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太陽能道路燈設計與思考
編輯:揚州市豪博光電科技有限公司   時間:2016-01-25


太陽能(Solar Energy),一般是指太陽光的輻射能量,在現代一般用作發電,是地球上最直接最普遍也是最清潔的能源。太陽能作為一種巨量可再生能源,每天達到地球表面的輻射能大約等于2.5億萬桶石油,可以說是取之不盡、用之不竭。 太陽能的利用有被動式利用(光熱轉換)和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能、化學能、水的勢能等等。

  太陽能道路燈以太陽光作為能源,有太陽光的時候太陽能電池板給蓄電池充電,夜里面蓄電池給燈源供電使用,無需復雜昂貴的管線鋪設,可任意調整燈具的布局,安全節能,綠色環保,無需人工操作工作穩定可靠,節省電費免維護。

  1、太陽能道路燈系統介紹

  1.1 系統基本組成簡介

  太陽能道路燈系統由太陽能電池板(單晶片或者多晶片)、太陽能道路燈智能充放電控制器(含路燈光控和時控)、太陽能道路燈控制箱、低壓鈉燈整流器、低壓鈉燈、蓄電池組和燈桿幾部分構成;太陽能電池板光效達到127Wp/m2,效率較高,對系統的抗風設計非常有利。

  蓄電池箱以不銹鋼或者鍍鋅鐵板噴塑為材質,美觀耐用;控制箱內放置免維護鉛酸蓄電池和充放電控制器。一般情況下太陽能道路燈系統選用閥控密封式鉛酸蓄電池,由于其維護很少,故又被稱為“免維護電池”,有利于系統維護費用的降低;充放電控制器在設計上兼顧了功能齊備(具備光控、時控、過充保護、過放保護和反接保護等)與成本控制,實現很高的性價比。

  1.2 工作原理介紹

  太陽能道路燈系統工作原理簡單,太陽能道路燈生產廠家利用光生伏特效應原理制成的太陽能電池白天太陽能電池板接收太陽輻射能并轉化為電能輸出,經過充放電控制器儲存在蓄電池中,夜晚當照度逐漸降低至10lux左右、太陽能電池板開路電壓4.5V左右,充放電控制器偵測到這一電壓值后動作,蓄電池對燈頭放電。通常,蓄電池放電時間可以自行設定,也可以光控,充放電控制器的主要作用是保護蓄電池,并對路燈的開關進行控制。

  2、系統設計思想

  根據太陽能道路燈廠家的思考,太陽能道路燈的設計與一般的太陽能照明相比,基本原理相同,但是需要考慮的環節更多。下面將以江蘇承煦電氣集團的太陽能道路燈為例子,分幾個方面做分析。

  2.1 太陽能道路燈的太陽能電池組件選型

  設計要求:深圳地區,負載輸入電壓24V功耗34.5W,每天工作時間為8小時,保證連續陰雨天數6天。路燈設計為26W,3600LM。

 ?、?深圳地區近二十年年均輻射量107.7Kcal/cm2,經簡單計算深圳地區峰值日照時數約為3.424h;

  選用峰值輸出功率110Wp、單塊55Wp的標準電池組件2塊,應該可以保證路燈系統在一年大多數情況下的正常運行。

  2.2 太陽能道路燈的蓄電池選型

  太陽能道路燈廠家在此情況下可選用2顆12V100AH的蓄電池就可以滿足要求了。

  2.3 太陽能道路燈的太陽能電池組件支架

  2.3.1 太陽能道路燈的傾角設計

  太陽能道路燈廠家為了讓太陽能電池組件在一年中接收到的太陽輻射能盡可能的多,我們要為太陽能電池組件選擇一個最佳傾角。

  關于太陽能道路燈的太陽能電池組件最佳傾角問題的探討,近年來在一些學術刊物上出現得不少。本次路燈使用地區為深圳地區,依據本次設計參考相關文獻中的資料[1],選定太陽能電池組件支架傾角為16o。

  2.3.2 抗風設計

  在太陽能道路燈系統中,太陽能道路燈廠家需要非常重視的問題就是抗風設計??癸L設計主要分為兩大塊,一為電池組件支架的抗風設計,二為燈桿的抗風設計。

  2.4 太陽能道路燈控制器

  太陽能控制器全稱為太陽能充放電控制器,是用于太陽能發電系統中,控制多路太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負載供電的自動控制設備。

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