[科普中国]-太阳能广告牌

概述

太阳能广告牌凭借独特的设计理念为广告行业开辟一个全新的领域。不仅具有广告原有的宣传作用，还点亮了都市，小区的景观环境。在不需要架电线的同时为我们的生活添加了一处别样的风景。采用太阳能发电系统，配合LED节能光源，能够实现白天进行电能转换及储备，夜晚释放能量使广告牌发光的功能。

组成结构发电系统太阳能广告牌发电系统由太阳能电池组板、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V并且要和市电互补，还需要配置逆变器和市电智能切换器。2

各部分的作用为：

(1)太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

(2)太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。在太阳能路灯系统中，则需要有光控、时控功能的太阳能路灯控制器；

(3)蓄电池：一般为阀控免维护铅酸蓄电池，小微型系统中，天气寒冷的地区，则需配置太阳能胶体蓄电池，可在低温下使用，效率不受太大影响。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

(4)逆变器：分方波和正弦波两种，太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。

(5)市电智能切换器：独立太阳能发电系统常年使用，碰到连续多个阴雨天气未免会出现电量耗尽的情况，如有需要，可配置一台市电智能切换器，在太阳能电量耗尽的时候，自动切换到市电输出，与市电互补，使太阳能发电系统更加稳定。3

用电系统太阳能广告牌用电系统主要采用节能LED光源光线，采用LED光源既能节约能量，使广告牌在黑暗条件下持续发光，又能使发光分布均匀完全免除黑线及明暗的干扰。

工作原理太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应原理工作的太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴--电子对。在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。4

产品优点安装方便，无须挖沟布线。

能源零成本；取之不尽，用之不竭。

使用方便灵活，灯箱易于搬迁。

使用安全，不易触电或引发火灾。

寿命长、易维护、开关智能化控制。

使用可再生能源，绿色环保。5

设计考虑太阳能发电系统的设计需要考虑的因素：6

1.太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？当地纬度为多少？
2.系统的负载功率多大？
3.系统的输出电压是多少，单种直流、单种交流、还是多种电压？
4.系统的负载每天需要工作多少小时？
5.如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？
6.负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？6

问题与发展方向制约因素目前制约太阳能广告牌大规模普及应用的问题主要有：7

太阳能电池光电转化效率不高，太阳能广告牌中应用的太阳能电池一般比较低端，转化效率仅在10%左右。

太阳能广告牌电能存储装置目前主要使用铅酸蓄电池，铅酸蓄电池比能量较低，放电和充电速度都较差，且需要定期维护，寿命较短。

太阳能广告牌制作成本较高，这主要是因为太阳能电池板价格较高。

发展方向目前，针对制约太阳能广告牌大规模普及应用的问题，主要有以下几个发展方向：

普及利用第三代太阳能电池，如光化学太阳能电池、染料光敏化太阳能电池、高分子太阳能电池、纳米结晶太阳能电池，以此提高太阳能电池光电转化效率。8

使用燃料电池（电解池）、超级电容器、高效三元锂电池等新型储能元器件代替铅酸蓄电池，提高太阳能广告牌的使用寿命，增强太阳能广告牌的广告效果。