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太阳能道路灯设计与思考
编辑:扬州市豪博光电科技有限公司   时间:2016-01-25


太阳能(Solar Energy),一般是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作发电,是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源。太阳能作为一种巨量可再生能源,每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿万桶石油,可以说是取之不尽、用之不竭。 太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能、化学能、水的势能等等。

  太阳能道路灯以太阳光作为能源,有太阳光的时候太阳能电池板给蓄电池充电,夜里面蓄电池给灯源供电使用,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,绿色环保,无需人工操作工作稳定可靠,节省电费免维护。

  1、太阳能道路灯系统介绍

  1.1 系统基本组成简介

  太阳能道路灯系统由太阳能电池板(单晶片或者多晶片)、太阳能道路灯智能充放电控制器(含路灯光控和时控)、太阳能道路灯控制箱、低压钠灯整流器、低压钠灯、蓄电池组和灯杆几部分构成;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。

  蓄电池箱以不锈钢或者镀锌铁板喷塑为材质,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。一般情况下太阳能道路灯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。

  1.2 工作原理介绍

  太阳能道路灯系统工作原理简单,太阳能道路灯生产厂家利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天太阳能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、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。通常,蓄电池放电时间可以自行设定,也可以光控,充放电控制器的主要作用是保护蓄电池,并对路灯的开关进行控制。

  2、系统设计思想

  根据太阳能道路灯厂家的思考,太阳能道路灯的设计与一般的太阳能照明相比,基本原理相同,但是需要考虑的环节更多。下面将以江苏承煦电气集团的太阳能道路灯为例子,分几个方面做分析。

  2.1 太阳能道路灯的太阳能电池组件选型

  设计要求:深圳地区,负载输入电压24V功耗34.5W,每天工作时间为8小时,保证连续阴雨天数6天。路灯设计为26W,3600LM。

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

  选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件2块,应该可以保证路灯系统在一年大多数情况下的正常运行。

  2.2 太阳能道路灯的蓄电池选型

  太阳能道路灯厂家在此情况下可选用2颗12V100AH的蓄电池就可以满足要求了。

  2.3 太阳能道路灯的太阳能电池组件支架

  2.3.1 太阳能道路灯的倾角设计

  太阳能道路灯厂家为了让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,我们要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。

  关于太阳能道路灯的太阳能电池组件最佳倾角问题的探讨,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深圳地区,依据本次设计参考相关文献中的资料[1],选定太阳能电池组件支架倾角为16o。

  2.3.2 抗风设计

  在太阳能道路灯系统中,太阳能道路灯厂家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,二为灯杆的抗风设计。

  2.4 太阳能道路灯控制器

  太阳能控制器全称为太阳能充放电控制器,是用于太阳能发电系统中,控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。

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