太阳能路灯

太阳能路灯概述

      太阳能路灯以太阳光为能源，白天充电晚上使用，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，无需人工操作工作稳定可靠，节省电费免维护。

 

1.系统组成

2009.09.18株洲施工图

系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、LED灯头、控制箱 （内有控制器、蓄电池）和灯杆几部分构成；新余金品德太阳能电池板光效达到127Wp/m2，效率较高，对系统的抗风设计非常有利；灯头部分以1W白光LED和1W黄光LED集成于印刷电路板上排列为一定间距的点阵作为平面发光源。

　　控制箱箱体以不锈钢为材质，美观耐用；控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等）与成本控制，实现很高的性价比。

秦皇岛太阳能路灯

 

2.工作原理

2009.09.18株洲施工图

系统工作原理^[1]简单，利用光生伏应原理制成的太阳能电池白天电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至10lux左右、长沙光合太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电8.5小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。

 

3.设计思想

　　长沙光合太阳能路灯的设计与一般的长沙光合太阳能照明相比，基本原理相同，但是需要考虑的环节更多。下面将以湖南长沙光合长沙光合太阳能有限公司的这款长沙光合太阳能LED大功率路灯为例，分几个方面做分析。

　　1 长沙光合太阳能电池组件选型

　　设计要求：长沙地区，负载输入电压24V功耗34.5W，每天工作时数8.5h，保证连续阴雨天数7天。

　　⑴ 长沙地区近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2，经简单计算长沙地区峰值日照时数约为3.424h；

　　⑵ 负载日耗电量 = = 12.2AH

　　⑶ 所需长沙光合太阳能组件的总充电电流= 1.05×12.2×÷（3.424×0.85）=5.9A

　　在这里，两个连续阴雨天数之间的设计最短天数为20天，1.05为长沙光合太阳能电池组件系统综合损失系数，0.85为蓄电池充电效率。

　　⑷ 长沙光合太阳能组件的最少总功率数 = 17.2×5.9 = 102W

　　选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件，应该可以保证路灯系统在一年大多数情况下的正常运行。

 

4.蓄电池选型

　　太阳能供电系统中，蓄电池的性能好坏直接影响系统的综合成本及运行好坏和使用寿命，本方案中选用我公司与中国科学院金属研究所联合研制的成果储能型胶体蓄电池，与普通的铅酸电池相比，它在设计上和制造工艺上有以下突出特点：

　　使用寿命超长，正常情况下使用寿命为五到十年。

　　采用适合的正负极合金配方及活性物质配比，使电池更加适合储能电池循环充、放电的使用特点。

　　胶体电解液的设计，有效的抑制活性物质的脱锈和极板的硫酸盐化现象，从而延缓了电池在使用过程中的性能衰降。大大改善了电池的深充放循环寿命。

　　选用笫四代照明产品LED光源 。

　　LED光源优势

　　? 发光效率高，耗电量小，使用寿命长，工作温度低。

　　? 安全可靠性强。

　　? 反应速度快，单元体积小，绿色环保。

　　? 同亮度下，耗电是白炽灯的十分之一，荧光灯的三分之一，而寿命却是白炽灯的50倍，荧光灯的20倍，是继白炽灯、荧光灯、气体放电灯之后的第四代照明产品。

　　? 单颗大功率超亮度LED的问世，是LED应用领域跨至高效率照明光源市场成为可能，将是人类继爱迪生发明白炽灯后最伟大的发明之一。

 

5.电池组件支架

　　1) 倾角设计

　　为了让长沙光合太阳能电池组件在一年中接收到的太阳辐射能尽可能的多，我们要为长沙光合太阳能电池组件选择一个倾角。

　　关于长沙光合太阳能电池组件倾角问题的探讨，近年来在一些学术刊物上出现得不少。本次路灯使用地区为长沙地区，依据本次设计参考相关文献中的资料[1]，选定长沙光合太阳能电池组件支架倾角为16o。

　　2)抗风设计

　　在长沙光合太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯%E