Hoch leistungsfähige Beleuchtung

Programme/Projekte zur Elektrifizierung mit Hilfe von Sonnenenergie-Generatoren werden überall in ländlichen Gebieten der Entwicklungsländer durchgeführt. Generell sind Energieversorgungsnetze(Elektrizitäts-Versorgungsnetze) aufgrund entlegener Standorte, unpassierbarem Gelände und kostenaufwändigen Leitungsinstallationen nicht angemessen.

Obwohl viele unabhängige Systeme Energie für Kühlung, Radio und Fernsehen liefern, bleibt Beleuchtung die primäre Anforderung an so gut wie jede Photovoltaic Anlage.

Eine einzige sonnenbetriebene Lampe kann eine wirkliche Bereicherung für das Leben einer Familie in Entwicklungsländern darstellen. Aber diese Familien verfügen über die geringsten Einkommen auf der Welt. Also müssen der Grundhandelspreis und die Gesamtkosten für die Lebensdauer des Systems so niedrig wie möglich gehalten werden.

Dieses Ziel zu erreichen ist weit schwieriger als einfach die billigsten Komponenten zu kombinieren. Analytische Vergleiche der verschiedenen Elektrizitäts-Technologien offenbaren einige überraschende wirtschaftliche Gegebenheiten für System-Designer.

Beleuchtungstechnik
In kleinen Sonnen-Energiesystemen werden verschiedene Lampentechniken benutzt. Der Anschaffungspreis ist oft der entscheidende Faktor aber bei der Auswahl sollte die Wirtschaftlichkeit berücksichtigt werden, da ja diese die Kosten eines geeigneten Paneels und der Batterie beeinflussen.

Die Glühlampe
Gebräuchlich sind sehr kleine Glühlampen mit Selbstantrieb, die nicht mehr als 1 Watt haben. Diese Lampen sind sehr preisgünstig, versorgen aber mit einer spärlichen Beleuchtung bei sehr wenig Leistungsfähigkeit. Sie nutzen die teuren System Komponenten sehr wenig wie z.B. die Paneele und die Batterie und repräsentieren eine falsche Ersparnis.

Halogen
Diese fortschrittliche Glühlampen Technik ist eine substantielle Verbesserung der Leistungsfähigkeit gegenüber den Standard Glühbirnen - sie kommt aber immer noch zu kurz in Bezug auf andere Leuchtmittel. Ihre Leistungsdauer ist sehr anfällig für kleine Variationen in der Energieversorgung - sowohl über als auch unter ihrer normalen Grenzspannung.

Leuchtdiode
Die Technologie der Leuchtdiode hat in der letzten Dekade viele Fortschritte im Hinblick auf ihre Kompatibilität für Lichtversorgung gemacht - speziell in dem Bereich wo das Licht in konzentriertem Strahl gebraucht wird.

Hochleistungsleuchtdioden wie die 5 Watt Luxeon mit ihren in Glas gebündelten Teilen bleiben jedoch sehr teuer. Darüber hinaus erreicht ihre Leistungsfähigkeit gerade mal die einer gewöhnlichen fluoreszierenden Lampe. Die Effektivität kleinerer Luxeon Leuchtdioden ist immer noch niedriger und keine der rausgebrachten im Handel erhältlichen Luxeon Leistungsfähigkeiten erklären die Verluste in control circuity, die benötigt werden, um von dem Standard 12 Volt Stück zu konvertieren.

Konventionelle zusammengefasste Plastik Leuchtdioden haben ziemlich unscheinbare überzeugende Effektivität und bauen aufgrund von Lichtemissionen, die den Plastikkörper vergilben, sehr schnell ab.

Fluoreszierend
Dieses Gasentladende Gerät ist bereits als außerordentlich effektive Lichttechnologie etabliert. Der Fortschritt im Bereich der Phosphorchemie hat zu einer leichten Verbesserung der Leistungsfähigkeit geführt sie ist aber im Grunde genommen nun eine ausgereifte Technologie.

Die Leistungsfähigkeit der fluoreszierenden Lampe ist eine Frage /hängt im Allgemeinen von der Größe /ab. Große Lampen sind leistungsfähiger aufgrund der Tatsache, dass die Menge der zur Erwärmung der Elektroden genutzten Energie in längeren Gefäßen kleiner ist.

In der Regel gebrauchen kleine Sonnenenergiesysteme kompakte Fluoreszierende Technik im Umfang von 3 bis 11 Watt. Sie werden in großen Mengen hergestellt und erscheinen, um gute Werte zu repräsentieren da sie beide effektiv und einigermaßen günstig sind.

Leider bevorzugen sie stabile Arbeitsbedingungen und sind sehr von Abweichungen ihrer optimalen Eingangsspannung und der Umgebungstemperatur abhängig.

Batteriespannungen erreichen für gewöhnlich 15 Volt während Auftriebsphasen (boost phases) und unter 11 Volt bei Entladung. Viele kompakte Lampen überhitzen und versagen, wenn sie mehr als ein paar Minuten mit 15 Volt betrieben werden. Niedrige Spannungen zerstören die Elektroden aufgrund von unangemessener Hitze was eine Verdunklung der Röhre und einen Verlust von Leistungsfähigkeit zur Folge hat.

Kalt Kathode
Die Kalt Kathode ist eine fortgeschrittene Gasentladungstechnologie, die die höchst mögliche Leistungsfähigkeit mit weiteren wichtigen Zusatzvorteilen versorgt/darstellt.

Fluoreszierende Kalt Kathoden Röhren operieren mit viel mehr Spannung und weniger Strom (current) als herkömmliche fluoreszierende Lampen. Die höhere Spannung erübrigt es, die Röhre zu erhitzen während der niedrigere Strom die Lebensdauer der Entladungselektroden erheblich verlängert.

Der Verzicht auf die verschwenderischen erhitzenden Elektroden erlaubt selbst in einer kleinen Lampe eine hohe Leistungsfähigkeit - gewöhnlich 30 % mehr Leistungsfähigkeit als bei einer vergleichbaren fluoreszierenden Lampe.

Kalt Kathoden Lampen haben eine Lebenserwartung, die zweimal so hoch der einer gewöhnlichen kompakten fluoreszierenden Lampe ist. Sie sind zudem nicht abhängig von dem beschleunigten Abfall von Schwankungen der Spannungsversorgung. Die niedrigere Temperatur trägt zudem auch zu einer längeren Lebensdauer für assoziierten Elektroniken bei.

Kalt Kathoden Lampen können ohne Schädigung unendlich gedämmt werden. Ohne eine bestimmte Temperatur der Elektroden zu benötigen kann die Kalt Kathoden Lampe bis zu jeglicher gewünschten Helligkeit im Rahmen ihrer maximalen Fähigkeit betrieben werden. Sie können sogar dauerhaft in aufleuchtenden applications, die eine herkömmliche Fluoreszierende Lampe in einem Tag zerstören würden, betrieben werden.

Der einzige Nachteil dieser Kalt Kathoden Technologie sind die höheren Kosten bei der Herstellung. Diese hängen teilweise von der Komplexität beim Bau vertrauenswürdiger Elektronik für die hohe Röhren Spannung ab - sind aber auch von dem niedrigen Produktionsvolumen im Vergleich zu dem der herkömmlichen fluoreszierenden Lampen abhängig.

Einschätzung der Lebensperiode/-dauer des Systems
Unter guten Bedingungen kann ein Solar Paneel weit mehr als 15 oder 20 Jahre betrieben werden, diese Garantie gibt es heute schon auf viel kleinere Solar Paneele. Als der wertvollste und langandauernste Komponent legt sie zudem die Lebensdauer das Systems fest.

Ausgehend von 15 Jahren PV Lebensdauer des Systems muss die wiederaufladbare Batterie mehrere Male erneuert werden, was hohe Betriebskosten mit sich bringt. Die Lebensdauer der Batterie hängt von der Auf- und Entladregime ab aber für gewöhnlich muss eine normale SLA bei einer täglichen Entladung von über 50 % ihrer Kapazität alle zwei Jahre ersetzt werden.

Eine einfache Faustregel für das Zusammenpassen von Paneel und Batterie besagt, dass ungefähr 1 Watt der Solaraufladung jedem Amphour in einem 12 Volt Kraftsystem entspricht. Ein System unterstützt in der Regel 1 Watt der Lampenkraft für 4 Stunden pro Nacht für jedes Watt der Solar Paneel Kapazität.

Ausgehend von einem Einzelhandelspreis von US $2 pro Amphour für kleinere 12 Volt SLA Batterien und angenommenen US $ 10 pro Watt für kleinere Solar Paneele sind die Kosten der Batterie tatsächlich die höchsten für Lebensdauer in dem System.

Die Einsparung eines einzigen Watts in einer Lampe würden ungefähr $ 12 des Einkaufspreises des Paneels und der ersten Batterie ausgleichen und weitere $ 12 der Kosten zur Ersetzung der Batterie in Bezug gesehen auf 15 Lebensjahre des Systems.

Die neue 7 Watt Kalt Kathodenlampe der Firma Rainbow Power kann bis zu 3 Watt gegenüber einer vergleichbaren Standardkompakt fluoreszierenden Lampe einsparen was letztlich zu einer Gesamteinsparung von $ 72 führt.

Natürlich können die Verbesserungen im Bereich der Effektivität von Lampen wesentlich dazu beitragen, die Gesamtausgaben sowohl anfangs als auch über einen längeren Zeitraum gesehen zu senken. Umgekehrt kann ein mit Solarenergie betriebenes System wesentlich mehr Licht für die selben Kosten des Gebrauchs einer Lichtquelle höherer Leistungskraft bereitstellen.

Weitere Einsparungen können durch den Gebrauch der Dämmungsmöglichkeit der Kalt Kathode erreicht werden. Nützliches Licht kann zu weniger als der Hälfte des vollen Stroms bereitgestellt werden und stellt damit auch Möglichkeiten für die Verbraucher bereit, sich ihren Kraftverbrauch zuzuschneiden.

Darüber hinaus wird die Kalt Kathodenlampe gewöhnlich mehr als 15 Jahre brauchbar sein im Falle einer Nutzung von 4 Stunden pro Nacht. Die gewöhnliche fluoreszierende Lampe wird während dieser Periode zweimal ausgetauscht/ersetzt werden müssen - erfahrungsgemäß öfter, wenn sie Variationen im 12 Volt Betrieb ausgesetzt ist.