求太陽能路燈的設(shè)計(jì)思路與要點(diǎn)？？

隨著太陽電池轉(zhuǎn)換效率和生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用越來越廣泛，在照明領(lǐng)域，太陽能路燈作為光伏發(fā)電系統(tǒng)在國內(nèi)的主要應(yīng)用模式，被越來越多的所認(rèn)識并接受。筆者通過對多家公司的太陽能路燈資料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)很多人在太陽能路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮比較偏面，比如，對峰值時(shí)間的考慮、蓄電池容量的選擇以及對連續(xù)陰雨天的理解等。

本文結(jié)合工作中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對太陽能路燈的設(shè)計(jì)要點(diǎn)作進(jìn)一步的探討與分析。

1 太陽能路燈的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 太陽能路燈基本結(jié)構(gòu)

太陽能路燈主要由太陽電池組件、組件支架、光源、控制器、蓄

電池、燈桿等幾部分組成。

1.2 太陽能路燈的工作原理

太陽能路燈利用太陽電池的光生伏特效應(yīng)原理，白天太陽電池吸收太陽能光子能量產(chǎn)生電能，通過控制器儲存在蓄電池里，當(dāng)夜幕降臨或燈具周圍光照度較低時(shí)，蓄電池通過控制器向光源供電一直到設(shè)定的時(shí)間后切斷。

2 路燈設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)

2.1 通過已知太陽能路燈使用地來查找使用地的經(jīng)度與緯度。通過（中國不同傾斜面上太陽輻射數(shù)據(jù)庫）來確定太陽電池組件的傾 斜角與方位角及計(jì)算該地區(qū)的太陽能標(biāo)準(zhǔn)峰值日照時(shí)間。

2.2 路燈所選用光源的功率（W）。光源功率的大小直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)急穩(wěn)定性。

2.3 太陽能路燈每天晚上工作的時(shí)間（H）。這是決定太陽能路燈系統(tǒng)中組件大小的核心參數(shù)，通過確定工作時(shí)間，可以初步計(jì)算負(fù)載每天的功耗和與之相應(yīng)的太陽電池組件的充電電流。

2.4 太陽能路燈需要保持的連續(xù)陰雨天數(shù)（ d）。這個(gè)參數(shù)決定了蓄電池容量的大小及陰雨天過后恢復(fù)電池容量所需要的太陽電池組件功率。

2.5 確定兩個(gè)連續(xù)陰雨天之間的間隔天數(shù) D。這是決定系統(tǒng)在一個(gè)連續(xù)陰雨天過后充滿蓄電池所需要的電池組件功率。

3 太陽能路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與要點(diǎn)

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本原理相同，因而太陽能路燈的設(shè)計(jì)思路也可依據(jù)一般的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，先確定光源的功率，每天的工作時(shí)間，保證幾個(gè)陰雨天然后計(jì)算蓄電池的容量和太陽電池組件的功率。但太陽能路燈又有其特殊性，需要確保系統(tǒng)工作的穩(wěn)定與可靠，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意。

3關(guān)鍵部件選型

3.1 太陽電池組件

太陽電池組件的電壓會隨著溫度的升高而降低，由于高溫的影響，電池組件的電壓損失約 2V，而充電過程控制器上的二極管壓降 0.7V，所以選擇工作電壓為 18V 的組件。由于太陽能路燈的特殊性，太陽能電池板一般安裝在燈桿上，對于路燈桿而言，一般都是 5 米以上，重心較高，而且大部分太陽電池板都是懸掛式，為增強(qiáng)整套設(shè)備的抗風(fēng)力，一般選擇多塊太陽電池板組成所需要的組件功率。

3.2 蓄電池（組）

在選擇蓄電池時(shí)，須要考慮放電率對蓄電池容量的影響，溫度對蓄電池容量的影響，放電深度對蓄電池容量的影響等幾個(gè)方面。所以一定要選用深循環(huán)的太陽能專用蓄電池。蓄電池在進(jìn)行并聯(lián)連接時(shí)，需要考慮各單體電池間的不平衡影響，通常情況下并聯(lián)組數(shù)不宜超過 4 組。

3.3 控制器

控制器是整個(gè)路燈系統(tǒng)中充當(dāng)管理者的關(guān)鍵部件，它的最大功能是對蓄電池進(jìn)行全面的管理，好的控制器應(yīng)當(dāng)根據(jù)蓄電池的特性，設(shè)定各個(gè)關(guān)鍵參數(shù)點(diǎn)，比如蓄電池的過充點(diǎn)、過放點(diǎn)，恢復(fù)連接點(diǎn)及SOC放電控制等。在選擇路燈控制器時(shí)，特別需要注意控制器恢復(fù)連接點(diǎn)參數(shù)，由于蓄電池有電壓自恢復(fù)特性，當(dāng)蓄電池處于過放電狀態(tài)時(shí)，控制器切斷負(fù)載，隨后蓄電池電壓恢復(fù)，如果些時(shí)控制器各參數(shù)點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)，則可能出現(xiàn)燈具閃爍不定，縮短蓄電池和光源的壽命。

3.4 光源的選擇

光源的選型對于太陽能路燈來說是最關(guān)鍵的一步，目前針對太陽能路燈專用的光源較少，為減少有限能量的損失，光源盡量選直流光源。目前常見的光源有直流節(jié)能燈、高頻無極燈、低壓鈉燈和LED光源。LED 作為半導(dǎo)體光源，其發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，是太陽能路燈最為理想的光源，LED路燈光源是一款多功能、環(huán)保節(jié)能型路燈光源，適合在各種場合的照明使用。LED路燈驅(qū)動器是專門針對LED路燈系統(tǒng)所研發(fā)的產(chǎn)品，用于提供LED燈具穩(wěn)定的電源。運(yùn)用先進(jìn)的電子電力技術(shù)，設(shè)計(jì)了高效率增強(qiáng)以及超節(jié)能脈波寬度調(diào)變（PWM）兩種輸出模式，配合時(shí)間控制，可以在需要的時(shí)候（上半夜天黑人多車多的時(shí)候）以高效率增強(qiáng)模式點(diǎn)亮LED燈具，提供良好的照明，而其它時(shí)間段（后半夜人車稀少的時(shí)候）則以超節(jié)能模式輸出，節(jié)約蓄電池的電力的消耗。

4 結(jié)束語

太陽能路燈的設(shè)計(jì)需要科學(xué)、合理，除了上述幾點(diǎn)，還需要考慮路燈整體的結(jié)構(gòu)，特別是路燈的抗風(fēng)力的計(jì)算以及結(jié)合城市道路設(shè)計(jì)路燈整體的美觀性總之，影響太陽能路燈性能的因素很多，不一一贅述，一些人在設(shè)計(jì)太陽能路燈系統(tǒng)時(shí)往往把日照時(shí)間看作太陽能峰值時(shí)數(shù)，其實(shí)這是不正確的，這樣設(shè)計(jì)的結(jié)果會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。只有掌握了使用地的詳細(xì)氣象資源及使用條件，再結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，才能確保太陽能路燈能正常工作。
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