時(shí)間：2023-05-30 09:15:14
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇陽光電源，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
“早知道這么難就不出來做企業(yè)了。”作為合肥工業(yè)大學(xué)的一名教授，曹仁賢16年前離校創(chuàng)業(yè)時(shí)，并沒有預(yù)見到光伏行業(yè)是如此跌宕起伏。相比堅(jiān)持時(shí)的孤獨(dú)、深陷困境時(shí)的無助、轉(zhuǎn)型期的迷茫以及處于巔峰時(shí)的高處不勝寒，曹仁賢在《中國經(jīng)濟(jì)和信息化》記者面前沒有掩飾對(duì)當(dāng)初教書幸福時(shí)光的懷念。
當(dāng)市場(chǎng)把一個(gè)行業(yè)高高舉起又重重摔下時(shí)，不在其中的企業(yè)體會(huì)不到當(dāng)時(shí)的慘狀，這需要極強(qiáng)的心理素質(zhì)，但曹仁賢和其創(chuàng)辦的陽光電源在行業(yè)的每一次峰回路轉(zhuǎn)時(shí)都抓住了機(jī)會(huì)。
創(chuàng)業(yè)之后經(jīng)過將近10年的等待，曹仁賢終于迎來了全球光伏市場(chǎng)的春天。但此時(shí)陽光電源卻面臨著資金周轉(zhuǎn)困境，不得不引進(jìn)700多萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資。恰恰是這筆風(fēng)險(xiǎn)資金，為其打開歐洲市場(chǎng)輸送了血液。
在全球光伏市場(chǎng)啟動(dòng)之前，陽光電源安全渡過了資金困局。
當(dāng)2011年全球光伏寒風(fēng)凜冽時(shí)，曹仁賢剛剛完成在資本市場(chǎng)上的融資。中國政府為拯救光伏產(chǎn)業(yè)，開啟了內(nèi)需市場(chǎng)。曹仁賢以資金之劍，再次率領(lǐng)合肥當(dāng)?shù)氐墓夥髽I(yè)開始“西進(jìn)運(yùn)動(dòng)”——在甘肅酒泉等陽光資源豐富的中國西部地區(qū)投巨資建立大型發(fā)電站，向光伏發(fā)電站領(lǐng)域進(jìn)軍。
在全球光伏市場(chǎng)危機(jī)之后，陽光電源力促在光伏產(chǎn)業(yè)中的再次逆變。
合肥光伏夢(mèng)
陽光電源是合肥光伏產(chǎn)業(yè)中的孤獨(dú)者。
1997年，曹仁賢從合肥工業(yè)大學(xué)辭職下海創(chuàng)立了陽光電源公司，主業(yè)圍繞電力電子在新能源中的應(yīng)用。此時(shí)合肥的光伏產(chǎn)業(yè)一片空白。
合肥光伏產(chǎn)業(yè)真正起步于2009年，已經(jīng)創(chuàng)業(yè)12年的曹仁賢在合肥光伏集聚發(fā)展中起到了關(guān)鍵作用。
2009年9月6日，江西賽維LDK太陽能高科技有限公司董事長(zhǎng)彭小峰受邀來到陽光電源公司總部，參觀考察了陽光電源的產(chǎn)業(yè)基地、并網(wǎng)發(fā)電站和科研中心。
賽維LDK是當(dāng)時(shí)亞洲最大的太陽能硅片生產(chǎn)企業(yè)，與陽光電源是產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)系。因?yàn)楣ぷ麝P(guān)系，曹仁賢與彭小峰關(guān)系密切。
彭小峰的到來并不僅僅是看看陽光電源的逆變器，或者與曹仁賢敘敘舊。當(dāng)天，時(shí)任合肥市委書記孫金龍接待了彭小峰，邀請(qǐng)后者在合肥投資建廠。
2010年3月9日，孫金龍率團(tuán)考察了賽維LDK在江西新余市的總部，后來促成了賽維LDK在合肥投資大型光伏項(xiàng)目。8月15日，占地9.11萬平方米的合肥賽維LKD 1600兆瓦的光伏項(xiàng)目正式開工建設(shè)，這也是當(dāng)時(shí)全球規(guī)模最大的一次性開工建設(shè)的光伏項(xiàng)目。項(xiàng)目落地合肥后，賽維LDK總部所在地的新余市官員甚至指責(zé)彭小峰為什么不把項(xiàng)目放在新余。
依托賽維LDK項(xiàng)目，合肥光伏產(chǎn)業(yè)走上了快車道，海潤光伏、晶澳太陽能、彩虹光伏等一大批光伏項(xiàng)目落戶合肥，總投資超過了220億元。
而合肥光伏異軍突起的背后，除了合肥政府的搭臺(tái)之外，曹仁賢以及陽光電源所積累的光伏人脈資源發(fā)揮了橋梁作用。
“作為本土光伏產(chǎn)業(yè)領(lǐng)頭企業(yè)，陽光電源在合肥光伏產(chǎn)業(yè)招商引資過程中的作用非常重要。做光伏電站必須用到逆變器，陽光電源可以看做是一個(gè)樞紐，很多知名光伏企業(yè)都與其聯(lián)系緊密。從某種角度講，陽光電源及曹仁賢對(duì)合肥光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了重要的橋梁作用。”合肥經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)主任王文松告訴《中國經(jīng)濟(jì)和信息化》記者。
十年等待
“創(chuàng)業(yè)之初我就考慮，如果做同質(zhì)化嚴(yán)重的產(chǎn)品，很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)肯定毫無優(yōu)勢(shì)可言，要做就做把技術(shù)、專業(yè)真正投入應(yīng)用的公司。”曹仁賢按照這種思路在光伏產(chǎn)業(yè)鏈上選擇：多晶硅太過于專業(yè)，電池組件技術(shù)投資生產(chǎn)門檻不高，而做光伏電站國內(nèi)還沒有市場(chǎng)。
曹仁賢最終鎖定了逆變器。逆變器本身技術(shù)很簡(jiǎn)單，但其中涉及微電子、新能源、半導(dǎo)體等多種技術(shù)，要想做出特色并非易事。
創(chuàng)業(yè)初期，陽光電源生產(chǎn)的逆變器只能用于小范圍市場(chǎng)，比如西北地區(qū)牧民家的電視機(jī)、衛(wèi)星接收機(jī)的供電、部分村莊供電。隨著技術(shù)逐漸成熟，其業(yè)務(wù)范圍逐步延伸到工業(yè)、通信領(lǐng)域，包括南疆鐵路、青藏鐵路等。
2002年，陽光電源迎來公司的第一次轉(zhuǎn)型機(jī)會(huì)，承擔(dān)了國家“送電到鄉(xiāng)”工程，為西部不通電地區(qū)送去太陽能電力。第二年，陽光電源憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)，研制出中國首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的并網(wǎng)逆變器，這臺(tái)逆變器至今仍在穩(wěn)定地運(yùn)行。憑借這一成果，陽光電源前面的路似乎順利了些。
當(dāng)時(shí)全球氣候變暖，能源環(huán)境問題日益突出，國外開始大面積應(yīng)用并網(wǎng)系統(tǒng)，這是陽光電源一直夢(mèng)寐以求的機(jī)遇。然而當(dāng)時(shí)國內(nèi)電力系統(tǒng)體制相對(duì)保守，雖然他多次試圖說服電力部門，但都沒有成功。
無奈之余，曹仁賢只能把目光轉(zhuǎn)向國外市場(chǎng)，著手向國外出口逆變器。通過幾年的探索，到了2009年，陽光電源的逆變器已經(jīng)做得風(fēng)生水起。“我們的產(chǎn)品供不應(yīng)求，幾乎是只要能做出來就會(huì)有人要。”曹仁賢如此描述當(dāng)年的情形。
出現(xiàn)這樣的結(jié)果，是因?yàn)榇蠹覍?duì)國外市場(chǎng)認(rèn)可程度高，而國內(nèi)當(dāng)時(shí)對(duì)于技術(shù)的認(rèn)知度明顯不足。歐洲的市場(chǎng)門檻很低，技術(shù)門檻卻是最高的。“技術(shù)門檻恰恰是我們能克服的。”曹仁賢介紹。
當(dāng)時(shí)陽光電源的海外市場(chǎng)主要是意大利、西班牙等南歐地區(qū)，現(xiàn)在陽光電源的產(chǎn)品才進(jìn)入德國等主流光伏市場(chǎng)。中國企業(yè)把逆變器賣給德國，可能90%的人不相信，因?yàn)榈聡墓夥a(chǎn)業(yè)實(shí)力有目共睹。
在當(dāng)時(shí)，歐洲無疑是中國光伏產(chǎn)品最大的出口市場(chǎng)，再加上美國，整個(gè)歐美市場(chǎng)占到中國光伏產(chǎn)品出口量的80%以上。而在全球市場(chǎng)上，中國的光伏產(chǎn)品已經(jīng)壟斷其中的六成。
如果說，追逐財(cái)富是光伏產(chǎn)業(yè)狂飆的原動(dòng)力，那么歐洲光伏市場(chǎng)的巨大需求，則為這場(chǎng)瘋狂的追逐安裝了加速器。
資本之劍
在行業(yè)低谷之初的2011年，之所以陽光電源能夠比其他光伏企業(yè)活得更滋潤一些，因?yàn)樗谶@一年引進(jìn)戰(zhàn)略風(fēng)險(xiǎn)投資，實(shí)現(xiàn)了成功上市。
上市之前，在發(fā)展方向選擇上，陽光電源曾多次徘徊。國外市場(chǎng)開始萎縮，而國內(nèi)市場(chǎng)尚未啟動(dòng)，那段時(shí)間，陽光電源的公司戰(zhàn)略一度十分混亂。為了生存，公司著手接觸新能源之外的很多業(yè)務(wù)，包括應(yīng)急電源、UPS電源、開關(guān)電源等。
陽光電源是從事新能源業(yè)務(wù)的公司，如果長(zhǎng)久堅(jiān)持生產(chǎn)這類產(chǎn)品，必然會(huì)造成品牌認(rèn)知度、集中度打折。幸好這一混亂狀態(tài)沒有持續(xù)太久。2007年7月，風(fēng)險(xiǎn)投資的加入，把陽光電源拉回了正軌。
“引進(jìn)戰(zhàn)略投資就要以股份稀釋作為代價(jià)，但出于無奈，而且這對(duì)企業(yè)發(fā)展是有好處的。”回想起來，曹仁賢認(rèn)為當(dāng)時(shí)引進(jìn)戰(zhàn)略投資恰逢其時(shí)，“引進(jìn)早了，可能導(dǎo)致企業(yè)股份過多外流，失去自身價(jià)值，而引進(jìn)晚了，可能公司就破產(chǎn)了。”
引進(jìn)來自意大利的戰(zhàn)略投資以后，陽光電源認(rèn)識(shí)到之前的戰(zhàn)略錯(cuò)誤，趕緊做減法，把各種邊緣產(chǎn)品全部砍掉，雖然這些產(chǎn)品當(dāng)時(shí)的效益不錯(cuò)。
事實(shí)證明，這種做法是正確的。“做兩件事情可能成功，做三件事情是注定失敗的，我們抵制住誘惑，只堅(jiān)持做逆變器，保住了公司核心競(jìng)爭(zhēng)力。”曹仁賢說
隨著戰(zhàn)略投資的注入，陽光電源的資金缺口馬上得到補(bǔ)足，公司規(guī)模迅速擴(kuò)大。公司有了錢，信心似乎也足了，引進(jìn)的700多萬美元讓陽光電源有了在兩三年內(nèi)做幾件大事的底氣，而不再縮手縮腳。
此外，在引進(jìn)資金的同時(shí)，陽光電源也引進(jìn)了人才，帶動(dòng)企業(yè)內(nèi)部變革。當(dāng)時(shí)，陽光電源通過國際獵頭公司幫其搜求人才，健全和完善董事會(huì)制度，還進(jìn)一步提高了產(chǎn)能和研發(fā)能力，并且開始嘗試賒銷方式。變化帶來了新的希望。
西進(jìn)運(yùn)動(dòng)
2011年，光伏行業(yè)步入低谷。
“一家企業(yè)如果有核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，一般是可以成功的。但如果公司技術(shù)是山寨的，則注定面臨失敗的結(jié)局。”在曹仁賢看來，瘋狂的模仿和復(fù)制是光伏產(chǎn)能過剩的根源。
像產(chǎn)能過剩最為嚴(yán)重的多晶硅和太陽能電池板，國內(nèi)很多企業(yè)引入國外生產(chǎn)線，運(yùn)回來后插上電，生產(chǎn)線就能運(yùn)作。這種毫無技術(shù)含量的產(chǎn)能，在利益驅(qū)使下大舉跟風(fēng)擴(kuò)產(chǎn)，注定了產(chǎn)能過剩的結(jié)局。
有些投產(chǎn)稍晚的企業(yè)，甚至沒有來得及收回投資就瀕臨破產(chǎn)。合肥市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)主任王文松介紹：“經(jīng)常有本地企業(yè)抱怨，如果企業(yè)早投產(chǎn)一年，最起碼投資基本可以收回來。”
因?yàn)閾碛泻诵募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)，陽光電源沒有陷入這場(chǎng)瘋狂的低水平內(nèi)斗中，但也不可避免地成為被模仿的對(duì)象。陽光電源研制出新產(chǎn)品，會(huì)有企業(yè)偷偷復(fù)制，甚至不管產(chǎn)品尚處于不成熟期，把陽光電源電路板上畫錯(cuò)的地方也照葫蘆畫瓢地搬了過去。
得江山易，守江山難。曹仁賢通過加大研發(fā)投入來保持相對(duì)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。“我們每年投入近億元來做研發(fā)，通過不斷地積累微創(chuàng)新，進(jìn)而做到突破性創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能革新或者降低成本，才把跟風(fēng)者的‘武功’廢了。”曹仁賢說。
當(dāng)時(shí)，僅逆變器市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)非常殘酷。有一組數(shù)據(jù)可以佐證，2011年，在德國慕尼黑光伏展會(huì)上的逆變器廠家有500多家，到了2013年，就只剩下幾十家了，廠家死亡率高達(dá)90%。
2011年下半年，為了拉動(dòng)內(nèi)需、提振光伏產(chǎn)業(yè)，合肥市政府提出光伏行業(yè)“走出去”戰(zhàn)略，把本地龍頭企業(yè)打包推到西部，在西部開發(fā)電站，消耗企業(yè)過剩產(chǎn)品。
“我們的想法是充分利用合肥光伏產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，通過政府推動(dòng)，拓展西部市場(chǎng)，在西部打造一個(gè)光伏三峽，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能釋放，拉動(dòng)本地企業(yè)發(fā)展。”王文松先后6次深入酒泉和嘉峪關(guān)，為合肥光伏企業(yè)和當(dāng)?shù)卣疇烤€搭橋。
由于當(dāng)時(shí)合肥其他企業(yè)資金比較困難，而陽光電源剛剛上市，資金相對(duì)充足。曹仁賢決定在合肥市政府啟動(dòng)的“西進(jìn)運(yùn)動(dòng)”中，帶頭在西部陽光資源豐富的地區(qū)建設(shè)光伏發(fā)電站。合肥市官方把這一行動(dòng)稱作“借光發(fā)展”。
在陽光電源的帶領(lǐng)下，海潤光伏、晶澳光伏、賽維、中南光電等合肥企業(yè)都參與到“借光發(fā)展”計(jì)劃中。事實(shí)上，西部地區(qū)也有招商引資策略，即拿資源換制造。西部地區(qū)政府給企業(yè)審批，讓企業(yè)在西部建光伏電站，但需要企業(yè)在西部建廠，包括生產(chǎn)組件、電池片等。
陽光電源和甘肅地方政府簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，推動(dòng)設(shè)立酒泉（合肥）光伏產(chǎn)業(yè)園，并和三峽新能源投資9億元建設(shè)100兆瓦的酒泉光伏發(fā)電站。電站由陽光電源提供逆變器，其余組件大多優(yōu)先選用合肥企業(yè)的產(chǎn)品。
此時(shí)，整個(gè)光伏行業(yè)依然低迷時(shí)，做光伏電站的市場(chǎng)前景并不明朗。擔(dān)綱之后的陽光電源或許產(chǎn)生了些許悔意。但曹仁賢認(rèn)為，合肥市發(fā)起的“西進(jìn)運(yùn)動(dòng)”是包括陽光電源在內(nèi)的光伏企業(yè)向光伏電站業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一戰(zhàn)，會(huì)堅(jiān)定地走下去。事實(shí)上，近期堅(jiān)挺的股價(jià)恰是對(duì)曹仁賢決策的強(qiáng)力支持。
分布式探索
嘗到集成電站甜頭的陽光電源，除了在西部建設(shè)電站外，自然不會(huì)放過家門口的機(jī)會(huì)。
陽光電源首先在公司的屋頂全部裝設(shè)光伏發(fā)電站，所發(fā)電量除生產(chǎn)用外，還有一部分送到國家電網(wǎng)。“作為一家大型生產(chǎn)企業(yè)，我們不僅沒有用國家電網(wǎng)的電，還為其輸送了電量。”曹仁賢對(duì)此顯得頗為自得。
而陽光電源在東部地區(qū)的第二個(gè)分布式電站很快將在榮事達(dá)公司屋頂上開工建設(shè)，該電站為10兆瓦。“我們?cè)诤戏实拇笮臀锪髦行奈蓓敗⒐泊笮徒ㄖ蓓敾I劃建設(shè)電站。”曹仁賢表示，考慮到屋頂承重問題，每個(gè)選擇都必須經(jīng)過嚴(yán)格的考核。
其實(shí)，建設(shè)電站能夠順利實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，這與合肥市政府的支持是分不開的。在國務(wù)院出臺(tái)支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)政策的同時(shí)，合肥市政府也制定了一系列支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展和推動(dòng)示范應(yīng)用的“一攬子”政策。這些政策的理念、內(nèi)涵和措施都與國務(wù)院出臺(tái)的政策契合，其中包括合肥市在全國范圍內(nèi)首個(gè)對(duì)光伏電站每千瓦時(shí)電補(bǔ)貼0.25元的政策等。
在曹仁賢看來，在光伏行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)不明朗之際，政府直接給企業(yè)補(bǔ)貼并不合理，因?yàn)楹茈y確定哪家企業(yè)該補(bǔ)、哪家不該補(bǔ)，還容易受到國外企業(yè)的質(zhì)疑，而補(bǔ)貼終端是一種國際通行的做法。
這期間，合肥市政府還主導(dǎo)了光伏下鄉(xiāng)，在肥東、肥西等縣選擇了100戶貧困戶家庭，政府投入300萬元資金免費(fèi)為其建屋頂電站，電站建成后的運(yùn)營和維護(hù)都由政府負(fù)責(zé)，電站收益完全歸貧困戶所有。這100座屋頂電站已經(jīng)完成招投標(biāo)并開始建設(shè)，預(yù)計(jì)今年10月底實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。
這種模式非常具有借鑒意義，我國西部還有不少貧困戶，一旦合肥光伏電站扶貧模式能夠成功，對(duì)于西部地區(qū)發(fā)展有巨大的借鑒意義。
通過計(jì)算，按照合肥的光照條件，這100戶貧困家庭依靠屋頂電站，每年都能有2500元左右的收入。幫助其建立屋頂電站，既解決了扶貧問題，又對(duì)光伏屋頂電站建設(shè)起到了示范作用。合肥市市長(zhǎng)張慶軍評(píng)價(jià)這項(xiàng)工程：“讓貧困戶躺著也能發(fā)點(diǎn)小財(cái)。”
合肥市政府還鼓勵(lì)有能力的富裕家庭申建屋頂電站。今年6月，合肥市在肥東選擇了5個(gè)村干部帶頭示范建設(shè)電站，這些電站已于6月28日實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，現(xiàn)在每戶每天發(fā)電15千瓦時(shí)左右。
這些受益的帶頭農(nóng)戶曾經(jīng)專門對(duì)王文松致謝：“原來我們家買了很多家庭電器，空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、微波爐，但大多只是擺設(shè)，太費(fèi)電根本不敢用，現(xiàn)在自己發(fā)電自己用，用電器再也不擔(dān)心費(fèi)電了，剩余的電還可以賣給國家電網(wǎng)。”
這幾句話深深地觸動(dòng)了王文松。在他看來，屋頂上的分布式光伏電站建設(shè)，對(duì)家電在農(nóng)村市場(chǎng)的普及也有巨大拉動(dòng)作用，當(dāng)老百姓不用擔(dān)心耗電時(shí)，家電必然能在農(nóng)村市場(chǎng)得到進(jìn)一步推廣。
風(fēng)險(xiǎn)未卜
目前合肥市光伏應(yīng)用電站建設(shè)如火如荼，但在曹仁賢看來，這種順利背后依然存在一些問題，其中最關(guān)鍵的是并網(wǎng)問題。雖然現(xiàn)階段的分布式光伏發(fā)電等光伏電站并網(wǎng)得到國家電網(wǎng)合肥供電公司的支持，但畢竟涉及利益競(jìng)爭(zhēng)，而利益的調(diào)節(jié)是最難的。
“你從別人碗里挖飯吃，對(duì)方未必真心愿意。我們關(guān)注的是長(zhǎng)期的、可持續(xù)的合作機(jī)制。我認(rèn)為應(yīng)該采取措施給利益受損方補(bǔ)償，比如和用戶合作時(shí)，通過電價(jià)打折或者租賃屋面來進(jìn)行。”曹仁賢說。
除了這種雙方配合局面能持續(xù)多久需要打問號(hào)，彼此之間的配合也是問題，如建設(shè)分布式光伏電站過程中涉及到計(jì)量，但計(jì)量表很貴，電站所有的計(jì)量表應(yīng)該誰來出錢、大型屋面光伏電站的防火等安全問題由誰來考核等很多細(xì)節(jié)，都還沒有徹底、明確地解決方案。一旦出現(xiàn)著火事故，必然會(huì)帶來不少阻力，說不定消防部門會(huì)禁止在屋頂裝設(shè)光伏電站設(shè)備。這些隱性問題的存在，導(dǎo)致家庭在申請(qǐng)建設(shè)屋頂光伏設(shè)備時(shí)會(huì)有所顧慮。
此外，合肥出臺(tái)地方補(bǔ)貼政策，還沒有上升為一種法定政策。曹仁賢坦言，他有次申請(qǐng)銀行相關(guān)貸款時(shí)，被銀行反問補(bǔ)貼政策是哪里出臺(tái)的。他希望合肥市人大常委會(huì)能通過文件的形式把政策固定下來。
光伏電站建設(shè)業(yè)務(wù)占陽光電源所有業(yè)務(wù)比重或許會(huì)逐步增加，但曹仁賢坦言，他還沒找到陽光電源在電站建設(shè)方面的最核心優(yōu)勢(shì)：“要盡快找，如果非說要有，只有基于逆變器上的品牌效應(yīng)和對(duì)于電力電子技術(shù)的積累和延伸。但這又是一個(gè)問題，如果電站業(yè)務(wù)做不好，可能會(huì)對(duì)辛苦建立的品牌造成負(fù)面影響。”
關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)；PSD傳感器；二維自動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)
中圖分類號(hào)：S21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1概述
太陽能是數(shù)量巨大的環(huán)保清潔能源，每年到達(dá)地球表面的太陽輻射能約為目前世界能耗總和的2×104倍，世界環(huán)保協(xié)會(huì)近日的一份報(bào)告上說，從目前到本世紀(jì)中葉，太陽能的開發(fā)將進(jìn)入，它在全球能源中占的比例將從目前的l％激增50％。大部分的太陽能系統(tǒng)都是采用固定式，所以隨著不同時(shí)段太陽照射位置的不同，無法隨時(shí)讓太陽能光電板與陽光保持垂直，因此也無法使太陽能板可以長(zhǎng)時(shí)間發(fā)揮其最大效率，尤其在上午與下午太陽斜射時(shí)，效果最差。為了能隨時(shí)或分時(shí)段變換太陽能電池板的旋轉(zhuǎn)角度，從而達(dá)到最大限度地吸收太陽能目的的，新型的節(jié)能環(huán)保技術(shù)--太陽能追日系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
經(jīng)過各種系統(tǒng)方案的比較，本系統(tǒng)確定總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，該系統(tǒng)主要由感光元件、單片機(jī)、傳動(dòng)組件、步進(jìn)電機(jī)以及電源系統(tǒng)等組成。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
2.1 二維PSD傳感器
在所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中采用二維位置敏感器件PSD (Position Sensitive Device)。PSD光電器件是一種光能/位置轉(zhuǎn)換器件，由于位置量為模擬量輸出，系統(tǒng)響應(yīng)快，分辨率高，成本低，因此具有廣泛應(yīng)用的價(jià)值。同時(shí)可對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，因而可以顯著提高系統(tǒng)的抗干擾能力，可以用來實(shí)現(xiàn)高速、高精度、抗干擾能力強(qiáng)的位置檢測(cè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)應(yīng)用它來檢測(cè)太陽光的入射光線與固定平面法線的夾角，安裝時(shí)，PSD的遮光罩的頂部平面以及受光面均要與旋轉(zhuǎn)臺(tái)的固定平板面平行。
2.2 單片機(jī)的選擇
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用搭配A/D轉(zhuǎn)換器的8051單片機(jī)來執(zhí)行對(duì)信號(hào)的接受、處理及對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，以達(dá)到隨太陽照射角度不同隨時(shí)調(diào)整的目的。
8051單片機(jī)問世于二十世紀(jì)八十年代早期。由于8051CPU內(nèi)核有著杰出的特性以及功能，在本世紀(jì)仍然可以得到良好的應(yīng)用。現(xiàn)今不同的芯片供應(yīng)商可提供超過200種8051派生器件。有超過半數(shù)的嵌入式項(xiàng)目使用8051系列單片機(jī)。作為嵌入式處理器，8051是一枝獨(dú)秀的。典型的8051家族成員包含8051CPU內(nèi)核、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器和一些功能。靈活的存儲(chǔ)器界面使用戶可以通過標(biāo)準(zhǔn)的外設(shè)和存儲(chǔ)器件擴(kuò)展8051的性能。
8051單片機(jī)共有40個(gè)引腳，按引腳功能大致可分為4個(gè)種類：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。
1、電源
（1）VCC-芯片電源，接+5V；
（2）VSS-接地端；
2、時(shí)鐘:XTAL1、XTAL2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。
3、控制線:控制線共有4根。
(1)ALE/PROG：地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖；
(2)PSEN：外ROM讀選通信號(hào)；
(3)RST/VPD：復(fù)位/備用電源；
(4)EA/Vpp：內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源；
4、I/O線
8051共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。
P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線）
5、P3口第二功能
P30 RXD 串行輸入口
P31 TXD 串行輸出口
P32 INT0 外部中斷0（低電平有效）
P33 INT1 外部中斷1（低電平有效）
P34 T0 定時(shí)計(jì)數(shù)器0
P35 T1 定時(shí)計(jì)數(shù)器1
P36 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通（低電平有效）
P37 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通（低電平有效）
2.3 追日方式的選擇
本系統(tǒng)采用2個(gè)步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)2組渦輪蝸桿，傳遞動(dòng)力至太陽能板，以使太陽能板達(dá)到精確的追蹤太能照射光線的變化。在追日方式上，經(jīng)過論證比較，采用X/Z雙軸追日系統(tǒng)。
太陽能追日系統(tǒng)的主要目的是隨時(shí)讓太陽能光電板與陽光保持垂直，以便于在單位面積內(nèi)能吸收到最多的太陽能。該系統(tǒng)共有三個(gè)可以調(diào)整的軸，X軸主要是調(diào)整太陽能光電板呈水平，或是朝南傾斜，Y軸主要是調(diào)整太陽能光電板呈水平，或是朝東傾斜，或是朝西傾斜，Z軸主要是調(diào)整太陽能光電板正面朝南，或是往東旋轉(zhuǎn)，或是往西旋轉(zhuǎn)。雖然在設(shè)計(jì)上，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三個(gè)可以調(diào)整的軸，但是，事實(shí)上，只要調(diào)整X軸與Z軸，就可以達(dá)到使太陽能光電板與陽光保持垂直的目的。并且采用X軸與Z軸雙軸調(diào)整時(shí)，效果最理想。
3 系統(tǒng)工作原理圖
太陽能追日系統(tǒng)工作原理圖如圖2所示。
圖2太陽能追日系統(tǒng)工作原理圖
太陽光透過二維PSD傳感器的透光孔到達(dá)傳感器的受光面后，受光面的四個(gè)電極就產(chǎn)生電流，這些電信號(hào)依次經(jīng)過前置放大電路、濾波電路以及采樣保持電路后，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后保存到8051單片機(jī)的寄存器中。
若入射點(diǎn)光的位置在受光面的中心，則受光面的各個(gè)電極的電流均相等，此時(shí)入射光線與固定平面垂直。
若入射點(diǎn)光的位置不在受光面的中心，受光面的電極電流不相等，可通過下列步驟調(diào)整旋轉(zhuǎn)平面：
①通過確定入射點(diǎn)與受光面中心的相對(duì)位置，計(jì)算出入射光線與固定平面法線的夾角；
②通過計(jì)算出控制水平轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)和控制豎直轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，使入射太陽光線與固定平面法線之間的夾角為零度；
③計(jì)算出輸出控制字節(jié)M，再由單片機(jī)根據(jù)計(jì)算結(jié)果發(fā)出控制指令，通過單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的接口電路以及多路轉(zhuǎn)換開關(guān)來依次選擇控制步進(jìn)電機(jī)，并使它們轉(zhuǎn)動(dòng)到對(duì)應(yīng)的角度，使太陽光的入射光線與固定平面法線的夾角為零度。
結(jié)論
本文利用步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)了一種用于太陽能集熱裝置的自動(dòng)二維旋轉(zhuǎn)臺(tái)，它能夠使固定在該裝置上接受太陽光部件的表面始終與太陽光垂直，大大提高了太陽能的利用效率。該結(jié)構(gòu)采用二維PSD傳感器的方法，隨時(shí)隨地的測(cè)量入射光線與固定平面法線的夾角，通過A/D轉(zhuǎn)換器后接入至單片機(jī)，再通過單片機(jī)來控制兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)以便調(diào)整固定支架的位置，直到固定平面與太陽光垂直，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)上固定接受太陽光部件的表面始終與太陽光垂直，因而能大大提高其太陽能的利用效率。
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關(guān)鍵詞： 光電互補(bǔ)；太陽能；LED路燈；控制器
中圖分類號(hào)：TK51文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Research on Photoelectric Complementary LED Streetlights Controller
LI Wen-fang, LI Hai-xia, CHEN Jia-yi
(Huanghe Science and Technology College, Zhengzhou Henan 450063, China)
Abstract: A photoelectric complementary LED streetlights controller is introduced in this paper, which can control the solar panels on batteries charging and discharging and check the battery capacity on real-time so as to use the photoelectric complementary in load power supply. This article describes the solar energy LED is the best choice on street lighting, photoelectric complementary can improve the reliability and reduce costs, so it is an effective way to solve the problem of solar LED street lighting, in addition, it calculates the matching relation of capacity betweenbatteries and solar panels based on the LED load equipments.
Keywords:photoelectric complementary; solar energy; LED streetlights; controller
引 言
太陽能作為一種理想的清潔能源，正迅速得到廣泛應(yīng)用。LED作為固態(tài)光源，壽命長(zhǎng)、耗能少，屬綠色光源[1]。隨著大功率LED驅(qū)動(dòng)的研究成功，LED在照明領(lǐng)域得到推廣。由于太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為直流電壓，通過太陽能電池組件的合理組合，得到LED燈具實(shí)際需要的電壓，兩者易于匹配，可獲得很高的利用率，具有較高的安全性，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的要求。把太陽能LED應(yīng)用于路燈照明領(lǐng)域，既可節(jié)約大量電纜的成本，易于實(shí)現(xiàn)路燈的智能控制，又可節(jié)約大量能源，因此太陽能LED在路燈應(yīng)用上易于推廣[2-4]。
由于太陽能受天氣因素的制約比較大，太陽光照射分布密度小，受光時(shí)間、強(qiáng)度大小具有隨機(jī)性、間歇性，要保證太陽能電池輸出電壓的穩(wěn)定，必須利用蓄電池，在白天有陽光時(shí)對(duì)蓄電池充電，晚上蓄電池給負(fù)載LED放電。如果遇到連續(xù)陰雨天氣，對(duì)蓄電池容量要求就大，而太陽能電池組容量越大，成本就越高。太陽LED路燈照明系統(tǒng)采用光電互補(bǔ)方式可較好地解決這個(gè)矛盾，對(duì)推廣太陽能LED路燈控制有著現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)意義[5]。
光電互補(bǔ)LED路燈照明系統(tǒng)就是以太陽能電池發(fā)電為主，以普通220V交流電補(bǔ)充電能為輔的路燈照明系統(tǒng)，采用此系統(tǒng)，光伏電池組和蓄電池容量可以設(shè)計(jì)得小一些，基本上是當(dāng)天白天有陽光，當(dāng)天就用太陽能發(fā)電同時(shí)給蓄電池充電，到天黑時(shí)蓄電池放電把負(fù)載LED點(diǎn)亮。在我國大部分地區(qū)，全年基本上都有三分之二以上的晴朗天氣，這樣該系統(tǒng)全年就有三分之二以上的時(shí)間用太陽能照亮路燈，剩余時(shí)間用市電補(bǔ)充能量，既減小了太陽能光伏照明系統(tǒng)的一次性投資，又有著顯著的節(jié)能減排效果，是太陽能LED路燈照明在現(xiàn)階段推廣和普及的有效方法。
1光電互補(bǔ)LED照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1LED照明負(fù)載
假設(shè)光電互補(bǔ)LED路燈燈桿高度為10m，光照光通量大約25 lm，選用1W、3.3V、350mA的LED燈組成兩路路燈，每一路14串2并共28W，兩路為56W。設(shè)路燈每天平均照明10小時(shí)，LED路燈前5小時(shí)全亮，后5小時(shí)亮度減半，即電池消耗減少一半。
所需實(shí)際驅(qū)動(dòng)電流為
350mA×2×2=1.4A
每天以10小時(shí)計(jì)算，負(fù)載所需安時(shí)數(shù)為
1.4A×5h+1.4A×0.5×5h=10.5Ah
電壓為
3.3V×14=46.2V
1.2蓄電池組容量設(shè)計(jì)
1.2.1蓄電池的選用
太陽能路燈用蓄電池由于頻繁處于充電、放電循環(huán)中，而且會(huì)經(jīng)常發(fā)生過充或深度放電等情況，因此蓄電池工作性能和循環(huán)壽命成為最受關(guān)注的問題。閥控式密閉型鉛酸電池具有不需要維護(hù)、不向空氣中排出氫氣和酸霧、安全性好、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用[6]。蓄電池過充電、過放電以及蓄電池環(huán)境溫度等都是影響蓄電池壽命的重要因素，所以在控制器中要重點(diǎn)采取保護(hù)措施。
1.2.2蓄電池組容量的計(jì)算
在光電互補(bǔ)路燈系統(tǒng)中，是靠太陽能和市電互補(bǔ)對(duì)LED路燈進(jìn)行供電的。由于太陽光隨天氣變化差別很大，白天太陽光強(qiáng)時(shí)，太陽能電池板給蓄電池充電；晚上蓄電池給負(fù)載供電。陰天時(shí)，負(fù)載用電從蓄電池取得，當(dāng)蓄電池放電電壓降到最低允許限度時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為市電補(bǔ)給。蓄電池的容量對(duì)保證可靠性供電很重要，電池容量過大導(dǎo)致成本價(jià)格升高，容量過小，又不能充分利用太陽能達(dá)到節(jié)能的目的[7]。
蓄電池容量Bc計(jì)算公式
Bc = A×QL×NL×T0/CC Ah（1）
式（1）中A為安全系數(shù)，取1.1～1.4之間，本式為A=1.2；
QL為負(fù)載日平均耗電量，為工作電流乘以日工作小時(shí)，QL=10.5Ah；
NL為最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天數(shù)，由于采用光電互補(bǔ)，故可以取NL=1天；
T0為溫度修正系數(shù)，一般在0℃以上為1.1，-10℃以下取1.2，本式取T0=1.1；
CC為蓄電池放電深度，一般鉛酸電池取0.75，堿性鎳鎘蓄電池取0.8，本式中CC =0.75。
因此，Bc= A×QL×NL×T0/CC=1.2×10.5×1×1.1/0.75=18.5Ah，實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們選用48V、40Ah免維護(hù)閥控密封鉛酸蓄電池。
1.2.3太陽能電池方陣設(shè)計(jì)
太陽能電池組件以一定數(shù)目串聯(lián)起來，可獲得所需要的工作電壓。但是太陽能電池的串聯(lián)必須適當(dāng)，串聯(lián)數(shù)太少，串聯(lián)電壓低于蓄電池浮充電壓，太陽能電池組方陣就不能對(duì)蓄電池充電；若串聯(lián)數(shù)太多，使輸出電壓遠(yuǎn)高于浮充電壓時(shí)，充電電流也不會(huì)有明顯增加。因此，只有當(dāng)太陽能電池組件串聯(lián)電壓等于合適充電電壓時(shí)，才能達(dá)到最佳狀態(tài)[6]。
太陽能電池組的輸出電壓一般取蓄電池電壓的1.2～1.5倍，當(dāng)取1.35倍時(shí)，蓄電池電壓為48V×1.35=64.8V，此處取65V。
若當(dāng)天無太陽光時(shí)，蓄電池晚上給負(fù)載放電容量為
Bcb = A×QL×NL = 1.2×10.5×1 = 12.6Ah
鄭州地區(qū)按5小時(shí)太陽光給蓄電池充電，電流為
I = 12.6Ah/5h = 2.52A
所以太陽能電池方陣功率為
P = UI = 65V×2.52A = 163.8W
實(shí)際可采用4塊36V 48W太陽能電池板，共192W，分兩組，每組2塊串聯(lián)，電壓為72V。
2控制器及工作原理簡(jiǎn)介
2.1光電互補(bǔ)LED路燈控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
光電互補(bǔ)LED路燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，本系統(tǒng)中關(guān)鍵部件是控制器，控制器的功能主要有：
（1） 白天對(duì)太陽能電池板的電壓和電流進(jìn)行檢測(cè)，通過MPPT算法追蹤太陽能電池板最大輸出功率點(diǎn)，使太陽能電池板以最大輸出功率給蓄電池充電，并控制太陽能電池對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的方式；
（2） 控制光電互補(bǔ)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，晚上控制蓄電池放電，驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載照明；當(dāng)在太陽光照不足或陰雨天氣，蓄電池放電電壓達(dá)最低電壓時(shí)，能自動(dòng)切換到市電供LED路燈點(diǎn)亮；
（3） 對(duì)蓄電池實(shí)行過放電保護(hù)、過充電保護(hù)、短路保護(hù)、反接保護(hù)和極性保護(hù)；
（4） 控制LED燈的開關(guān)，通過對(duì)外環(huán)境監(jiān)測(cè)，可以控制LED燈開燈、關(guān)燈時(shí)間。
2.2充電電路及輸出控制
2.2.1充電電路
充電電路用來調(diào)節(jié)充電電流與電壓，使太陽能電池板穩(wěn)定地對(duì)蓄電池充電。由于每天在各個(gè)時(shí)段太陽能電池板所轉(zhuǎn)換的太陽輻射能不同，使得太陽能電池輸出的電流和電壓各不相同，這就需要通過必要的充電電路來控制。本電路就是用TL494實(shí)現(xiàn)的電壓型脈寬調(diào)制（PWM）控制電路，電路圖如圖2所示。
當(dāng)R12所接的單片機(jī)給4腳一個(gè)高電平時(shí)，TL494的截止時(shí)間增大到100%，TL494不工作，這樣就可以通過4腳輸入的電平高低決定是否對(duì)蓄電池充電。TL494的12腳接電源，14腳輸出的5V基準(zhǔn)電壓供單片機(jī)使用，同時(shí)R5、R6的分壓作為TL494中誤差放大器1的同相端（2腳）恒壓充電時(shí)的參考電壓信號(hào)，電池正極電壓經(jīng)R2、R3分壓作為誤差放大器1的反相端（1腳）輸入恒壓充電的給定電壓信號(hào)，兩者之間的偏差作為恒壓調(diào)壓器使用。2腳和3腳間引入阻容元件，校正改善誤差放大器的頻響。系統(tǒng)工作時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽能電池板的輸出電壓、蓄電池的電壓，并根據(jù)各個(gè)電壓值的不同狀況，控制太陽能電池對(duì)蓄電池充電與否，并根據(jù)設(shè)定的路燈時(shí)控或光控方式，控制LED路燈是否點(diǎn)亮，以及點(diǎn)亮?xí)r供電方式在蓄電池和市電之間的合理切換。TL494主要在單片機(jī)程序控制下完成對(duì)蓄電池、太陽能電池板的檢測(cè)以及充放電控制。
路燈的照明時(shí)間可以依據(jù)H1～H4上的直撥開關(guān)進(jìn)行設(shè)置，每檔對(duì)應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)、2小時(shí)、4小時(shí)、8小時(shí)，這樣就可以通過不同的組合在1～15小時(shí)內(nèi)作調(diào)整。系統(tǒng)軟件的控制流程圖如圖3所示。
在工作過程中，單片機(jī)會(huì)一直檢測(cè)太陽能電池和蓄電池的電壓，當(dāng)太陽能電池的輸出電壓高于蓄電池2V以上，同時(shí)蓄電池的電量沒滿，單片機(jī)的11腳輸出低電平，芯片TL494開始工作，通過MOS管Q1對(duì)蓄電池充電。當(dāng)充滿后，轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)，對(duì)蓄電池的自放電情況進(jìn)行電量補(bǔ)償。對(duì)蓄電池的充電，開始是大電流恒流充電狀態(tài)，充電電流為Imax。當(dāng)蓄電池的電壓達(dá)到52.8V時(shí)，充電器處于恒壓充電狀態(tài)，充電電流持續(xù)下降，當(dāng)電流下降到250mA并且蓄電池的電壓上升到56.4V左右不變時(shí)，蓄電池的電量已達(dá)額定容量的100%，電路進(jìn)入浮充階段，給電池提供的浮充電壓抵消了蓄電池的自放電。當(dāng)蓄電池的電壓達(dá)到57.6±0.2V，蓄電池達(dá)到過充電壓點(diǎn)，單片機(jī)的11腳輸出高電平，芯片TL494結(jié)束工作，蓄電池充電結(jié)束。
3結(jié)論
通過對(duì)光電互補(bǔ)LED路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)際測(cè)試觀察，其結(jié)果基本符合設(shè)計(jì)要求，但必須經(jīng)過實(shí)際長(zhǎng)期運(yùn)行，不斷完善設(shè)計(jì)，才能達(dá)到太陽能有效利用、蓄電池容量匹配最合理、成本降到最低、性能價(jià)格比最好。
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【關(guān)鍵詞】 光幕 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 檢測(cè)方法
電梯作為現(xiàn)代建筑中不可缺少的交通運(yùn)輸工具，已與人們的日常生活息息相關(guān)。隨著電梯的大量使用，電梯安全事故越來越受到公眾的關(guān)注，其中電梯關(guān)門過程中夾人或撞擊貨物的事故發(fā)生較多，日益引起關(guān)注。早期的電梯門安全保護(hù)裝置普遍采用安全觸板開關(guān)，這種保護(hù)裝置靈敏度低、反應(yīng)遲鈍，使用過程中需要撞擊到乘客才起作用，更無法識(shí)別乘客的衣裙、提兜等輕柔之物。現(xiàn)在較為普遍使用的是專用的電梯光幕。
1 電梯光幕結(jié)構(gòu)和工作原理
電梯光幕是一種利用光電感應(yīng)原理而制成的電梯門安全保護(hù)裝置，由安裝在電梯轎門兩側(cè)的紅外發(fā)射器和接收器和電源與輸出控制器三大部分組成。光幕發(fā)射端內(nèi)有若干個(gè)紅外發(fā)射管，在MCU的控制下，發(fā)射接收管依次打開，一個(gè)發(fā)射頭發(fā)射出的光線被多個(gè)接受頭接收，形成多路掃描。通過這種自上而下連續(xù)掃描轎門區(qū)域，形成一個(gè)密集的紅外線保護(hù)光幕。當(dāng)其中任何一束光線被阻擋時(shí)，由于無法實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化，光幕判斷有遮擋，因此輸出一個(gè)中斷信號(hào)。這個(gè)中斷信號(hào)可以是開關(guān)量的信號(hào)，也可以是高低電平的信號(hào)。控制系統(tǒng)接到光幕給的信號(hào)后，立即輸出開門信號(hào)，轎門即停止關(guān)閉并反轉(zhuǎn)開啟，直至乘客或阻擋物離開警戒區(qū)域后電梯門方可正常關(guān)閉，從而達(dá)到安全保護(hù)目的，這樣可避免電梯夾人事故的發(fā)生。
光幕的一邊等間距安裝有多個(gè)紅外發(fā)射管，另一邊排列著紅外接收管，每一個(gè)紅外發(fā)射管都對(duì)應(yīng)著若干個(gè)紅外接收管。當(dāng)紅外發(fā)射管發(fā)出的調(diào)制信號(hào)（光信號(hào)）能順利到達(dá)紅外接收管。紅外接收管接收到調(diào)制信號(hào)后，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，而在有障礙物的情況下，紅外發(fā)射管發(fā)出的調(diào)制信號(hào)（光信號(hào)）不能順利到達(dá)紅外接收管，這時(shí)該紅外接收管接收不到調(diào)制信號(hào)，從而無法進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。這樣，通過對(duì)內(nèi)部電路狀態(tài)進(jìn)行分析就可以檢測(cè)到物體存在與否的信息。
電梯光幕分直線掃描方式和交叉掃描方式，在直線掃描模式下，單片機(jī)每次向發(fā)送端和接收端發(fā)送相同的通路選擇信號(hào)，即第一路發(fā)第一路收、第二路發(fā)第二路收、…第十五路發(fā)第十五路收、第十六路發(fā)第十六路收。而在交叉掃描模式下，單片機(jī)每次向發(fā)送端和接收端發(fā)送不同的通路選擇信號(hào)。即第一路發(fā)第二路收、第二路發(fā)第一路收、……第十五路發(fā)第十六路收、第十六路發(fā)第十五路收。相比之下，交叉掃描模式對(duì)物體的高度測(cè)量更為精確，且在檢測(cè)區(qū)域中心1/3處的檢測(cè)精度最高。最小檢測(cè)高度可縮至直線掃描模式下的2/3。但是考慮到實(shí)際需要，現(xiàn)在普遍使用的都是直線掃描方式的安全光幕。
2 電梯光幕的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
目前我國電梯光幕的生產(chǎn)企業(yè)較多，產(chǎn)量也很大，但直到現(xiàn)在還沒有專門的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與之較為接近的標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 19436.1-2004《機(jī)械電氣安全電敏防護(hù)裝置 第1部分：一般要求和試驗(yàn)》（idt IEC61496-1-2004）和GB/T 19436.2-2004《機(jī)械電氣安全電敏防護(hù)裝置 第2部分：使用有源光電防護(hù)器件（AOPDs）設(shè)備的特殊要求》（idt IEC61496-2-2004），下面對(duì)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)光幕的主要要求做簡(jiǎn)單的介紹。
GB/T 19436.1-2004《機(jī)械電氣安全電敏防護(hù)裝置 第1部分：一般要求和試驗(yàn)》主要規(guī)定了用于機(jī)械防護(hù)的電敏防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)的一般要求，主要包括：
（1）電源：規(guī)定了不同供電的光幕的電源的適用范圍，如采用換能裝置供電的光幕其電源電壓范圍為0.9～1.1倍額定電壓。（2）使用環(huán)境溫度和濕度。（3）電騷擾，包括電源電壓變動(dòng)、電壓中斷、電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊、電磁場(chǎng)干擾、傳導(dǎo)騷擾、靜電放電等。（4）機(jī)械環(huán)境，包括振動(dòng)、碰撞、外殼防護(hù)等要求。
GB/T 19436.2-2004《機(jī)械電氣安全電敏防護(hù)裝置 第2部分：使用有源光電防護(hù)器件（AOPDs）設(shè)備的特殊要求》規(guī)定了使用有源光電防護(hù)器件（AOPDs）設(shè)備的機(jī)械電氣安全電敏防護(hù)裝置的要求，而電梯光幕屬于這一類型的設(shè)備。該標(biāo)準(zhǔn)的主要要求包括：（1）發(fā)射/接收裝置允許的偏離角。（2）光電元件工作波長(zhǎng)。（3）光干擾，包括不同的干擾光類型及強(qiáng)度。
3 電梯光幕的產(chǎn)品性能要求
由于以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，且部分條款也不是專門針對(duì)電梯光幕，電梯光幕因其使用環(huán)境的特殊性，其性能參數(shù)還有其它一些具體的要求，但目前沒有專門的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我們經(jīng)過對(duì)國內(nèi)外主要電梯光幕的性能參數(shù)的研究，歸納其出其主要性能參數(shù)。
3.1 光點(diǎn)數(shù)、光點(diǎn)間距、光束數(shù)和盲區(qū)
光點(diǎn)數(shù)指光幕的發(fā)射和接收光電器件對(duì)數(shù)，常用的有16點(diǎn)、32點(diǎn)。光點(diǎn)間距指發(fā)射裝置或接收裝置中光電器件的光點(diǎn)中心距離之最大值。光束數(shù)是指一個(gè)完整的工作周期中，光幕以幾種不同方式所形成的光束線的數(shù)量總和（如圖1所示）。光束數(shù)和光點(diǎn)數(shù)是兩個(gè)不同的概念，電梯光幕在設(shè)計(jì)時(shí)利用光的散射性原理，一個(gè)發(fā)射頭發(fā)射出來的光在遠(yuǎn)距離能覆蓋到多個(gè)個(gè)接收頭，逐個(gè)掃描，這就是所謂的多路掃描。當(dāng)然最上端和最下端的發(fā)射頭，都會(huì)有幾束光由于光線散射的物理原因接收不到。例如，一款光幕的光點(diǎn)數(shù)是32，即有32組發(fā)射和接收光電器件，每個(gè)接收管能收到7個(gè)發(fā)射管的信號(hào)，這樣的光束數(shù)即為32*7-12=212。
盲區(qū)指光幕發(fā)射端和接收端之間光束沒有經(jīng)過的區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)光幕無法檢測(cè)到阻擋物。同樣光點(diǎn)數(shù)的情況下增加光束數(shù)可以減小盲區(qū)，但要注意光幕的有效光束數(shù)是隨著發(fā)射端和接收端的距離變化而變化的，如下圖，TX是發(fā)散端，RX是接受端。發(fā)射端的紅外光是散射出來的。一般來說透鏡的設(shè)計(jì)是角度恒定的，所以當(dāng)RX處于B處的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)3路掃描；當(dāng)RX處于C處時(shí)實(shí)現(xiàn)5路掃描。當(dāng)RX處于A處時(shí)候，只能實(shí)現(xiàn)1路掃描，就是所謂的平行光。實(shí)際上電梯要夾人，都是在最后的 15～20CM行程中，而這時(shí)光幕的有效光束數(shù)已經(jīng)減少，甚至與光點(diǎn)數(shù)一致了（如圖2所示）。
因此，決定光幕探測(cè)性能和成本的主要參數(shù)是光點(diǎn)數(shù)而不是光束數(shù)，一般普通安全等級(jí)的光幕只有16個(gè)發(fā)射、接收頭，這樣在轎門夾人的最后一段行程，將會(huì)有十幾厘米的盲區(qū)，如果手臂在該區(qū)域內(nèi)不動(dòng)，還是由可能被夾的，但主要乘客揮一下手臂，肯定能越過盲區(qū)，轎門會(huì)重開。安全等級(jí)高的光幕，有32個(gè)發(fā)射、接收器件，這樣在轎門夾人的最后一段行程，盲區(qū)只有不到6厘米，成年人即使手臂不動(dòng)也不會(huì)夾到了。
3.2 最大有效探測(cè)距離
最大有效探測(cè)距離發(fā)射裝置與接收裝置被置于一個(gè)無外界紅外光源和反射紅外光線的空間平面內(nèi)時(shí)，光幕能持續(xù)穩(wěn)定地有效探測(cè)物體的情況下，發(fā)射裝置的透鏡表面與接收裝置的透鏡表面之間的最大距離。一般電梯開門寬度在2.5m之內(nèi)，所以大部分電梯光幕的最大有效探測(cè)距離為3m。
3.3 安裝允差
安裝允差指光幕能確保正常工作的情況下，發(fā)射裝置和接收裝置在安裝時(shí)在垂直、水平、傾斜方向的最大允許偏差，其中垂直、水平方向允差以mm為單位，傾斜允差以角度為單位。
3.4 響應(yīng)時(shí)間
從光束線被確定阻斷的那一刻到光幕對(duì)外輸出（繼電器觸點(diǎn)或邏輯電平等）信號(hào)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間為遮光響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間是考核電梯光幕響應(yīng)速度的參數(shù)，通常為毫秒等級(jí)。
3.5 抗光干擾
光幕經(jīng)受太陽光、白熾光、高頻電源激發(fā)的熒光、頻閃光以及來自相同設(shè)計(jì)的發(fā)射元件的輻射時(shí)應(yīng)能正常工作。在電梯實(shí)際使用環(huán)境中，這種光干擾最大的可能是太陽光，特別是轎門有陽光直射到的電梯。
3.6 工作可靠性
帶額定負(fù)載進(jìn)行探測(cè)工作100萬次，系統(tǒng)探測(cè)失效次數(shù)N應(yīng)不大于4 。
4 電梯光幕的檢測(cè)方法
GB/T 19436.1-2004《機(jī)械電氣安全電敏防護(hù)裝置 第1部分：一般要求和試驗(yàn)》中對(duì)電梯光幕的一般項(xiàng)目，如電源、電騷擾、振動(dòng)、碰撞、等給出了具體要求，但對(duì)光幕的一些具體的產(chǎn)品性能參數(shù)，需要專用的檢測(cè)設(shè)備在專門環(huán)境下進(jìn)行檢測(cè)。
4.1 檢測(cè)設(shè)備
可采用專用的試驗(yàn)裝置或其它等效的試驗(yàn)臺(tái)架，如我們研制的電梯光幕綜合性能測(cè)試裝置機(jī)械部分由鋁合金支架，水平錯(cuò)位步進(jìn)電機(jī)，垂直錯(cuò)位步進(jìn)電機(jī)，角度錯(cuò)位步進(jìn)電機(jī)，光柵尺，各種限位開關(guān)，伺服電機(jī)，導(dǎo)軌和滑輪等組成，如（圖3）所示。
該裝置能適應(yīng)各種型號(hào)和尺寸的電梯光幕，測(cè)試的最大有效探測(cè)距離可達(dá)5.5m，并可實(shí)現(xiàn)垂直方向和水平方向錯(cuò)位距離、角度錯(cuò)位等多個(gè)變量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，再配與干擾光源、響應(yīng)時(shí)間測(cè)量的雙通示波器等，可以測(cè)量電梯光幕的光點(diǎn)數(shù)、盲區(qū)、有效距離、允許錯(cuò)位、響應(yīng)時(shí)間、光干擾、動(dòng)作可靠性等全部的項(xiàng)目。
4.2 測(cè)試環(huán)境
試驗(yàn)場(chǎng)所應(yīng)為頂高大于3m的室內(nèi)，四周墻面應(yīng)無紅外光源，無反光鏡面，無電磁輻射源和熱輻射源。室內(nèi)照明光源距接收裝置的最小距離應(yīng)始終大于2m。試驗(yàn)環(huán)境的溫度、濕度、氣壓等應(yīng)符合被測(cè)試樣品的使用環(huán)境。
4.3 檢測(cè)方法
電梯光幕的檢測(cè)項(xiàng)目較多，各項(xiàng)目可按照試驗(yàn)裝置的使用說明書逐一完成，現(xiàn)以光幕響應(yīng)時(shí)間測(cè)試為例，簡(jiǎn)單介紹試驗(yàn)方法：將光幕輸出信號(hào)接到雙通示波器的輸入1通道，將遮光物的位置開關(guān)信號(hào)接到示波器的輸入2通道，調(diào)節(jié)遮光物位置開關(guān)，使遮光物能在光幕工作區(qū)剛起作用的位置時(shí)該開關(guān)同時(shí)動(dòng)作。遮光物先退出光幕工作區(qū)，再以最高速度運(yùn)動(dòng)進(jìn)入光幕工作區(qū)并停留不少于50ms，從示波器讀取兩個(gè)階躍信號(hào)的時(shí)間差，就是遮光物進(jìn)入檢測(cè)區(qū)開始，到電梯光幕輸出的時(shí)間，也就是光幕的響應(yīng)時(shí)間，該時(shí)間一般為幾十毫秒，而示波器的精度為1ms，可以滿足測(cè)試的精度要求。
2011年，面對(duì)后金融危機(jī)時(shí)代全球經(jīng)濟(jì)的緩慢復(fù)蘇，中國經(jīng)濟(jì)也疲態(tài)盡顯：CPI居高不下，股市重回10年之前，各地企業(yè)老板“跑路”傳聞不斷，連“萬年不跌”的樓市也在政策的打壓之下增長(zhǎng)乏力。復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，更是讓剛剛結(jié)束的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議定調(diào)2012以“穩(wěn)”字當(dāng)頭。
經(jīng)濟(jì)整體增長(zhǎng)勢(shì)頭趨緩，使得對(duì)外部環(huán)境反應(yīng)相對(duì)敏感的新能源波動(dòng)的更加明顯：2011年，中國風(fēng)電市場(chǎng)告別了過去5年的狂飆式增長(zhǎng)，盡管絕對(duì)增長(zhǎng)量依然保持了全球第一，但2011年全年，中國風(fēng)電新增裝機(jī)容量?jī)H為1000萬千瓦左右，與去年1600多萬千瓦相比，出現(xiàn)了大幅下滑。
太陽能光伏領(lǐng)域也同樣沒有幸免。國際市場(chǎng)上，美國一大批光伏企業(yè)相繼破產(chǎn)倒閉，歐洲光伏產(chǎn)品需求量巨幅下跌，一向“兩頭在外”、對(duì)國外市場(chǎng)嚴(yán)重依賴的中國光伏組件企業(yè)幾乎全線虧損，光伏業(yè)的寒冬來勢(shì)洶洶。
在如此下行通道背景之下，新能源領(lǐng)域并非沒有亮點(diǎn)，一批曾經(jīng)名不見經(jīng)傳的企業(yè)此時(shí)卻強(qiáng)勢(shì)崛起，上演了一幕新能源領(lǐng)域逆勢(shì)增長(zhǎng)的精彩好戲。
精功科技、漢能硅基、吉陽新能、裕華光伏、遠(yuǎn)景能源、正海磁材……這些聽起來比較生疏的企業(yè)，或逆市擴(kuò)張，或成功踏入資本市場(chǎng)，或?qū)崿F(xiàn)了業(yè)績(jī)的大幅增長(zhǎng)，它們憑借個(gè)性化的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，似乎并沒有感受到這個(gè)對(duì)大多數(shù)新能源從業(yè)者而言顯得格外寒冷的冬天。
覆巢之下亦有完卵
對(duì)陽光電源董事長(zhǎng)曹仁賢來說，盡管同樣身處新能源陣營，但他現(xiàn)在并沒有尚德老總施正榮那樣的煩惱。
施正榮的尚德正經(jīng)歷著行業(yè)調(diào)整帶來的巨大沖擊，利潤大幅下滑，企業(yè)被破產(chǎn)倒閉等各種流言困擾。尚德的股價(jià)也從最高時(shí)的90美元，一路狂跌到現(xiàn)在的2美元左右，跌幅高達(dá)97%。
“新能源現(xiàn)在的狀況有多糟糕，看看他們股市的表現(xiàn)就知道了。”作為新力能源開發(fā)有限公司規(guī)劃發(fā)展部主任，王勉的話或者代表了絕大部分人的感受。
但是，事情并非那么絕對(duì)。
正當(dāng)施正榮們憂心忡忡之時(shí)，美好生活對(duì)于曹仁賢來說，才剛剛開始。
盡管大半年以來A股市場(chǎng)持續(xù)低迷，但在11月2日成功登陸創(chuàng)業(yè)板的陽光電源，依然勁頭十足，其高達(dá)30.5元的發(fā)行價(jià)，足以讓曹仁賢迅速地成為億萬富翁。
而對(duì)陽光電源來說，通過上市籌集到的資金，可以讓它年產(chǎn)100萬千瓦的太陽能光伏逆變器項(xiàng)目成功上馬，公司前景依然一片“陽光燦爛”。
在太陽能光伏的產(chǎn)業(yè)鏈上，同樣可以穿著棉襖舒服過冬的還有浙江精功科技。這家曾在建材機(jī)械、紡織機(jī)械等傳統(tǒng)業(yè)務(wù)領(lǐng)域占優(yōu)的設(shè)備企業(yè)，從2005年起，開始發(fā)展多晶硅材料至切片環(huán)節(jié)之間的光伏裝備。
2007年該公司多晶硅鑄錠爐推向市場(chǎng)，2008年即成為主流廠商之一，到2011年太陽能光伏裝備收入已經(jīng)占到公司主營業(yè)務(wù)收入的64.28%。
2011年，在歐洲各國補(bǔ)貼降低，全球光伏市場(chǎng)疲軟的情況下，精功科技前三季度實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入19億元，同比增長(zhǎng)193.39%，凈利潤3.37億元，同比增幅高達(dá)1462.16%。
該公司預(yù)計(jì)，2011年全年凈利潤增長(zhǎng)幅度在350%至372%之間，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)凈利潤4.1億元人民幣。該公司稱，在光伏行業(yè)低迷背景下，保持高速增長(zhǎng)的主要原因是“太陽能光伏裝備的銷售同比增長(zhǎng)所致。”
當(dāng)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈上的這些企業(yè)在低迷的市場(chǎng)中掀起波瀾時(shí)，風(fēng)電領(lǐng)域中的一些企業(yè)也同樣在逆市中實(shí)現(xiàn)了快速擴(kuò)張，比如位于江蘇省江陰市的遠(yuǎn)景能源。
這家建立于2006年“小企業(yè)”，主要市場(chǎng)定位為三類風(fēng)區(qū)，成功避開了與一線龍頭風(fēng)機(jī)企業(yè)的正面競(jìng)爭(zhēng)，近年來在不聲不響之間，已經(jīng)悄然爬到了國內(nèi)風(fēng)機(jī)生產(chǎn)商的第一梯隊(duì)，2009年公司完成銷售收入10億元人民幣，而根據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，2011年其銷售額將實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)展，達(dá)到20多億元。
“壁壘”求贏
萬事皆有因由，所以在行業(yè)處于低潮的時(shí)期，可以“逆勢(shì)而上”的企業(yè)并不是運(yùn)氣使然，其必定有各自的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
“無論這種優(yōu)勢(shì)是什么，技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、或是政策，甚至是產(chǎn)業(yè)鏈中某些獨(dú)有的資質(zhì)，都會(huì)成為他們的壁壘。而這種進(jìn)入壁壘產(chǎn)生的必然結(jié)果就是減少所在領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)。所以這類企業(yè)的處境就會(huì)相對(duì)較好。這完全符合經(jīng)濟(jì)學(xué)規(guī)律。”北極光創(chuàng)投合伙人楊磊向《能源》雜志解讀在寒冬中逆市上升企業(yè)的成功秘訣。
對(duì)于營造“壁壘”，精功科技顯然是成功者。2008年之前，國內(nèi)多晶硅鑄造爐市場(chǎng)一直被美國GT SOLAR等國外公司壟斷。而價(jià)格高，售后服務(wù)沒有保證則一直困擾著國內(nèi)的多晶硅廠商。
精功科技介入這一行業(yè)，正是看準(zhǔn)了國外廠商的這一短板，構(gòu)建了自己在價(jià)格與服務(wù)優(yōu)勢(shì)上的“壁壘”。正是憑借這一優(yōu)勢(shì)，在這個(gè)行業(yè)的冬天里，精功科技讓眾多投資者趨之若鶩：從7月4日到9月30日兩個(gè)多月的時(shí)間里，有多達(dá)14批的投資機(jī)構(gòu)被吸引而至，“蜂擁”調(diào)研。
“在我國新能源產(chǎn)業(yè)鏈的不少環(huán)節(jié)上，很多設(shè)備國內(nèi)企業(yè)更傾向于進(jìn)口。而在這種調(diào)整期，由于生存考慮，下游廠商去更主動(dòng)去嘗試國內(nèi)的一些替代產(chǎn)品，因?yàn)榻档统杀臼撬F(xiàn)在最重要的目標(biāo)。這將有力地推動(dòng)國產(chǎn)設(shè)備企業(yè)的發(fā)展。“楊磊也解釋了另外一層原因。
壁壘形式萬千，需要使用者依情況而定。所以，在風(fēng)電行業(yè)的江蘇遠(yuǎn)景能源選擇了一道高高的“質(zhì)量壁壘”隔絕了和同行的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，也抵御了冬天的嚴(yán)寒。
由于國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)能擴(kuò)張迅猛，導(dǎo)致了事故頻頻：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2009年至2011年4月，燒毀或倒塌機(jī)組16臺(tái)；葉片因材料不合格，成批更換報(bào)廢；機(jī)組不具備低電壓穿越功能，發(fā)生數(shù)百臺(tái)機(jī)組脫網(wǎng)事故。
正是在這樣的背景下，一直堅(jiān)持獨(dú)立研發(fā)，拒絕購買圖紙來進(jìn)行拼裝的遠(yuǎn)景能源成為了市場(chǎng)的寵兒，盡管其價(jià)格高出同行，但是充滿適應(yīng)力的“定制“方式，以及高質(zhì)量的保證，讓客戶依然絡(luò)繹不絕。
“我一直認(rèn)為什么事情不要扎堆，如果大家都去扎堆的話，一定很快造成產(chǎn)能過剩，后果不言而喻。作為新能源產(chǎn)業(yè)重要推動(dòng)力力量的政府，一定不要任何東西熱了就都去做，一定要有差異化思維，考慮扶植有能力建立壁壘的技術(shù)性企業(yè)。”楊磊強(qiáng)調(diào)道。
因此，構(gòu)建壁壘，尋求差異化競(jìng)爭(zhēng)成為在這個(gè)行業(yè)冬天里勝出者的共同特征。也正是由于企業(yè)領(lǐng)悟到了這點(diǎn)，他們才在行業(yè)中準(zhǔn)確地找到了自己的位置，讓壁壘成為了抵御嚴(yán)寒的最好屏障。
政策依舊為王
“就目前而言，政府的支持對(duì)光伏而言依然至關(guān)重要。而在光伏的主要市場(chǎng)歐洲，由于持續(xù)的債務(wù)危機(jī)，導(dǎo)致了政府對(duì)新能源扶持力度的減弱，全球光伏裝機(jī)容量大減。”現(xiàn)任職德國PIK能源系統(tǒng)分析組的張樹偉說道。
正是由于這個(gè)原因，在國內(nèi)市場(chǎng)沒有打開的情況下，嚴(yán)重依賴國外市場(chǎng)的中國光伏業(yè)也不可避免的“一同感冒”。
以生產(chǎn)逆變器的陽光電源為例，2010年其三分之二的營業(yè)收入還要靠歐洲市場(chǎng)。而在2011年上半年，由于歐洲光伏市場(chǎng)政策變化，其境外營業(yè)收入所占比重銳減到了全部產(chǎn)品的營業(yè)收入的五分之一。
但是，隨著下半年國家光伏上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)的確定，在各地政府的推動(dòng)下，中國光伏市場(chǎng)終于被瞬間激活，為了趕上1.15元的優(yōu)惠，光伏電廠建設(shè)進(jìn)入暴漲階段。在此背景下，陽光電源基本擺脫行業(yè)下行影響，2011年前三季度公司營業(yè)收入已經(jīng)達(dá)到了5.6億元，大體與去年全年收入持平，而其中僅第三季度的收入就超過了整個(gè)上半年。
政策，成為了陽光電源在這個(gè)冬天的庇護(hù)神。
相對(duì)于太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的幸運(yùn)，中國的風(fēng)電市場(chǎng)則顯得有些“慘淡”。由于風(fēng)電在國內(nèi)的市場(chǎng)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了平臺(tái)期，所以等到的政策只是不斷降低的補(bǔ)貼以及不斷提高的入門門檻。
“從經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)周期來看，中國風(fēng)電市場(chǎng)已經(jīng)度過了高速增長(zhǎng)時(shí)期，進(jìn)入了平臺(tái)發(fā)展階段。所以各項(xiàng)政策的制定也是要更多的規(guī)范行業(yè)，使其擺脫嚴(yán)重同質(zhì)化的市場(chǎng)格局，推動(dòng)健康發(fā)展。”張樹偉分析說。
成長(zhǎng)的煩惱
市場(chǎng)寒冬是產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定階段的必然，因?yàn)槊總€(gè)新興產(chǎn)業(yè)都會(huì)在發(fā)展歷程中經(jīng)歷挫折和陣痛，本次新能源市場(chǎng)的寒冬，與2000年前后互聯(lián)網(wǎng)泡沫有著驚人的相似之處。
2000年3月，以技術(shù)股為主的NASDAQ（納斯達(dá)克綜合指數(shù)）攀升到5048，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)泡沫達(dá)到了歷史最高點(diǎn)。這種“非理性繁榮”催生了數(shù)以萬計(jì)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，一時(shí)間，融資、上市、期權(quán)激勵(lì)等各種商業(yè)模式讓NASDAQ的投資者興奮不已。
但隨后的幾個(gè)月內(nèi)，投資者、基金和機(jī)構(gòu)紛紛開始清盤。互聯(lián)網(wǎng)泡沫瞬間破裂，僅僅6天時(shí)間，NASDAQ就損失了將近900個(gè)點(diǎn)。從2000年3月到2002年10月，約5萬億美元的市值從股市蒸發(fā)。
泡沫全面消退之后，市場(chǎng)上絕大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)公司不復(fù)存在，而經(jīng)過大浪淘沙之后，剩下的公司，如雅虎、GOOGLE等紛紛成為了互聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)巨頭。
新能源產(chǎn)業(yè)也不例外，能夠堅(jiān)忍到最后的，可能會(huì)最終成為行業(yè)的強(qiáng)者。
盡管大部分新能源企業(yè)在2011年都遭遇到了銷量和利潤的嚴(yán)重下滑，甚至關(guān)門倒閉，但是行業(yè)整合度反而得到提高，市場(chǎng)因此得到了凈化。
以風(fēng)電為例，在經(jīng)歷了低電壓穿越、機(jī)組脫網(wǎng)等一系列事件之后，國家出臺(tái)了一系列規(guī)定和措施，提升了行業(yè)進(jìn)入門檻，盡管這會(huì)導(dǎo)致一部分企業(yè)退出，但是對(duì)整個(gè)風(fēng)電行業(yè)恢復(fù)理智發(fā)展卻是有利無害。
“這是一個(gè)正常階段。盡管新能源設(shè)備制造遭遇暫時(shí)的困難，但是新能源產(chǎn)業(yè)畢竟還是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，其市場(chǎng)的容量與活力還在，具有了市場(chǎng)亟需的技術(shù)、成本競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的高新企業(yè)，具有迅速成長(zhǎng)壯大的可能性。”張樹偉樂觀地評(píng)論道。
隨著人們節(jié)能意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的提高,太陽能利用越來越得到人們的認(rèn)可,安裝太陽能熱水系統(tǒng)的用戶也日益增多,并且隨著太陽能產(chǎn)業(yè)的日益成熟,太陽能用戶對(duì)太陽能產(chǎn)品功能的要求也越來高,特別是別墅型用戶需要的智能型安全太陽熱水系統(tǒng)。別墅型用戶的特點(diǎn)是:不經(jīng)常在別墅中居住,只要使用就要求太陽能熱水系統(tǒng)提供足夠理想熱水。這樣就要求太陽熱水系統(tǒng)平時(shí)在沒人居住時(shí)也得工作,并且要安全無隱患的工作。
我們知道,一般熱水系統(tǒng)通過集熱器與貯水箱的溫差循環(huán)來實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)換從而實(shí)現(xiàn)加熱水箱中的水,其系統(tǒng)控制與水泵的運(yùn)行使用的是市電。若房主人長(zhǎng)時(shí)間不在家,系統(tǒng)為維持水箱中的水溫會(huì)長(zhǎng)時(shí)間工作,消耗掉大量不必要的電能,用戶會(huì)感覺用太陽能是沒有必要的;若長(zhǎng)時(shí)間不在家而關(guān)掉系統(tǒng),一是回家后得不到及時(shí)使用熱水,更重要的是集熱器在外面空曬,真空管及集熱器流道的溫度可達(dá)到300℃左右,長(zhǎng)期空曬會(huì)嚴(yán)重?fù)p害集熱器性能,大大降低集熱器使用壽命。(圖1)
光電集熱器是將太陽能光伏發(fā)電與集熱器有機(jī)結(jié)合的一種新型集熱器,它既能集熱又能發(fā)電,陽光下同時(shí)輸出熱能與電能。(圖2)
1. 光電集熱器應(yīng)用
直接利用光電集熱器的發(fā)電功能運(yùn)用直流變頻泵(耐高溫110℃)實(shí)現(xiàn)集熱系統(tǒng)運(yùn)行,即將光伏組件輸出端線直接與水泵相連,中間不需任何控制裝置,完全由陽光輻照強(qiáng)度來決定系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。輻照強(qiáng)則集熱強(qiáng),同時(shí)發(fā)電量也大直流泵運(yùn)轉(zhuǎn)也快及時(shí)進(jìn)行集熱器與水箱間的換熱循環(huán);輻照弱則集熱弱,發(fā)電少水泵運(yùn)轉(zhuǎn)慢,亦能有效進(jìn)行熱循環(huán),避免熱量流逝。(圖3)
2. 光電集熱器應(yīng)用
光電集熱器添加散熱系統(tǒng)與集熱系統(tǒng)主管道并聯(lián),通過定溫啟動(dòng)散熱系統(tǒng)解決集熱系統(tǒng)過熱問題。(圖4)
上面所示系統(tǒng),由光伏組件提供電源通過控制系統(tǒng)控制直流泵站、電磁閥工作,可設(shè)置一固定溫度(如:70℃),若70℃以下則電磁閥3、4打開,直流泵站1工作完成熱水功能;若集熱器溫度超過70℃,則電磁閥1、2打開,直流泵站2工作完成散熱功能。這樣既能集熱又能把多余熱量散掉,可以有效保護(hù)集熱器,保證集熱器實(shí)用的長(zhǎng)久性。同時(shí)用光伏發(fā)電提供動(dòng)力又節(jié)約了能源。
綜上所述,光電集熱器受光伏組件成本及光伏組件光電轉(zhuǎn)化效率的制約,只能提供有限的能源,不能大規(guī)模使用在工程熱水系統(tǒng)中,使用在別墅性熱水系統(tǒng)上是比較合適的,只要合理計(jì)算好光伏發(fā)電功率及負(fù)載功率、選擇好合適的直流泵,為別墅型客戶提供優(yōu)質(zhì)的熱水服務(wù)是沒有問題的。
【文章編號(hào)】1006-9224(2010)08-0008-02
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No.2 捷成股份 （7家推薦）
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捷成股份2007年成立時(shí)凈利潤約1000萬元，2012年凈利潤約1.4億元，該公司依靠音頻處理業(yè)務(wù)的創(chuàng)新產(chǎn)品在同行業(yè)中發(fā)展迅速。
2012年大舉收購極地信息、華晨影視、捷成優(yōu)聯(lián)、冠華榮信四家公司51%的股份進(jìn)行整合，當(dāng)年業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)11%，實(shí)現(xiàn)了“1+1大于2”的收購，更重要的是建立了完整的產(chǎn)業(yè)鏈布局。
2013年5月11日，捷成股份公告進(jìn)一步收購的股權(quán)，有助于提升公司在各方面的服務(wù)能力，此次整合風(fēng)險(xiǎn)小，收購價(jià)格較為合理，業(yè)績(jī)有望穩(wěn)步提升。
No.3 陽光電源 （7家推薦）
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目前發(fā)改委和能源局對(duì)2013年國內(nèi)光伏應(yīng)用新增裝機(jī)量定在10GW，相關(guān)上網(wǎng)電價(jià)規(guī)范、分布式補(bǔ)貼等政策也會(huì)陸續(xù)推出。陽光電源的100MW三峽新能源EPC如期推進(jìn)，預(yù)計(jì)2013年內(nèi)完成，此項(xiàng)目能在逆變器銷售、EPC、項(xiàng)目公司股權(quán)轉(zhuǎn)讓三方面提供利潤。在項(xiàng)目建設(shè)方面預(yù)計(jì)凈利潤約為1.8億元。
公司2012年成本支出方面仍具備10%～15%的下降空間，而價(jià)格止跌能提升8%～10%的凈利率，被認(rèn)為是拐點(diǎn)型公司中具備充足彈性的公司。
No.4 探路者 （6家推薦）
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2012年探路者公司整體運(yùn)營管理水平明顯提升，主要體現(xiàn)在利潤提升、庫存控制好、現(xiàn)金流向優(yōu)三個(gè)方面。中國人均戶外用品消費(fèi)水平還很低，戶外產(chǎn)品消費(fèi)還處在初級(jí)狀態(tài)，很多種類的戶外運(yùn)動(dòng)將隨著人均GPD的提高而得到推廣，預(yù)計(jì)市場(chǎng)還有20～30倍增長(zhǎng)空間。
探路者以VF集團(tuán)為標(biāo)桿實(shí)行多品牌戰(zhàn)略，在做大探路者、阿肯諾、Discovery三大品牌的同時(shí)預(yù)通過投資并購的方式尋找具有爆發(fā)力的其他成熟品牌，電子商務(wù)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)也在其并購的意向之中。
No.5 光線傳媒 （5家推薦）
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4月26日《致青春》后，光線傳媒隨著影片的優(yōu)異表現(xiàn)股價(jià)持續(xù)上漲。5月16日，《致青春》的熱度與股價(jià)剛剛趨于平穩(wěn)，《中國合伙人》的出現(xiàn)再次把股價(jià)推了上去。
全國電影票房已經(jīng)連續(xù)9年維持27%以上的增長(zhǎng)，票價(jià)基本沒有變化的情況下，觀影人數(shù)大幅增加，是票房持續(xù)增加的源動(dòng)力。公司完善成熟的宣傳營銷體系、較好的檔期安排、社交營銷體系的運(yùn)用都成為其保證票房的重要因素。
光線傳媒出品的央視財(cái)經(jīng)頻道節(jié)目《是真的嗎》收視率達(dá)0.525%，有望獲得穩(wěn)定增值。
No.6 宋城股份 （5家推薦）
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公司戰(zhàn)略目標(biāo)明確，在杭州本土立足“主題公園+文化演藝”；異地項(xiàng)目立足一線旅游城市，客流基礎(chǔ)雄厚，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。
關(guān)鍵詞：太陽能路燈 自動(dòng)跟蹤 節(jié)能
太陽能作為一種清潔無污染的能源，發(fā)展前景非常廣闊。開發(fā)利用太陽能也已經(jīng)成為世界各國可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略決策。目前，在國內(nèi)外，許多城市也已經(jīng)逐步的使用太陽能路燈，但是很多太陽能電池板陣列基本上都是固定的，沒有充分利用太陽能資源，發(fā)電效率低下。據(jù)實(shí)驗(yàn)，在太陽能光發(fā)電中，相同條件下，采用自動(dòng)跟蹤發(fā)電設(shè)備要比固定發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量提高35%，因此在太陽能利用中，進(jìn)行跟蹤是十分必要的。
1太陽能路燈自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)
太陽能路燈主要是由太陽能電池板組件、太陽能蓄電池組、路燈控制器、光源以及燈房燈桿等構(gòu)成。當(dāng)輸出電源為交流 220V 或110V ，還要配置逆變器。其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖見圖1：
當(dāng)太陽能路燈實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽光強(qiáng)的自動(dòng)跟蹤時(shí)，可使太陽能電池板的朝向精確追蹤太陽位置的變化，始終保持太陽能電池板表面與太陽光垂直，這樣會(huì)大大提高太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率，理想情況下，可以使轉(zhuǎn)換效率提高30％以上，大大提高太陽能的利用率。本文主要介紹一種不計(jì)算各地太陽位置數(shù)據(jù)、無軟件、可在移動(dòng)設(shè)備上隨時(shí)隨地準(zhǔn)確跟蹤太陽的智能太陽能路燈跟蹤系統(tǒng)。它包含的模塊有：傳感器模塊（含上拉電阻、光敏放大區(qū)調(diào)節(jié)）、單片機(jī)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊（L293D/繼電器）、軟件模塊（程序設(shè)計(jì)）、電源模塊、太陽能發(fā)電系統(tǒng)模塊等。該自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)各模塊結(jié)構(gòu)組成見圖2。
其工作原理如下：傳感器模塊檢測(cè)太陽光強(qiáng)度的大小以及位置信息，將結(jié)果輸入到單片機(jī)控制模塊中，單片機(jī)利用內(nèi)置的程序判斷輸入的信號(hào)，并控制電機(jī)采取相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式來實(shí)時(shí)追蹤太陽光最強(qiáng)的方位。電源模塊為單片機(jī)系統(tǒng)以及電機(jī)系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，太陽能電池板利用光伏發(fā)電原理吸收太陽能發(fā)電，并通過太陽能路燈轉(zhuǎn)換裝置將能量?jī)?chǔ)存在相應(yīng)的蓄電池中以備光線暗時(shí)使用。
2 具體模塊設(shè)計(jì)
2.1 傳感器模塊
傳感器模塊由朝向三個(gè)方向的光敏電阻、三個(gè)保護(hù)電阻和運(yùn)算放大器組成。每個(gè)光敏電阻和一個(gè)均值電阻串聯(lián)后接電源兩端。當(dāng)光照到光敏電阻時(shí)，不同朝向的光敏電阻阻值減小不同，從而使光敏電阻和均值電阻之間的電位不同。通過運(yùn)算放大器比較后輸出比較結(jié)果。通過這個(gè)模塊，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了將外部光信號(hào)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)，并送入單片機(jī)模塊。其電路圖見圖3。
2.2 單片機(jī)控制模塊
本文設(shè)計(jì)了兩種單片機(jī)控制模塊的方案：
方案A。這個(gè)方案的主體是單片機(jī)。通過預(yù)先編寫的程序，單片機(jī)對(duì)傳感器模塊電路輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出到執(zhí)行部分，控制執(zhí)行部分正常工作。使用單片機(jī)來控制，系統(tǒng)的成本必然增加，但是優(yōu)勢(shì)也很明顯：通過修改單片機(jī)的程序，可以使這個(gè)系統(tǒng)成為一個(gè)更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)，甚至可以增加所控制電機(jī)的數(shù)量，使一個(gè)控制模塊能夠同時(shí)從若干個(gè)傳感器接收數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行處理，并控制這些傳感器各自所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行模塊。
方案B是方案A的簡(jiǎn)化，通過邏輯門電路直接處理感光部分送入的數(shù)字信號(hào)，并將結(jié)果輸出。這個(gè)方案的升級(jí)潛力低，但是造價(jià)低廉，維護(hù)簡(jiǎn)便，工作可靠性高。其電路圖見圖4。
2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
核心是集成電路芯片L293D，芯片的使能端由單片機(jī)控制模塊控制，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向由傳感器模塊的輸出直接控制。這樣的電路能夠降低控制模塊的工作負(fù)擔(dān)，通過L293D能夠很好地實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。電機(jī)正反轉(zhuǎn)的輸出扭矩通過減速齒輪組放大后帶動(dòng)太陽能光電板轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)電路的感光部分一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使感光頭和光電池對(duì)準(zhǔn)光源，達(dá)到接收太陽光的最佳角度。
3結(jié)語
傳統(tǒng)的太陽能電池板大都采用固定式安裝，即電池板固定在某個(gè)位置上，不隨太陽位置的變化而移動(dòng)，這樣的結(jié)果將嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)換效率。據(jù)測(cè)算：如果系統(tǒng)與太陽光線角度存在25°的偏差，就會(huì)因垂直射入的輻射能減少而使光伏陣列的輸出功率下降10％左右。目前世界上通用的太陽能跟蹤系統(tǒng)都需要根據(jù)安放點(diǎn)的經(jīng)緯度等信息計(jì)算一年中的每一天的不同時(shí)刻太陽所在的角度，將一年中每個(gè)時(shí)刻的太陽位置存儲(chǔ)到PLC、單片機(jī)或電腦軟件中，也就是靠計(jì)算太陽位置以實(shí)現(xiàn)跟蹤。采用的是電腦數(shù)據(jù)理論，需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設(shè)定，一旦安裝，就不便移動(dòng)或裝拆，每次移動(dòng)完就必須重新設(shè)定數(shù)據(jù)和調(diào)整各個(gè)參數(shù)；原理、電路、技術(shù)、設(shè)備都很復(fù)雜，非專業(yè)人士不能夠隨便操作。而太陽能跟蹤系統(tǒng)是能夠保持太陽能電池板隨時(shí)正對(duì)太陽，是太陽光的光線隨時(shí)垂直照射太陽能電池板的動(dòng)力裝置，能夠顯著提高太陽能光伏組件的發(fā)電效率。
參考文獻(xiàn)
[1] 王欣偉等.太陽能風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)中鉛酸蓄電池建模與仿真[J]，030024.
[2] 杜海玲等.固定式和跟蹤式太陽能接收器能量接收狀況的比較[J]，030013.
一、國外辦公室的設(shè)計(jì)理念與國內(nèi)的比較
國內(nèi)的大部分辦公空間設(shè)計(jì)追求傳統(tǒng)歷史文化的傳承和企業(yè)的標(biāo)志性設(shè)計(jì)，偏向于中規(guī)中矩設(shè)計(jì)平面布局，慣用硬質(zhì)材料，色彩偏冷，只有在少數(shù)傳媒、設(shè)計(jì)等類型企業(yè)辦公室設(shè)計(jì)體現(xiàn)出打破常規(guī)，突出現(xiàn)代時(shí)尚感的室內(nèi)空間設(shè)計(jì)。在西方國家，辦公室的設(shè)計(jì)裝修已從開放式空間、獨(dú)立性的短隔間，逐漸趨向“沒有墻的辦公室”這種新型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。設(shè)計(jì)師注重的是在設(shè)計(jì)辦公室時(shí)適當(dāng)軟化環(huán)境，將有效的實(shí)用性、有人情味的藝術(shù)性與現(xiàn)代的科學(xué)性統(tǒng)一起來。由于電腦已被引入一般辦公室，今后設(shè)有電腦終端機(jī)的辦公室，會(huì)大為增加，如果全體員工都利用電腦的話，那么“沒有墻的辦公室”會(huì)使工作效率大為提高。設(shè)計(jì)師們堅(jiān)持簡(jiǎn)約，時(shí)尚，大氣，舒適，它們之間的關(guān)系是密不可分的。
二、低碳設(shè)計(jì)的特征
在現(xiàn)代辦公空間中的應(yīng)用低碳設(shè)計(jì)是以設(shè)計(jì)為起點(diǎn)，推廣低碳設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理、理念、方法、手段。在產(chǎn)品制造、儲(chǔ)運(yùn)、流通、消費(fèi)乃至回收等各個(gè)環(huán)節(jié)做到低能耗、低污染、低排放。把低碳概念融入設(shè)計(jì)，影響人們的生活，使之成為人們生活的一部分。具有生態(tài)特征的辦公空間應(yīng)建在優(yōu)美的自然景觀氛圍之中。設(shè)計(jì)中注重建筑環(huán)境與整個(gè)生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，采取措施降低其負(fù)面影響。通過辦公空間的室內(nèi)設(shè)計(jì)與誘導(dǎo)式建筑構(gòu)造技術(shù)相結(jié)合，把誘導(dǎo)式建筑構(gòu)造技術(shù)的外在形式作為“元素”融入辦公空間的設(shè)計(jì)，通過科技手段，進(jìn)行具有生態(tài)功能的低碳設(shè)計(jì)。低碳設(shè)計(jì)的生態(tài)功能，包括雨水收集系統(tǒng)功能、光電功能和呼吸式幕墻功能。
1）雨水收集系統(tǒng)功能雨水收集系統(tǒng)，經(jīng)收集——輸水——凈水——儲(chǔ)存等渠道積蓄、利用雨水，為綠化、景觀水體、洗滌及地下水源提供雨水補(bǔ)給，以達(dá)到綜合利用雨水資源和節(jié)約用水的目的。雨水收集系統(tǒng)能把屋頂、地面的雨水收集起來，注入人工湖，至少可以解決辦公空間的植物灌溉、室內(nèi)熱水及沖洗廁所用水50％的需求。
2）如發(fā)光二極管（LED），使用低壓電源，是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于辦公空間中，比白熾燈減少80%的消耗能量，且無有害金屬汞。發(fā)光二極管作為一種節(jié)能環(huán)保的照明光源，越來越多在室內(nèi)設(shè)計(jì)中應(yīng)用，也越來越顯現(xiàn)出它的巨大潛力。
3）呼吸式幕墻功能呼吸式幕墻，又稱雙層幕墻，它的建筑表面是雙層玻璃的呼吸式幕墻，兩層玻璃之間有一個(gè)空腔，利用液壓通風(fēng)系統(tǒng)讓風(fēng)在空腔中流動(dòng)。從環(huán)保上，呼吸式幕墻的外層玻璃選擇無色透明玻璃或低反射玻璃，可最大限度的減少“光污染”。
從使用上，冬季，關(guān)閉通風(fēng)層兩端的進(jìn)排風(fēng)口，換氣層中的空氣在陽光的照耀下溫度提升，形成一個(gè)溫室，減少采暖費(fèi)用，夏季則減少制冷費(fèi)用。從舒適度方面，呼吸式幕墻隔音效性能達(dá)到55dB，提供辦公空間一個(gè)安靜的環(huán)境。另外，不管天氣好壞，不用開窗換氣就可以直接將自然空間傳入室內(nèi)，提高室內(nèi)的舒適度。辦公空間低碳設(shè)計(jì)“生態(tài)”特征集中一種自然美，即在設(shè)計(jì)中追求返璞歸真的藝術(shù)審美作為其雕塑空間靈性的主題。從采光上來說，陽光是大自然賦予我們最好的禮物。利用呼吸式幕墻把陽光引入室內(nèi)，會(huì)在整個(gè)辦公空間中體現(xiàn)出一種原始的自然感。大多數(shù)人每日在辦公室中工作8個(gè)小時(shí)左右，在對(duì)家庭空間追求完美的同事，對(duì)辦公環(huán)境的追求也越來越多，而“環(huán)保”概念已經(jīng)成為世界重要思潮的當(dāng)代，推行“低碳”環(huán)保的辦公環(huán)境，是積極承擔(dān)社會(huì)環(huán)境的必然選擇。總體上來看，在室內(nèi)設(shè)計(jì)中辦公空間的科學(xué)規(guī)劃的相對(duì)獨(dú)立性日益增強(qiáng)，所以在追求設(shè)計(jì)感的同時(shí)，也要與科學(xué)緊密的聯(lián)合。
作者：包雅馥單位：長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院
定位準(zhǔn)確 技術(shù)先進(jìn)
太陽能移動(dòng)電源火爆各路展會(huì)
其實(shí)，星浩公司的太陽能移動(dòng)電源早已在國際市場(chǎng)名聲大震了，自2006年10月第一代產(chǎn)品問世以來，已遠(yuǎn)銷美國、加拿大、法國、德國、以色列、波蘭、新加坡等20多個(gè)國家和地區(qū)，創(chuàng)下了月銷售數(shù)十萬臺(tái)的優(yōu)秀業(yè)績(jī)。
太陽能移動(dòng)電源的火爆首先得益于其精準(zhǔn)的市場(chǎng)定位。隨著科技的迅猛發(fā)展，各種各樣的數(shù)碼電子產(chǎn)品種類繁多，層出不窮，普及速度驚人。可是，這些電子產(chǎn)品有一個(gè)共同的致命弱點(diǎn)，就是離不開電。尤其手機(jī)，當(dāng)人們?cè)趹敉庾鳂I(yè)、外出旅游、出差時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電池耗盡，而一時(shí)間又找不到電源或沒有相匹配的充電器的尷尬場(chǎng)面，由此引發(fā)了種種意想不到的麻煩。有需求就有市場(chǎng)，太陽能移動(dòng)電源正是這樣一種在沒有電源的情況下，也能隨時(shí)隨地給手機(jī)、MP3、MP4、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、微型游戲機(jī)等移動(dòng)數(shù)碼設(shè)備和家庭節(jié)能設(shè)備如節(jié)能燈、節(jié)能按摩器等產(chǎn)品應(yīng)急充電，充分滿足了人們?cè)谑褂眠@些電子產(chǎn)品過程中的特殊需求，自然倍受歡迎。
更有意義的是，太陽能移動(dòng)電源以綠色清潔、取之不盡、用之不竭的太陽光為能源，只要打開太陽能采集板就可以直接吸收光能，然后利用光電轉(zhuǎn)換原理將其轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)，其光電轉(zhuǎn)換率可以達(dá)到18％，二次轉(zhuǎn)換率高達(dá)95％。一臺(tái)太陽能移動(dòng)電源可以容納2000MA的電量，可一次充滿兩部手機(jī)，或相當(dāng)于一部普通數(shù)碼相機(jī)拍攝3000張相片的電能。
由于太陽能移動(dòng)電源只有名片盒大小，148克重，攜帶方便，節(jié)能環(huán)保，加上價(jià)格合理（全國建議零售價(jià)230元），經(jīng)濟(jì)實(shí)用，每到一處都能迅速掀起搶購熱潮，成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在2006年深圳高交會(huì)上，產(chǎn)品一經(jīng)推出，立刻獲得德國、法國、荷蘭等國大批訂單。在香港電子科技博覽會(huì)上，也創(chuàng)下了現(xiàn)場(chǎng)銷售近4000臺(tái)、國內(nèi)外訂單6萬臺(tái)的驚人記錄。此次湖南特許連鎖加盟創(chuàng)業(yè)展會(huì)上，一位溫州客商劉先生一次性就下了5000臺(tái)的產(chǎn)品訂單。他說：“自從一次手機(jī)意外沒電讓我損失了一筆20萬元的生意后，我就看好了手機(jī)應(yīng)急充電器的市場(chǎng)，只是一直找不到滿意的產(chǎn)品。星浩公司的太陽能移動(dòng)電源恰好滿足了我的需求，其先進(jìn)性和創(chuàng)新性則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我的想象，這么好的產(chǎn)品誰做誰賺錢，可不能讓別人搶了先機(jī)。”還有一位姓張的老大爺，本來是到展會(huì)上閑逛的，看到太陽能移動(dòng)電源不錯(cuò)，就給經(jīng)常出差的兒子買了一個(gè)。誰知兒子看后立刻發(fā)現(xiàn)了其中蘊(yùn)藏的巨大商機(jī)，第二天就跟公司下了500臺(tái)的訂單，打算與自己的數(shù)碼產(chǎn)品捆綁銷售。
一機(jī)全能 上市即火
各級(jí)經(jīng)銷商捷報(bào)頻傳
太陽能移動(dòng)電源的成功推廣還與星浩公司堅(jiān)持不懈的技術(shù)創(chuàng)新緊密相關(guān)。公司高薪聘請(qǐng)日本及澳州的科技專家不斷對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)和完善，除了蓄電、充電功能外，還為其增加了驗(yàn)鈔及手電照明功能。生產(chǎn)方面則堅(jiān)持選用進(jìn)口多晶硅和CPU，使產(chǎn)品性能更穩(wěn)定，效果更理想，使用壽命延長(zhǎng)至8-10年。其標(biāo)配的多種充電接口和USB線，幾乎可以匹配目前市面上所有的數(shù)碼產(chǎn)品。如果遇上多云、陰雨或濃霧天氣，太陽能移動(dòng)電源還可以接駁室內(nèi)電源，給太陽能蓄電池充電或直接給數(shù)碼設(shè)備充電，確保其“移動(dòng)電源”的及時(shí)攜帶性。在質(zhì)量保證方面，該產(chǎn)品已經(jīng)獲得了“CE”安全標(biāo)志，并通過了“FCC”美國聯(lián)邦通訊認(rèn)證，確保了星浩公司的行業(yè)領(lǐng)先地位和各級(jí)經(jīng)銷商的權(quán)益。
目前，太陽能移動(dòng)電源已經(jīng)推廣到了全國十幾個(gè)省市地區(qū)，各地銷售情況一片火暴，經(jīng)銷商捷報(bào)頻傳。廣東經(jīng)銷商張力平堪稱其中的佼佼者，他僅用半個(gè)月時(shí)間就成功進(jìn)駐蘇寧、國美兩大電器市場(chǎng)，說服其將太陽能移動(dòng)電源作為手機(jī)、MP3、MP4或數(shù)碼相機(jī)、DV的贈(zèng)禮捆綁銷售。與此同時(shí)，他還組織了一支專業(yè)的營銷隊(duì)伍，分別面向數(shù)碼電子產(chǎn)品配件市場(chǎng)、大型商場(chǎng)、超市、旅游公司、旅游用品商店、寫字樓、居民小區(qū)等領(lǐng)域開展銷售，兩個(gè)月時(shí)間累計(jì)銷售產(chǎn)品1萬多臺(tái)，銷售額高達(dá)100多萬元。說到成功經(jīng)驗(yàn)，張力平謙虛地說：“全靠公司的大力支持，不但給我們提供了如此優(yōu)秀的產(chǎn)品，還免費(fèi)提供專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)和市場(chǎng)開拓指導(dǎo)，免費(fèi)提供以小搏大的成功營銷模式、統(tǒng)一的廣告宣傳方案和完善的售后服務(wù)，使像我這樣毫無銷售經(jīng)驗(yàn)的投資者也能輕松上路，輕松擁有一份理想的事業(yè)。”
福建經(jīng)銷商王建軍起先是從試銷做起，僅一個(gè)月就返單兩次，售出100多臺(tái)產(chǎn)品。第二個(gè)月，他果斷拿下了當(dāng)?shù)氐莫?dú)家權(quán)，自行發(fā)展經(jīng)銷商，很快匯聚起一批有識(shí)之士，他們中既有銷售網(wǎng)絡(luò)成熟、社會(huì)資源豐富的手機(jī)、電子產(chǎn)品、電子配件經(jīng)銷商，還有從未做過生意的小本投資者，形成了一個(gè)龐大的終端銷售網(wǎng)絡(luò)。產(chǎn)品每臺(tái)的利潤差額高達(dá)100多元，就算分銷給下級(jí)經(jīng)銷商，利潤仍然非常可觀。王建軍憑借自己獨(dú)到的眼光和敏銳的判斷，先于別人一步，搶得市場(chǎng)先機(jī)，壟斷銷售，每天坐在家里就有錢源源不斷地送上門。三個(gè)月下來，各級(jí)經(jīng)銷商累計(jì)銷售產(chǎn)品3000多臺(tái)，為王建軍創(chuàng)造了十幾萬元的利潤。
湖南經(jīng)銷商鄧曉軍原本經(jīng)營著一個(gè)手機(jī)銷售檔口，因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)激烈，生意越來越難做。自從幫一位朋友試銷了幾天太陽能移動(dòng)電源后，鄧曉軍深切體會(huì)到了其中廣闊的商機(jī)，毅然放棄自己經(jīng)營了多年的手機(jī)生意，專門做起了太陽能移動(dòng)電源經(jīng)銷商。諾大的手機(jī)賣場(chǎng)，只有鄧曉軍一家經(jīng)營手機(jī)及數(shù)碼電子產(chǎn)品應(yīng)急充電器，哪有不賺錢的道理。現(xiàn)在，他的檔口每月純利3萬多元，收入遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手機(jī)生意。還有四川經(jīng)銷商王文有、遼寧經(jīng)銷商劉茂春、貴州經(jīng)銷商肖強(qiáng)……類似的成功案例不勝枚舉。
實(shí)力雄厚 品種豐富
太陽能投資領(lǐng)域迭起
為了滿足消費(fèi)者的不同需求，擴(kuò)大經(jīng)銷商的利潤空間，充分挖掘太陽能產(chǎn)品的市場(chǎng)潛力，繼太陽能移動(dòng)電源后，公司又研制開發(fā)了太陽能護(hù)眼臺(tái)燈、太陽能手電筒、太陽能小風(fēng)扇和手機(jī)魔幻充電寶、筆記本數(shù)碼移動(dòng)電源等產(chǎn)品，同樣一炮而紅，銷售勢(shì)頭喜人。
太陽能護(hù)眼臺(tái)燈由一個(gè)太陽能充電板和一個(gè)有接口的臺(tái)燈兩部分組成，充電板同時(shí)還可以獨(dú)立做手電筒使用。由于其能量來自于太陽能儲(chǔ)存，有電、無電、停電均可隨心使用，環(huán)保節(jié)能，價(jià)格實(shí)惠，在農(nóng)村、郊外等用電不方便或根本接不到電的地方尤其適用。科研人員還對(duì)其光亮度進(jìn)行了科學(xué)的調(diào)整與測(cè)試，長(zhǎng)期使用有利于保護(hù)視力，在燈具店、電器店、超市、商場(chǎng)、學(xué)生用品店、五金店及精品禮品店都大有市場(chǎng)。廣西經(jīng)銷商李英英首批進(jìn)了100臺(tái)太陽能護(hù)眼臺(tái)燈，只放在幾家位于學(xué)校附近的士多店和學(xué)生用品店里代銷，不到半個(gè)月就銷售一空。
山西經(jīng)銷商王女士不僅在經(jīng)營太陽能移動(dòng)電源、太陽能護(hù)眼燈方面收益顯著，還通過太陽能手電筒輕松收獲了一筆可觀的財(cái)富。太陽能手電筒取代了傳統(tǒng)的干電池給電，只要將太陽能轉(zhuǎn)換板朝向有陽光的地方放置，就可以充電。其照明操作功能與普通手電筒一樣簡(jiǎn)單，體積、重量、外形、種類則大大改觀，滿足了人們旅游、地下作業(yè)、夜晚照明等不同需要。王女士將其拿給一位做照明五金百貨店的朋友商店代銷，僅一個(gè)月就批售出600多個(gè)，兩個(gè)人都獲益不少。看到產(chǎn)品的獨(dú)特市場(chǎng)前景，王女士打算將產(chǎn)品拿到比較偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村、礦區(qū)和野外作業(yè)、旅游用品店銷售，或向各商場(chǎng)、超市、日雜店、五金店鋪貨，相信銷售量還將大幅提升。
手機(jī)魔幻充電寶是公司專為廣大手機(jī)用戶研發(fā)的充電應(yīng)急產(chǎn)品，它可以將一節(jié)普通5號(hào)電池的電能輕松轉(zhuǎn)充到手機(jī)電池中，體積小巧（如女士口紅般大小），外觀時(shí)尚精美，攜帶方便，適合各種型號(hào)的手機(jī)。根據(jù)手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)狀況，充電一次可以使手機(jī)待機(jī)6至10個(gè)小時(shí)，通話時(shí)間可達(dá)100-180分鐘，無論使用者身在何處，即使沒有交流電，也可以為手機(jī)及時(shí)充電，并可以在移動(dòng)中充電和通話，解決了使用者的一時(shí)之需。在安全方面，充電寶原材料采用過壓保持電路，可以很好地呵護(hù)手機(jī)，具有智能充電、使用安全等特點(diǎn)，而且僅30多塊錢的市場(chǎng)零售價(jià)很符合消費(fèi)者的價(jià)格需求，形成受眾心理。如果配合公司新推出的太陽能可充電電池一同使用，還可以大大減少普通干電池的使用量，即充即用，節(jié)能環(huán)保，深受廣大消費(fèi)者的歡迎！
太陽能系列產(chǎn)品為那些苦苦尋覓創(chuàng)業(yè)商機(jī)的投資者打造了一個(gè)實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值和財(cái)富夢(mèng)想的平臺(tái)，隨著星浩科技知名度的不斷提升和我國太陽能產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，相信還將有越來越多的投資者投身到這項(xiàng)事業(yè)中來，并因此而收獲財(cái)富，邁向成功！
廣州星浩科技有限公司
地址：廣州市荔灣區(qū)花地大道北5號(hào)花地大廈8層
關(guān)鍵詞： 太陽能； 電源； Multisim； 多功能太陽能移動(dòng)電源箱
中圖分類號(hào)： TN710?34； TM502 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）18?0157?03
0 引 言
太陽能的設(shè)計(jì)應(yīng)用在市場(chǎng)上已經(jīng)司空見慣，但立足于地區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，結(jié)合當(dāng)?shù)厝嗣裆瞵F(xiàn)狀的太陽能產(chǎn)品并不多見。本文從環(huán)境保護(hù)和地區(qū)人們的生活習(xí)慣的角度出發(fā)，結(jié)合太陽能發(fā)電技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款環(huán)保可靠的太陽能多功能移動(dòng)電源箱。可以說，本設(shè)計(jì)將解決邊遠(yuǎn)地區(qū)人民的用電難問題。
1 設(shè)計(jì)理念
太陽能是天然可再生能源。它資源豐富，既可無限制的免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無任何污染。目前雪域高原是我國污染最輕、環(huán)境保護(hù)最好的地區(qū)，作為我國乃至亞洲重要的生態(tài)安全屏障，生態(tài)環(huán)境的保障至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)基于地區(qū)豐富的太陽能資源和藏區(qū)人們的生活現(xiàn)狀的的考慮，利用太陽能供電并結(jié)合人們?nèi)粘Ｉ钏瓒O(shè)計(jì)。既符合環(huán)保要求又方便攜帶，解決了地區(qū)人民基本的日常用電需要，可作為綠色環(huán)保產(chǎn)品推廣，具有一定的市場(chǎng)價(jià)值。
2 硬件電路設(shè)計(jì)
2.1 硬件框圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本文整體設(shè)計(jì)硬件框圖結(jié)構(gòu)如圖1所示，電源箱有太陽光和常規(guī)市電兩路能量來源。當(dāng)蓄電池饋電時(shí)，在陽光充足的情況下首先利用太陽能充電，其次通過220 V電源給蓄電池充電。兩種輸入方式相結(jié)合，方便而且環(huán)保。將兩種輸入能量通過濾波穩(wěn)壓電路，然后給蓄電池進(jìn)行充電。其中的過充過放保護(hù)電路主要是利用繼電器電路模塊檢測(cè)蓄電池的電量；當(dāng)過充的時(shí)候斷開充電主回路；當(dāng)蓄電池電壓降到一定范圍的時(shí)候接通充電回路；當(dāng)檢測(cè)到過放的時(shí)候斷開用電器電路，防止過充過放，起到對(duì)蓄電池保護(hù)的作用，整個(gè)電路都是由蓄電池供電。該系統(tǒng)有多路輸出端口，既可供LED照明和為手機(jī)、MP3、收音機(jī)等多種數(shù)碼產(chǎn)品充電還可輸出220 V交流電壓供小功率家用電器工作[1]。
2.2 市電供電模塊
本設(shè)計(jì)所有電路均基于Multisim仿真軟件的應(yīng)用[2]。圖2為市電充電模塊電路，當(dāng)電源接通后紅色指示燈LED1點(diǎn)亮，否則熄滅。此電路通過變壓器和電橋電路將220 V市電轉(zhuǎn)為28.4 V直流電壓，再經(jīng)過RC振蕩電路進(jìn)行濾波穩(wěn)壓后送入LM7815三端穩(wěn)壓模塊，輸出穩(wěn)定的直流15 V電壓，然后通過過沖保護(hù)電路給蓄電池充電。開關(guān)Key1為供電模式手動(dòng)選擇開關(guān)，當(dāng)開關(guān)J1連接時(shí)為選擇市電充電，則紅色LED1亮。開關(guān)J2連接時(shí)為選擇太陽能充電，則紅色LED2亮，如圖3所示。
2.3 太陽能供電模塊
在圖3所示的太陽能供電模塊電路中。當(dāng)Key1接J2時(shí)，選擇太陽能系統(tǒng)供電，此時(shí)紅色LED2點(diǎn)亮。電路首先通過整流二極管1N5404整流，然后經(jīng)RC濾波電路濾波，最后通過穩(wěn)壓二極管1N47744將電壓穩(wěn)定為直流15 V，再通過過充保護(hù)電路為蓄電池充電。其中1N5404硅整流二極管 ，其最大反向峰值電壓為400 V，最大半波整流電流為3 A。穩(wěn)壓二極管1N4744最大功耗為1 mW，穩(wěn)定電壓為15 V，最大電流是57 mA。
2.4 過充過放電路
如圖所示為過充過放保護(hù)電路，本設(shè)計(jì)主要基于三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源TL431[3]和繼電器[4]的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉛蓄電池充放電保護(hù)。如圖4所示，為過充保護(hù)電路，供電模塊通過繼電器為蓄電池充電，當(dāng)電路檢測(cè)到蓄電池電壓大于13 V時(shí)，綠色LED4亮，繼電器將開關(guān)向下吸合，斷開充電回路，實(shí)現(xiàn)過充保護(hù)。如圖5所示，為過放保護(hù)電路，蓄電池電壓大于12 V時(shí)LED6燈亮，繼電器向下吸合為負(fù)載提供能量，當(dāng)蓄電池電壓低于10.5 V時(shí)繼電器向上斷開放電回路，實(shí)現(xiàn)過放保護(hù)[5]。
2.5 輸出端口
圖6所示為電源箱的輸出端口部分設(shè)計(jì)圖，其主要采用LM78XX系列三端集成穩(wěn)壓器來得到穩(wěn)定電壓的輸出。
當(dāng)LM78XX系列三端集成穩(wěn)壓器輸出電流較大或工作時(shí)間較長(zhǎng)，LM78XX散熱較大，應(yīng)加散熱器。圖6（a）是輸出穩(wěn)定9 V供收音機(jī)工作。圖6（b）為USB接口電路，實(shí)際電源箱將輸出多個(gè)不同類型的接口供數(shù)碼產(chǎn)品充電，例如圖6（b）手機(jī)USB充電部分，三端集成穩(wěn)壓器LM7805得到穩(wěn)定直流5 V輸出，由于手機(jī)充電需要的電壓為（5±0.5） V，此時(shí)剛好適合手機(jī)進(jìn)行充電，當(dāng)紅色LED3亮起時(shí)說明此時(shí)可以為手機(jī)充電了。圖6（c）和（d）均接照明負(fù)載，當(dāng)開關(guān)Key2和Key3接通時(shí)，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2，R3可改變光照強(qiáng)弱，進(jìn)而達(dá)到使用者所需的光照強(qiáng)度，增加了設(shè)計(jì)的人性化。
3 電路仿真分析
3.1 LM7815穩(wěn)壓模塊仿真
圖7為三端穩(wěn)壓集成電路LM7815的仿真結(jié)果，C1，C2分別為輸入端和輸出端濾波電容，R1，R2分別為輸入輸出端保護(hù)電阻。
當(dāng)輸出電流較大時(shí)，LM7815散熱較大，應(yīng)加散熱器。LM7815三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用可靠、方便。由于三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子電路中經(jīng)常采用。當(dāng)三端穩(wěn)壓集成電路LM7815輸入電壓大于15 V時(shí)，通過LM7815穩(wěn)壓模塊可輸出穩(wěn)定的15 V電壓。
3.2 市電供電模塊仿真
由圖8中可以看出，由于變壓和穩(wěn)壓模塊連接后，電氣互相影響，測(cè)得輸入到LM7815穩(wěn)壓模塊的電壓為28.4 V左右，輸出15 V穩(wěn)定電壓通過過沖電路為蓄電池充電。
3.3 太陽能供電模塊仿真
太陽能供電模塊仿真見圖9，利用25 V直流電壓源和5 V，20 Hz的交流電源串聯(lián)來模擬太陽能板輸出電壓，模擬信號(hào)在18～32 V之間變化，其波形如圖9中示波器所示，經(jīng)電路濾波穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的15 V直流電壓。在日光下，用萬用表測(cè)得實(shí)際中太陽能板發(fā)出電壓幅度在17～25 V之間變化，結(jié)合太陽能板輸出電壓波形見圖10。證實(shí)模擬電源很接近現(xiàn)實(shí)中太陽能板產(chǎn)生的電壓信號(hào)。實(shí)物圖見圖11。
4 結(jié) 語
本文主要完成太陽能多功能移動(dòng)電源箱內(nèi)部電路設(shè)計(jì)，解決了市電和太陽能供電模塊以及對(duì)蓄電池過充過放的保護(hù)電路模塊。本設(shè)計(jì)主要考慮到地區(qū)擁有豐富的太陽能資源和藏族地區(qū)人們生活的需求，設(shè)計(jì)了此款電源箱。
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[關(guān)鍵詞] 光澤度 LED 光源 聚光鏡 反射鏡 光電池
1 、引言
LED（Light-Emitting-Diode中文意思為發(fā)光二極管）是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場(chǎng)發(fā)光。作為一種具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ墓腆w發(fā)光源，其長(zhǎng)壽命，低功耗，小外形，性能穩(wěn)定，耐沖擊，多色彩，快響應(yīng)，堅(jiān)固耐用，綠色環(huán)保，光效高，無輻射等優(yōu)點(diǎn)得到了越來越多的關(guān)注，LED被譽(yù)為21世紀(jì)新光源，有望成為繼白織燈，熒光燈，高強(qiáng)度氣體發(fā)電燈之后的第四代光源。
2、 LED發(fā)光二極管的介紹
LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附著，在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)鏡片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)決定光的顏色，是由形成P-N結(jié)材料決定的，色溫和亮度沒關(guān)系，而亮度和流明值有關(guān)。
3、 LED光學(xué)特性參數(shù)
3.1發(fā)光強(qiáng)度 光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的發(fā)光強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱光強(qiáng)，單位是坎德拉（cd）。這個(gè)量是表征發(fā)光器件發(fā)光強(qiáng)弱的重要性能，是表明發(fā)光體在空間發(fā)射的會(huì)聚能力。
3.2光通量 光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來的并被人敢知的所有輻射能稱為發(fā)光通量，簡(jiǎn)稱光通量，單位是流明（lm）。這個(gè)量是對(duì)光源而言的，是描述光源發(fā)光總量的大小，與光功率等價(jià)。與力學(xué)單位比較，光通量相當(dāng)于壓力，而發(fā)光強(qiáng)度相當(dāng)于壓強(qiáng)。要想被照起來更亮，我們不僅要提高光通量，而且要增大會(huì)聚手段，實(shí)際上就是減少面積，這樣才能得到更大的強(qiáng)度。
3.3發(fā)光效率 代表光源將所消耗的電能轉(zhuǎn)換成光的效率。單位是流明每瓦（lm/W）。發(fā)光效率（lm/W）=所產(chǎn)生的光通量（lm）/消耗電功率（W）。發(fā)光效率表征了光源的節(jié)能特性，這是衡量現(xiàn)代光源性能的一個(gè)重要指標(biāo)。
3.4 LED發(fā)光角度 LED發(fā)光角度是指其光線散射角度，主要靠生產(chǎn)時(shí)加散射劑來控制，有以下三類：
a）高指向性
b）標(biāo)準(zhǔn)型
c）散射型
LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達(dá)80～90。可見光光譜的波長(zhǎng)范圍是為380～760nm，是人眼可感受到的七色光：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫但這七種顏色的光都各自是一種單色光，例如LED發(fā)紅光的峰值波長(zhǎng)為565nm，在可見光的光譜中是沒有白色光的，因?yàn)榘坠獠皇菃紊猓怯啥喾N單色光合成的復(fù)合光，正如太陽光是由七種單色光合成的白色光，而彩色中的白色光也是由三基色黃、綠、藍(lán)合成。因此白色LED是最被看好的LED新興產(chǎn)品。
它的色溫范圍完全適用75°光澤度儀的范圍即：2850K±100K。
4 光澤度儀的基本結(jié)構(gòu)
主要有電光系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、光電系統(tǒng)、電子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理、輸出打印系統(tǒng)組成。
電光系統(tǒng)：主要有光源（LED）和相應(yīng)的電源組成，電光系統(tǒng)對(duì)整機(jī)的穩(wěn)定性有很大的影響，是儀器不穩(wěn)定的重要原因之一。
光學(xué)系統(tǒng)：包括外光電系統(tǒng)（反射鏡、聚光鏡），光學(xué)系統(tǒng)外光路設(shè)計(jì)最重要的是充分利用燈源發(fā)出的光通量，盡量多的聚焦在入射狹縫上，為了消除色差，目前國內(nèi)外科技工作者都采用反射鏡（沒有色差）效果很好。
光電系統(tǒng)：是將光信號(hào)變成電信號(hào)的關(guān)鍵部件，直接影響儀器的靈敏度和適用范圍，本機(jī)用硅光電池，光電池是一種簡(jiǎn)單適用的光電轉(zhuǎn)換元件，它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、便宜、使用方便，不需要附加電源，可直接使用，它的缺點(diǎn)是相應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，有疲勞效應(yīng)和溫度效應(yīng)。硅光電池的最大電流比硒光電池的最大電流大100倍以上，在可見光區(qū)的靈敏度更高。各類光電池都有極限照度，若入射光過強(qiáng)，光電池有可能產(chǎn)生疲勞或損壞。
電子系統(tǒng)：電子系統(tǒng)主要有放大器、AD轉(zhuǎn)換器等組成，其中放大器也是影響整機(jī)靈敏度、穩(wěn)定性的主要部件，它又是儀器噪聲的主要來源部件，直接影響光澤度的分析誤差。
數(shù)據(jù)處理，輸出打印系統(tǒng)：數(shù)據(jù)處理、輸出打印系統(tǒng)是決定整機(jī)的自動(dòng)化程度的關(guān)鍵部件，特別是軟件部分，直接影響光澤度的質(zhì)量。
5 光澤度儀的工作原理：
光澤度是在一組幾何規(guī)定條件下對(duì)材料表面反射光的能力進(jìn)行評(píng)價(jià)的物理量，具有方向選擇的反射性質(zhì)。我們通常說的光澤指的是“鏡向光澤”，所以光澤度儀有時(shí)也叫“鏡向光澤度儀”。光澤與機(jī)械加工行業(yè)的“光潔度”或“粗糙度”的概念完全不同的，后者是對(duì)材料表面微小不平度的評(píng)定。用光電檢測(cè)器測(cè)定與法線成一定角度75，入射到試樣表面，并從試樣表面與法線成相應(yīng)角度75°反射到規(guī)定孔徑內(nèi)的光，其結(jié)果顯示在儀器上。
光澤度測(cè)量原理如圖所示，光線從光源出發(fā)，進(jìn)過聚光鏡和矩形孔徑（矩形光源視場(chǎng)光闌）的幾何中心。光闌用于限制燈絲，使之成為有效光源，光源通過光源物鏡和矩形孔徑的幾何中心到達(dá)試樣。軸光線與試樣平面的交點(diǎn)稱為測(cè)試面中心（不必與測(cè)試孔的幾何中心重合），將一塊平面鏡放到試樣位置，軸光線被平面鏡反射并且通過接收孔的中心，光源物鏡將光源孔徑成像在接收孔上，將測(cè)試面中心到接收孔距離d作為確定其他尺寸的基數(shù)。關(guān)鍵尺寸是入射角和接收孔的位置和直徑，緊靠接收孔的正透鏡將試樣表面成像在光電器件上，為了使經(jīng)過不同路徑進(jìn)入接收孔的光線得到均勻接收光電器件前面應(yīng)裝一塊毛玻璃，使試樣成像在毛玻璃上，光電器件接收毛玻璃的散射光，使進(jìn)入接收孔的雜射光都被內(nèi)壁吸收消除，光束軸對(duì)試樣的入射角為β=75±0.1，鏡面反射光束對(duì)試樣的反射角通常為β⒉=β⒈+0.1°即┃β⒈-β⒉┃0.1°，總之75°光澤度測(cè)定儀光學(xué)系統(tǒng)由光源、透鏡、試樣壓板和光電器件組成，儀器的測(cè)量頭由發(fā)射器和接受器組成，發(fā)射器由LED發(fā)光二極管和一組透鏡組成，它產(chǎn)生一定的入射光束，
接受器由透鏡和光敏元件組成，用于接受從樣品表面反射回來的錐體光束。
光譜條件：色溫2850K±100K光源，用濾光鏡校正光電器件的光譜特性，兩者組合的光譜特性應(yīng)符合CIE光譜的光效率函數(shù)。
鏡向光澤度是對(duì)鏡向光澤的相對(duì)測(cè)量。參照標(biāo)準(zhǔn)是以折射率np=1.567玻璃，假設(shè)其平面在得到理想拋光的狀態(tài)下，有該平面對(duì)自然光束進(jìn)行鏡向反射，并定義此時(shí)的光澤度值為100.0光澤單位。鏡向光澤板用于鑒定光澤度計(jì)，光澤度按光澤度值又分高、中、低三種，高光澤板由黑色光學(xué)玻璃或其他材料制成。中光澤板和低光澤板由涂釉陶瓷或黑色光學(xué)玻璃磨砂制成。光澤度儀利用光反射原理對(duì)樣品的光澤度測(cè)量。即：在規(guī)定入射角和規(guī)定光束的條件下照射樣品，得到鏡向反射角方向的光束。
光澤是物體表面定向選擇反射的性質(zhì)，體現(xiàn)在表面上呈現(xiàn)不同的亮斑或形成重疊與表面的物體的像。光澤度是物體受光照射時(shí)表面對(duì)光的反射能力，通常以試樣在鏡面（正反射）方向的相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)表面的反射率乘以100來表示，即G=100R/R。。
公式中的R―試樣表面的反射率，R。--標(biāo)準(zhǔn)板的反射率。以拋光完善的黑玻璃作為參照板，其納D射線的折射率為1.568，對(duì)于每一個(gè)幾何光學(xué)條件的鏡向光澤度定標(biāo)為105光澤度單位。用于測(cè)量塑料、陶瓷、油墨、石材、紙張和金屬、醫(yī)療等平面制品的表面光澤度。
75°光澤度測(cè)定法主要適用與涂布紙、紙板，也可用于未涂布及紙板或低印刷光澤度的紙與紙板印樣，試樣的顏色和漫反射比的差別對(duì)測(cè)定光澤度影響不大。
6 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
改進(jìn)裝置的可行性的基礎(chǔ)是：LED體積小，光照強(qiáng)度強(qiáng)，不像鹵鎢燈燈絲受左右、高低距離影響信號(hào)發(fā)射大小，換鹵鎢燈要重新調(diào)整電路非常麻煩，且發(fā)熱量小和能耗小，由這些理論的支持才進(jìn)行了裝置的改進(jìn)，但是目前改進(jìn)的裝置尚未成為正式生產(chǎn)的產(chǎn)品，本文在溫度、穩(wěn)定性作了相應(yīng)測(cè)試，通過試驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)裝置是可行的。
6.1溫度測(cè)試：
LED的特點(diǎn)是將電能直接轉(zhuǎn)化為光能，因此產(chǎn)生的熱量相對(duì)較少，LED被稱為冷光源是相對(duì)于HID燈而言的，LED由于長(zhǎng)期在高溫下工作會(huì)影響其使用壽命，因此目前還只能盡量改善其散熱來延長(zhǎng)LED壽命。
表1.溫度測(cè)試結(jié)果
時(shí)間min 0 10 20 30 40 50
溫度℃ 28 30 32 32 31 31
6.2穩(wěn)定性測(cè)試：開機(jī)，預(yù)熱0.5h后，調(diào)零，校準(zhǔn)，用標(biāo)準(zhǔn)板間隔10分鐘測(cè)試一次
表2.穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果
時(shí)間min 0 10 20 30 40 50
光澤度 74.8 74.8 74.8 74.7 74.8 74.8
7 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
通過上面一系列的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了LED作為75°光澤度儀的光源的可靠性，在連續(xù)點(diǎn)亮50min內(nèi)，光澤度儀內(nèi)部溫度變化為0～4℃，上升最高溫度為4℃，該溫度不會(huì)對(duì)裝置產(chǎn)生影響且不會(huì)破壞裝置的使用壽命，穩(wěn)定性測(cè)試中，在50min內(nèi)測(cè)試結(jié)果與鹵鎢燈光源測(cè)試結(jié)果相同，都在測(cè)量精度范圍之內(nèi)。
8 結(jié)束語
本文的實(shí)驗(yàn)證實(shí)該裝置在光澤度儀中應(yīng)用的可行性，LED完全可以作為光澤度儀的光源，本裝置為改進(jìn)產(chǎn)品，體積小，使用壽命長(zhǎng)，便于安裝調(diào)試，已進(jìn)入試制生產(chǎn)階段，具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
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