飞利浦(中国)投资有限公司

1、飞利浦中国投资2021年10月王洪波离网式太阳能照明系统在金字塔底层市场的应用与设计2背景介绍全球以经济开展情况区分：兴旺国家开展中国家全球以个体的收入或等效购置力区分：3什么是金字塔底层市场？全球收入金字塔购买力单位：美金人口1500040亿15亿8亿低收入市场（金字塔底层）中等收入富有收入来源：Prahalad和Hart，2002每年380亿美金的照明需求不容小觑！4全球金字塔底层市场照明状况：全球收入金字塔购买力单位：美金人口照明形式 & 年花费1500040亿15亿8亿电力照明为主燃油照明为主低收入市场（金字塔底层）中等收入富有收入1850亿美金380亿美金（770亿升燃油）并且，40

2、亿人口中约有16亿生活在黑暗中!蜡烛、煤油灯为主要照明光源5蜡烛和煤油灯的大致性能：照明特征：低亮度明火光源，易着火运行本钱高便携性差不健康光源：煤油灯会产生烟雾6其照明状况很糟糕光源大概光输出大概照度水平(1m 的距离处)大概价格消耗状况蜡烛10流明1勒克斯1.1元/支8小时/支煤油灯40流明3.2勒克斯9.1元/升25小时/升月花费(5小时/天)21元55元关注金字塔底层的人们，尤其是完全没有电力设施的人们，的照明需求也是我们照明工作者的社会责任2004年，飞利浦开始了为金字塔底层市场的产品开发工作2007年6月，飞利浦在签署的斯霍克兰协定中承诺为撒哈拉以南区域的5亿人民提供照明和清洁饮用

3、水的效劳2021年7月7号，飞利浦和荷兰外交部签署了合作协议，承诺效劳于这一市场7事实上，飞利浦已经开始了相应的作为飞利浦照明CEO Rudy Provoost与荷兰外交部长Koenders签署合作协议8离网式太阳能照明系统9如何才能满足金字塔底层市场的照明需求？在电力设施不具备或不完善的情况下，可能的照明能源：人力发电，比方手摇式发电照明产品，但存在使用寿命短的问题风力发电太阳能发电由于丰富的太阳能资源，太阳能发电适用于大局部的金字塔底层市场金字塔底层市场的照明产品需求：手电筒定向光束型手提灯全向光束型手提灯固定式照明系统10典型的离网太阳能照明系统太阳能板模组电池管理模组光源模组探测、控制

4、模组用户操作界面模组太阳能量输入光输出用户输入离网太阳能照明系统效劳于金字塔底层市场的系统期望可承担的初始本钱高性能高效率模块化设计长寿命低维护离网式太阳能照明系统示意图11离网太阳能照明系统设计-目标120流明光输出，每天使用5小时每天充、每天用每天5峰值小时数的太阳辐照时间，每天的最高环境温度40摄氏度12离网太阳能照明系统设计-方案太阳能板多晶硅硅片光电转化效率14%，组建效率约12%电池6V 密封铅酸蓄电池光源：3种光源作为候选冷白CFL灯管超高光效冷白低功率LED中上光效冷白低功率LED13离网太阳能照明系统设计-系统评判参数为了更好的评判系统的性能，我们定义了以下的参数：系统光量的

5、初始本钱定义为：初始本钱/光输出x 每天的照明时间；单位为：元/流明小时。系统的太阳能量效率定义为：光输出x每天的照明时间/太阳能组件接收的太阳辐照能量x辐照峰值数；单位为：流明小时/瓦时系统年均运行本钱定义为：寿命周期的总本钱/寿命周期；单位为：元/年以上3个自定义参数将作为不同光源方案的评价指数，从而定量的分析系统的优劣14离网太阳能照明系统设计-方案分析和比较 1/2项目冷白LED1冷白LED2CFL灯管煤油灯蜡烛设计要求系统要求1） 120流明光输出，每天使用5小时2） 5峰值小时数的太阳辐照时间，每天的最高环境温度40摄氏度光源额定光效150 lm/W110 lm/W60 lm/W单

6、颗光源光输出8.6 lm6.9 lm300 lm40 lm10 lm单颗光源价格4.0 元1.2 元3.0 元20.0 元1.1 元基本假设光源寿命/消耗率25000 小时25000 小时8000 小时25 小时/升8.0 元/支光源驱动电路效率85%85%85%系统光学效率90%90%90%太阳能组件转换效率12%12%12%太阳能组件价格20 元/峰瓦20 元/峰瓦20 元/峰瓦电池/煤油/蜡烛价格1 元/瓦时1 元/瓦时1 元/瓦时9.1 元/升1.1 元/支系统配置6V铅酸电池容量2.0 安时2.5 安时4.5 安时太阳能组件功率2.5 峰瓦3.5 峰瓦5.5 峰瓦系统初始总成本（假定

7、电路控制和机械结构成本都一样）183 元188 元232 元20 元13 元系统评价二氧化碳年排放量600 千克系统光量的初始成本0.305 元/流明小时0.313 元/流明小时0.387 元/流明小时系统的太阳能量效率6.8 流明小时/瓦时5.0 流明小时/瓦时2.9 流明小时/瓦时系统年均运行成本30.7 元/年35.1 元/年50.4 元/年2077 元/年3011元/年备注：1）以上方案的成本分析仅限于材料成本；价格信息仅供参考。2）以上分析包括了整体的设计考虑，包括充放电保护、实际工作状态下LED的热损耗等。3）为了达到120流明的要求，煤油灯和蜡烛的系统配置分别对应3盏和12支；4

8、）如果都使用1盏和1支，那么煤油灯和蜡烛对应的初始总成本为20元和1.1元，年均运行成本为692元和251元；二氧化碳年排放量为200千克。15离网太阳能照明系统设计-方案分析和比较 2/2注：作为比照，如果都使用1盏煤油灯和1支蜡烛，对应的初始总本钱为20元和元，年均运行本钱为692元和251元；并且煤油灯的二氧化碳年排放量为200千克。16离网太阳能照明系统设计-结论根据系统评判指数可知：150lm/W的冷白LED方案最优。基于LED光源的离网式太阳能照明系统是金字塔底层市场很好的解决方案经济、廉价：高效LED方案对1盏煤油灯和1支蜡烛的方案的回收期约3和9个月环保、易于携带进一步，在离网

9、式太阳能照明系统中：光源的光效在系统配置中起到了至关重要的作用：在满足同样的设计要求的前提下，系统要求的铅酸电池的容量和太阳能组件的功率随光源光效的提高而降低。系统太阳能量效率随着光源光效的提高而提高。光源的光效对于优化系统的本钱起着重要的作用：系统的年均运行本钱随着光源光效的提高和光源寿命的延长而降低。虽然CFL灯管的流明价格3元vs. 300流明比即使中上水平的冷白LED的流明价格元流明廉价很多 ，但由于其光效低而要求较大功率的太阳能组件，从而导致系统的初始总本钱较高。因此，对于太阳能照明系统，LED更适合作为其照明光源。虽然高光效的LED流明价格4元流明比中等水平光效的LED流明价格元流明贵很多，但由于其光效高而要求较小功率的太阳能组件，从而导致系统的初始总本钱持平或略低。因此，在当前的太阳能组件价格水平上，太阳能照明系统可以承受使用高光效LED光源。17离网太阳能照明系统设计-展望随着白光LED效率的持续提高和LED价格的持续降低，LED必将成