43%左右。据估算，全球30%的路灯将转向使用太阳能LED集成照明系统，每年可以节约4600亿千瓦时的用电量。上海太阳能工程技术中心副主任李红波认为，LED路灯会成为发展方向之一，但目前其性能不稳定，造价高、寿命短，因此还有待技术上的突破。

    太阳能LED路灯在近几年的推广，为太阳能和LED照明找到了结合点。太阳能LED路灯增加了太阳能电池板和专用蓄电池，同时将普通的钠灯换成了LED灯具。白天通过电池板收集太阳能，再转换成直流电储存在蓄电池内；晚上由蓄电池供电，为灯具提供电力。目前太阳能路灯价格比较昂贵，是一般路灯的3倍左右，但其后期维护成本低。由于太阳能路灯采取了分散式电路控制，路灯的开关、能量转换全部采用智能控制，无需人工操作，因此减少了维护费用。

    薛焕章介绍说，从1998年开始，太阳能LED灯具的应用进入一个新阶段。但是，这种灯具也存在不少缺陷，例如，其主要组成部分电阻和三极管最长寿命不超过8000小时，这就意味着太阳能LED灯具的使用寿命只有8000小时。因此，如何延长太阳能LED的使用寿命，一直是困扰业内人士的难题。

    李红波告诉记者，与传统的路灯相比，太阳能LED路灯具有节能、环保、施工方便、维护方便等优势，但其目前性能不太稳定、储能电池要更换、价格高等劣势也会妨碍它的进一步应用。

    小功率LED逐渐崛起

    LED照明行业主要分为大功率LED和小功率LED，目前所采用的多为大功率LED照明产品。大功率LED是指单颗发光二极管的功率大于等于1W。大功率LED的散热及衰减问题是大规模应用的绊脚石。因此，在此前提下小功率太阳能LED路灯应运而生。

    小功率太阳能LED以储存的太阳能作为电源，以小功率LED超高亮发光二极管作为光源，相比普通节能产品，具有工作电流小、工作电压低、功耗小、寿命长、冷光源、安全可靠等优点。

    薛焕章告诉《中国电子报》记者，LED的散热是一大技术难题。普通LED照明灯具都用单颗功率为1～5瓦的大功率LED制作。功率为1～5瓦的LED自身不带支架，大都是将LED镶嵌在灯头上，通过金属制作的灯头达到散热的目的，这样做的缺点是产品造价高，需要特制的灯头，高昂的模具费用会分摊到灯具销售的成本上。由于高散热性难以解决，维修时产品的更换就会更加困难。

    “与传统的高压钠灯相比，如果按照达到同样亮度，高压钠灯需要1000瓦计算，太阳能小功率LED灯仅需100瓦，按照每天10个小时的照明需求、工业用电1元/千瓦时计算，每盏高压钠灯每年电费3650元，而小功率LED路灯仅为它的1/10。在太阳能LED路灯方面，与大功率LED相比，小功率LED成本也颇具优势。由于大功率LED耗电量大，与之匹配的太阳电池板的面积增大，蓄电池的容量也需要增加，因此成本提高。而小功率LED路灯仅是大功率LED路灯成本的2/3。”薛焕章表示。

    对比大功率LED照明系统，小功率LED照明系统不需要安装散热板，系统成本降低40%以上。

    此外，小功率LED光谱中没有紫外线和红外线，没有热量和辐射，属于典型的绿色照明光源。产品性能稳定，不易破碎，使用控制极为方便。只要调整电流，就可以随意调光，不同光色的组合变化多端，利用时序控制电路，更能达到丰富多彩的动态变化效果。其废弃物还可以回收，不会对环境造成污染。

    “德源公司自有专利技术是通过小功率发光二极管自身带的支架散热，单颗小功率的功率只有0.06瓦，散热小，核心技术是将LED通过设计的线路组合镶嵌在自行散热线路板上，当单颗小功率LED不发光时，不影响板上其他二极管的正常发光。当线路板因劳损或其他原因不能继续使用时，可以直接更换整个线路板，维护方便，降低成本。”薛焕章表示。

    薛焕章告诉《中国电子报》记者，有数据表明，2010年全国安装22万盏太阳能大功率LED灯，使用了大量的铝材。如果采用小功率LED作为光源，就可以节省铝锭39600吨。

    互换性问题亟待解决

    尽管大功率和小功率太阳能LED路灯各有千秋，但业内专家纷纷表示，太阳能LED路灯要成为一个成熟产品，还需要一个过程。中国电子科技集团公司第十三所教授张万生在接受《中国电子报》记者采访时表示，太阳能LED路灯的发展从总体来讲是很有前景的，但在目前还得有个过程，因为LED路灯还没有统一的标准，灯头的互换性以及可维修性还没完全解决。他举例说，如果一条路的路灯由某个LED企业安装，一旦这个公司倒闭了，路灯坏了，找别的厂家维修，由于灯头不是标准化产品，一家一个样，因此，如果维修只能换灯头，这会造成很大的浪费。“而且，太阳能LED路灯所需蓄电池的污染问题，也一定要得到重视，否则的话得不偿失。”他建议，产业发展到一定阶段，政府应以技术领先且具有一定规模的LED生产企业为试点，逐步形成行业约定俗成的灯具、电源等标准，促进整个产业发展。

    中国光学光电子行业协会LED显示应用分会理事长关积珍告诉《中国电子报》记者，发展太阳能LED路灯必须解决好蓄电池和太阳能板的质量稳定性以及LED灯具本身的稳定性问题。“如果在造价、功耗、照度及亮度指标都能达到要求的前提下，大功率还是小功率LED都可以作为选择。”关积珍说。

    至于太阳能LED路灯是否会成为太阳能光伏的应用方向，李红波表示，从表面上，其结合度比较好，但在实际应用中由于储能电池的寿命问题，造成价格比较高，且可靠性目前还不能达到要求，所以还有一段路程要走。因此，在发展太阳能LED路灯的过程中，应该解决如下问题：一方面继续提高技术水平，提高LED本身的性能和其控制部分的可靠性；另一方面提高储能电池的使用寿命。