Practical Action/Rural lighting/zh
在工业国家和发展中国家的许多城市地区，照明被视为理所当然。许多人难以想象，如果晚上没有电灯，生活会是怎样的。然而，大约一半的人类，即超过 25 亿人，在日落之后没有多少光亮，因为他们无法使用电网连接的电力。
发展中国家农村地区的照明通常由蜡烛或煤油灯提供，而使用昂贵的一次性干电池供电的手电筒（或闪光灯）则被用作间歇使用的便携式光源。所有燃烧灯都存在火灾风险。煤油和丁烷也变得越来越昂贵，有时在发展中国家供应不足。因此，本技术摘要的其余部分讨论了农村“离网”地区的电力照明使用情况。
农村照明用电能储存
由于电灯通常是按需使用的，因此确保这一点的唯一方法是以电池的形式提供电能储存。可以使用一次电池（即干电池），这种电池在购买时充电，用完后丢弃。这些电池很方便，但电能成本极其昂贵，在热带地区尤其昂贵，因为将它们运到农村地区会产生运输和配送成本。
可充电的二次电池比一次电池更具成本效益，但需要投资购买充电设备。可用的两种主要二次电池选项是铅酸电池和镍镉电池；前者类似于汽车中使用的电池。镍镉电池通常不太普及（除非作为干电池替代品）且价格较高，但它们比铅酸电池更坚固，更耐滥用。但是，如果不使用，它们会很快自行放电。铅酸电池的电能成本仅为一次（干）电池提供的相同能量的二十分之一到五分之一。
对于大多数照明用途，铅酸电池可能是最简单、最便宜的二次电池选择。它们可用作深度放电电池，使用寿命比汽车电池更长，如果保养得当，它们更适合用于一般电力存储。大多数铅酸电池和镍镉电池需要定期检查电解液液位，并加入蒸馏水或去离子水（而不是酸）。雨水可用于此目的，前提是雨水没有受到任何污染。低维护和免维护的铅酸电池也可用，但成本略高。
使用铅酸电池时需要注意的一点是，如果过度放电，其寿命会大大缩短。理想情况下，电池的放电量应仅为其额定值的 50% 左右；即 60Ah（安培小时）电池在充电前应仅放电至 30Ah。
目前典型的深度放电负载酸电池成本约为 60 英镑/千瓦时（总额定容量）或 120 英镑/千瓦时（可用存储量），而镍镉电池的成本约为这一水平的三倍。某些特殊类型和非常小的电池的成本会增加。
电池的标称电压通常为 2V 的倍数；常见的大容量铅酸电池的标称电压为 12V 或 24V。灯丝灯泡几乎可以在任何电池电压下工作，但荧光灯和蒸汽放电灯需要“电源电压”（通常为 240V）交流电。通过在电池和灯之间连接适当的逆变器可以轻松提供交流电；如果需要长时间照明，这种灯的高效率使其值得投资逆变器。一些小型荧光灯实际上包括内置逆变器，这些逆变器通常以高于电源频率的频率运行，从而进一步提高了灯的效率。在大多数情况下，最好使用内置逆变器的荧光灯，以便将其直接连接到 12V 或 24V 直流（电池）电源。
最后，需要注意的是，在低压电源的情况下，电缆应尽可能短（否则必须使用非常粗的电缆），否则电缆中将出现严重损耗。12V 系统中 1.2V 的电压降代表通过电缆传输的功率损失 10%。电压降在数值上等于电流（安培）乘以电缆电阻（欧姆）；1mm² 铜电缆的电压降为 0.025A，因此 10m 1mm² 电缆承载 1.25A 电流时，电压降为 1.25 x 0.042 x 10 = 0.525V。这表示电缆效率约为 96%，这是可以接受的。但是，100m 的相同电缆将导致电压降为5.25V，这将导致灯不工作，无论如何，这代表几乎 50% 的供电能量损失，这是非常不可接受的。
例如，一盏 30W 荧光灯，每晚使用带逆变器的电池供电六小时，每 24 小时将消耗 180Wh。逆变器、电缆和电池的损耗将使这一要求增加到约 300Wh/24h。为了避免超过 50% 的放电并提供 24 小时的标称存储容量，在上述示例中，需要一块可用容量为 600Wh（总放电量为 1200Wh）的电池，成本约为 80 英镑。
电池充电电源
提供充电电力的主要方法有四种：
使用发电机组会带来相当大的问题，因为除非也为其他目的发电，否则，即使是最小的发电机组的充电电流也相当低，而小型电池储存的仅为一两盏灯供电，因此发动机需要以部分负荷运行，这会导致燃料使用效率低下，对发动机不利。
光伏系统是目前应用最为广泛的系统，因为世界上大部分地区都有足够的阳光用于充电，而且除了偶尔清洁阵列外，这种系统几乎不需要任何维护。问题是光伏阵列目前的成本（包括运输和安装）约为 3-5 英镑/Wp（峰值瓦特）。供应商应该能够就所需尺寸提供建议（并且通常也可以提供电池和照明系统）。在阳光充足的热带地区，要使 30W 灯运行六小时，通常需要两个标称 40W 的太阳能模块，因此成本约为 400 英镑。多云时间较长的地区可能需要两倍于此的容量。
最后一种选择是使用小型风力发电机；在风力最小的月份，在平均风速大于 4.0 米/秒的地方，这通常比太阳能更便宜。一份单独的技术简介提供了有关风力发电机的更多信息，并给出了一条经验法则：对于照明等小型应用，风力发电机所需的转子面积为：
一个r埃一个Ro吨or（米2）=埃n埃r克是d埃米一个nd（钾西时长/d一个是）0。0048五3
其中 v 是一年中风力最小月份的平均风速。以 30W 灯 6 小时为例，5m/s 时需要 0.5m 2转子风力发电机， 4m/s 时需要1m 2转子，3m/s 时需要 2.3m 2转子。小型机器（安装后）的典型风力发电机成本约为 400-600 英镑/m 2。
结论
在我们的 30W 荧光灯示例中，其照明功率与 100W 钨丝灯相当，并且比带灯罩的压力煤油灯更亮，我们可以得出结论，要在农村“离网”地区使用风能或太阳能来操作它，我们将需要以下物品：
| 物品 | 大概费用 |
| 12V 30W 荧光灯，内置逆变器 | 10英镑 |
| 10米电缆、连接器等 | 10英镑 |
| 1200Wh 电池（额定），提供 6000Wh 可用容量 | 80英镑 |
| 加上以下任一： | |
| 60-90W（额定）太阳能电池阵列，带电池充电调节器（取决于太阳辐射） 或 0.5 至 2m 2转子面积风力发电机，带电池充电调节器 | 200 至 500 英镑 200 至 900 英镑 |
对于一盏灯来说，这听起来可能有点贵，但运行成本可以忽略不计，而且可以可靠地获得优质照明。压力灯的价格远不及它，它的价格仅为 15-30 英镑，但在相同的工作周期内，它每周会消耗大约 5 升煤油，而每年的成本通常为 75-150 英镑。随着产量的增加，太阳能电池板和小型风力发电机的实际价格正在下降，而煤油的价格将继续上涨。发展中国家有数以万计的小型光伏照明系统在使用（例如，1990 年蒙古使用了 4000 个），尤其是在中国，有数以万计的风力照明系统。
更多信息
出版物
煤油及液化石油气（LPG）技术信息服务（实用技术简报）
太阳能光伏产品：开发工作者指南Anthony Derrick、Cathrine Francis 和 Varis Bokaldis ITDG Publishing，1989 年
乡村照明：发展工作者指南，Jean-Paul Louineau、Modibo Dicko、Peter Fraenkel、Roy Barlow 和 Varis Bokalders， ITDG Publishing，1994 年
有用的联系方式
温洛克国际印度公司 (WII)
http://www.winrockindia.org
温洛克国际公司 (WI)
http://www.winrock.org温洛克为印度次大陆
开发了一款太阳能灯
中级技术顾问
太阳能灯网站
http://itcltd.com/glowstar/
设备供应商
Chris Crotty（代表 Al P Anton）
Kyocera America Limited
8611 Balboa Ave
San Diego CA 92123 - 1580
USA
电话：+1 619 576 2600
传真：+1 619 569 9412
制造太阳能灯
Pennmaritime Solar
Baxter House
48 Church Road
Chavey Doen
Ascot, SL5 8RR
英国
电话：+44 (0)1344 891118
西门子太阳能灯英国供应商
