太阳能LED路灯系统的分析设计

酒泉职业技术学院

毕业设计（论文）

毕业论文（设计）成绩评定表

摘要：在世界能源短缺、环境污染日益严重的今天，充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策,节能成为了社会生活的主题。道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，绿色、高效、长寿命的LED路灯逐渐走入人们的视野。 (1)

一、引言 (2)

二、太阳能LED路灯系统 (3)

（一）太阳能LED路灯系统的构成 (3)

（二）太阳能LED路灯工作原理 (4)

（三）LED灯具介绍 (4)

三、太阳能LED路灯系统分析 (6)

（一）LED路灯系统电路图 (6)

（二）太阳能电池组件 (7)

（三）蓄电池 (7)

（四）太阳能控制器 (8)

（五）照明负载（LED灯具） (9)

四、太阳能LED路灯系统的设计 (9)

（一）LED系统设计要求 (9)

（二）LED系统设计思路 (9)

（三）LED系统设计原理 (10)

（四）LED路灯系统设计方案选择 (10)

（五）LED路灯系统参数设计及计算 (11)

灯具的布局及高度计算 (11)

光源照度的计算 (12)

路灯配置计算 (12)

五、设计总结 (13)

参考文献: (14)

致谢 (16)

太阳能LED路灯系统的分析与设计

摘要：在世界能源短缺、环境污染日益严重的今天，充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策,节能成为了社会生活的主题。道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，绿色、高效、长寿命的LED路灯逐渐走入人们的视野。

与传统的照明工具相比，超高亮白光LED照明源体积小、重量轻、方向性好并可耐各种恶劣条件，在功耗、寿命以及环保等方面有不可比拟的优越性，再加上太阳能灯具的节能性和安装简便，所以凡有工频交流电灯具的地方，LED灯具的触角就会到达，21世纪将是以固体发光材料为核心的，即以LED为代表的新型光源、绿色照明的世纪。今后,随着各国政府的高度重视和加大投入，太阳能LED路灯必将成为本世纪极具竞争力的新型绿色环保光源而掀起一次照明领域新的革命。

太阳能LED道路照明灯不需要架设输电线路或挖沟铺设电缆，不用专人管理和控制，可安装在广场、停车场、高尔夫球场、校园、公园、街道和高速公路等任何地方。

本文设计了一种具有时控和光控相结合的太阳能路灯控制器，利用光敏电阻实现光电控制。傍晚光线暗时控制器自动接通路灯电源，深夜行人少时根据设置的时间熄灭路灯，早上再自动接通电源点亮路灯、天亮后自动关断。

关键词：太阳能电池；LED；铅酸蓄电池；时控、光控电路

一、引言

面对人类的可持续发展，从现有常规能源向清洁、可再生的新能源过渡已经是必要趋势。因为新能源是依托高新技术的发展，开辟持久可再生能源的道路，以满足人类不断增长的能源需求，并保护地球的洁净。而太阳能发电，既不需要燃料，也没有烟尘和灰渣，不污染环境，非常清洁，是新能源领域重要发展的方向，并且太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的。在世界能源短缺、环境污染日益严重的今天，充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。

与传统的照明工具相比，超高亮白光LED照明源体积小、重量轻、方向性好并可耐各种恶劣条件，在功耗、寿命以及环保等方面有不可比拟的优越性，再加上太阳能灯具的节能性和安装简便，并且不需要架设输电线路或挖沟铺设电缆，不用专人管理和控制。所以太阳能LED灯必将成为本世纪极具竞争力的新型绿色环保光源而掀起一次照明领域新

的革命。

太阳能LED路灯发展状况：当前国际常规能源价格不断上涨，国内能源供应紧张，许多城市出现拉闸限电的尴尬，能源替代已上升到国家能源战略安全的高度，太阳能作为无限可再生能源，逐步部分替代城市生产、生活常规能源已是大势所趋。目前中国太阳能照明技术已经比较成熟，太阳能LED路灯的可靠性得到很大程度的提高，业界先进企业的太阳能LED照明灯具已经达到甚至超过国家照明标准，在能源紧张，拉闸限电的城市及用电困难的边远地区，有着很强的可推广性。

从长远来看，太阳能LED照明系统的前景很好，人们的消费着眼点首先是实用、成本低，而目前采用的太阳能发电照明系统是根据中国国情和民情研发的，性价比较高，太阳能LED照明在未来十年后将会普及，成为未来照明行业发展趋势。

二、太阳能LED路灯系统

（一）太阳能LED路灯系统的构成

太阳能LED路灯系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、LED灯头、控制箱（包括控制器和蓄电池）和灯杆几部分构成，如图1。

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，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。

图1 LED太阳能路灯系统的构成

（二）太阳能LED路灯工作原理

系统工作原理：太阳能LED路灯在白天通过太阳能电池组件“光生伏特效应”采集太阳光的能量，并将其转化为电能存储起来，即向蓄电池充电，在晚上光线较暗时由蓄电池经路灯控制处理器控制，点亮LED 灯用于路灯照明，在夜深时由太阳能智能控制器控制其关闭。

（三）LED灯具介绍

LED外施电压后在其内部会产生受激电子跃迁光辐射。按照不同半导体基本材料的物理特性，所产生的光波长是不同的，发光二极管的实质性结构是P—N结，在半导体P—N结通以正向电流时注入少数载流子，少数载流子的发光复合就是发光二极管的工作机理。半导体P—N结发

光实质为固体发光，而各种固体发光都是固体内不同能量状态的电子跃迁的结果，白光LED通常是在发射蓝光的InGaN基材上涂荧光材料，荧光材料在受到蓝光激励时会发出黄光，蓝光和黄光的混合物形成白光。

超高亮白光LED应用于太阳能灯具，单个束光型超高亮度LED发光管其产生的光线方向性太强，综合视觉效果较差，因此应首选平光型超高亮LED或平光型与束光型超高亮LED组合使用，将多个LED集中于一起，排列组合成一定规则的LED发光源。超高亮白光LED发光源既要保证有一定的照射强度，又要使其具有较高的光效，然而电流的增大，光通量虽然增大，但是，另一方面电流的增加会引起光源热损耗的增加，通常导致管温的增加，其综合效果是光效降低，所以把光通量和光效的交合点为最佳工作点，一般为。

超高亮白光LED发光源具有如下优点：

1.寿命长。LED的寿命长达100000h，而白炽灯的寿命一般不超过2000 h，荧光灯的寿命也不过5000 h左右。

2.效率高。相对于传统的第一代照明光源白炽灯，LED的功耗只有前者的10％～20％。

3.绿色环保。与广泛使用的第二代照明荧光灯相比，LED不含汞、无频闪，是一种环保光源。

4.耐低温。环境使用温度在一40℃～80℃，环境适应性非常强[7]。

灯输出功率调节。在太阳能应用的灯具当中，LED灯是最适合通过脉宽调节来实现输出不同的功率。限制脉宽或者限制电流的同时，对LED灯整个输出的占空比进行调节，经长期试验证明，脉宽调节方式的

LED灯，整灯产生的热量要小的多，能够延长LED的使用寿命。

LED由于自身的特性，必须要通过技术手段对其进行恒流或限流，否则无法正常使用。常见的LED灯都是通过另加一个驱动电源来实现对LED灯的恒流，但是这个驱动却占到整个灯总功率的10％-20％左右，在计算电池板功率和蓄电池容量的时候，必须多加10％－20％来满足驱动所造成的功耗。工业版控制器通过进行无功耗恒流，稳定性高，降低了整体功耗。

三、太阳能LED路灯系统分析

（一）LED路灯系统电路图

根据各部分电路的功能不同，LED路灯系统电路可以分为以下几个部分，太阳能电池板组件、过充过放电控制电路、STC12C2051单片机、蓄电池、时控光控电路、LED灯和时间显示电路。系统电路图如图2所示。由太阳能电池板通过7805稳压

电路为单片机供电，并通过为蓄电池充电，当蓄电池电压较低时其容量损耗得很快，使用寿命也会缩减，为延长蓄电池的寿命，要防止蓄电池出现过充或过放，因此本电路加的有过充过放控制电路。

图2 系统电路图

（二）太阳能电池组件

在新能源中，公认技术含量最高、最有发展前途的是太阳能发电。将吸收的太阳辐射热能转换成电能的装置，可分为两类：一类是太阳能热电直接转换；另一类是太阳能热动力发电，是将太阳热能通过热机带动发电机发电，其基本构成包括集热装置、储能系统、热机和发电机等。

(1) 太阳能光发电：直接将太阳的光能转换成电能的利用方式，可分为光伏发电、光感应发电、光化学发电和光生物发电。目前应用的光伏发电，是根据“光生伏特”效应直接将照射到太阳能电池上的光能转换成电能输出，一般由太阳能电池方阵及支架、蓄电池、控制器、逆变器等部分组成。其缺点是：能量密度底、转化效率底、受自然条件和气候环境因素影响大、初始投资高和间歇性工作。目前，光伏发电主要用于三大方面：为无电场合提供电源；太阳能日用电子产品(太阳能充电器、太阳能灯具等)；并网发电。

(2)太阳能电池板分为晶体硅（包括单、多晶硅）电池组件、非晶硅薄膜电池组件及砷化镓电池组件。

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，要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。通过Hay模型的计算，可以得到的不同倾角平面的月平均太阳辐照量变化。

（三）蓄电池

蓄电池组是太阳能LED路灯系统的储能装置，其作用是将白天有日照时发出的电能储存起来，在晚间或阴雨天时供负载使用。一般容量要

能在无太阳辐射的日子里，满足用户要求的供电时间和供电量，目前常用的是铅酸蓄电池。

蓄电池是一种化学电源，它将直流电能转变为化学能储存起来。需要时再把化学能转变为电能释放出来，由于光伏系统的功率输出每天都在变化，在日照不足发电很少或需要维修光伏系统时，蓄电池也能够提供相对稳定的电能，因此在太阳能LED路灯系统中，蓄电池对系统产生的电能起着储存和调节作用。

LED路灯系统采用铅酸免维护蓄电池，不需专门的维护；即便倾倒电解液也不会溢出，不向空气中排放氢气和酸雾；安全性能更好。

（四）太阳能控制器

太阳能控制器采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器，是一个微机数据采集和监测控制系统。既可快速实时采集光伏系统当前的工作状态，随时获得PV站的工作信息，又可详细积累PV站的历史数据，为评估PV系统设计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供了准确而充分的依据。此外，太阳能LED路灯系统控制器还具有串行通信数据传输功能，可将多个光伏系统子站进行集中管理和远距离控制，而且还对蓄电池有过充放保护作用。过充控制，就是在蓄电池处于过充状态时断开充电电路，过放控制电路就是在蓄电池处于过放状态时断开放电电路。

太阳能LED路灯系统控制器选择时要特别注意其额定工作电流必须同时大于太阳电池组件的短路电流和负载的最大工作电流。

（五）照明负载（LED灯具）

由于LED是直流供电器件，很容易制成直流灯具，广泛应用于直流系统，如太阳能灯具产品。超高亮白光LED应用于太阳能灯具，单个束光型超高亮度LED发光管其产生的光线方向性太强，综合视觉效果较差，因此应首选平光型超高亮LED或平光型与束光型超高亮LED组合使用，将多个LED集中于一起，排列组合成一定规则的LED发光源。

四、太阳能LED路灯系统的设计

（一） LED系统设计要求

一个设计得好的太阳能LED路灯系统，其设计标准为：

1.能稳定、可靠的给计划负载（LED灯源）供电；

2.根据使用地的地理位置、辐射条件选择好方阵的最佳倾角，以使太阳能电池板获得最佳的辐射度，并在一年中有时间上的均匀性；

3.太阳能电池方阵和蓄电池的选配是优化经济的；

4. LED路灯系统的整体设计安全可靠（抗风和防雷）；

5.尽量延长提高LED路灯系统蓄电池寿命；

（二）LED系统设计思路

1.太阳能辐照度和LED灯距的计算。

2.太阳能电池板功率及容量和蓄电池组容量的计算和选用。

3.蓄电池电量、充放电控制和充放电状态显示。

4.连续阴雨天三天LED路灯仍能照明。

5.光线暗时路灯自动点亮，为节省电能晚上24点熄灭，早上5点路灯点亮，早上光线强时路灯自动熄灭（开关灯时间点可调）。

6. LED路灯系统断电时可以保存用户所设定的各种参数。

7. LED路灯系统的抗风和防雷击能力。

8. LED路灯系统地基及蓄电池安装（考虑北方冬天的冻土及防水）。

（三）LED系统设计原理

太阳能LED路灯系统的设计包括两个方面：容量设计和硬件设计。

太阳能LED路灯系统容量设计的主要目的就是要计算出系统在全年内能够可靠工作所需的太阳电池组件和蓄电池的容量。同时要注意协调系统工作的最大可靠性和系统成本两者之间的关系，在满足系统工作的最大可靠性基础上尽量地减少系统成本。

太阳能LED路灯系统硬件设计的主要目的是根据实际情况选择合适的硬件设备包括太阳电池组件的选型，支架设计，电缆的选择，控制系统的设计、防雷设计、照明和照度设计等。

在进行太阳能LED路灯系统的设计之前，需要了解并获取一些进行计算和选择必需的基本数据：太阳能LED路灯系统现场的地理位置，包括地点、纬度、经度和海拔，还有该地区的气象资料等。

（四） LED路灯系统设计方案选择

太阳能LED路灯跟普通路灯控制电路功能基本一样，都是为了完成晚上亮灯，早晨熄灯的作用,还有就是对蓄电池的充电管理。国内外常用的控制器有单独的光控制型、时钟控器型等，但由于其工作原理不同，各有优缺点。

单独的光控型一般采用感光探头，当晚上光线弱时，自动开启路灯；早上光线较强时，自动关闭路灯，达到自动控制的作用。优点是系统通过光照强度来控制灯开、关，不用根据季节的变化和特殊的天气情况自动变换开关时间。但在实际使用中，感光探头难以判断各种干扰光线，

经常会产生误动作，产生一定的浪费[1]。

单独的时钟控型的控制器，要预先设定开关时间，使路灯按时亮灯、准时熄灯，从而达到自动控制的目的。优点是定时开关预先设定的开关时间不受外界干扰，除本身故障外不会产生误动作。缺点是不能根据季节变化和特殊的天气情况自动变换开关时间，需人工经常调整开关时间，费时费力，不利于节省电力。

路灯的智能控制这一课题己有研究者，但目前尚未有成熟的产品上市。本设计是结合以上几种控制方式的优点，综合从节电、经济和实用等方面考虑，利用定时控制和光敏电阻控制相结合的方式，实现太阳能LED路灯系统的设计。

（五）LED路灯系统参数设计及计算

LED路灯系统容量的设计及计算是整个系统的重要一步，是关乎系统能否正常运行及系统整体的使用问题。

灯具的布局及高度计算

根据道路的宽度、照明要求不同，一般有三种安装布灯方式：单侧布制；双侧交错布置；双侧对称布置。

LED灯具的安装高度（H）、间距（S）、与路宽（W）和布置方式间的关系如表1

LED 道路灯灯杆的安装高度要根据灯具的高度、道路周围树木和建筑物高度以及电池组件的形状、尺寸等确定，一般要比灯具的高度高1-1.5米。灯具的悬臂长度不宜超过安装高度的1/4，灯具的仰角不宜超过15o。

光源照度的计算

光源功率要根据道路照明照度要求及光源效率确定。光源照度计算公式为；

WS UKN

E φ=

其中，E 为光源照度；φ为总光通量；U 为利用系数（有LED 灯具利用系数曲线查出）；K 为维护系数；W 为道路宽度；S 为路灯安装间距；N 为与排列方式有关的数据。

路灯配置计算

（1）系统电压的确定。

太阳能路灯光源的直流输入电压作为系统电压，一般为12V 或24V ，在条件容许的条件下，要尽量提高系统电压，以减少线路损耗。

(2)光伏组件的容量计算。

组件容量计算公式为：

.085.043.1????=峰值日照时数光源工作时间光源功率P 其中，P 为光伏组件功率；是太阳电池组件峰值工作电压与系统电压的比值；两个分别为蓄电池的库伦效率和光伏组件衰减、方阵组合损失、尘埃遮挡等综合系数。

例如；光源功率为18W ，每天工作8h ，当地天日照时数为，则需要的光伏组件功率为85

.085.0443.1818????h h w = 具体功率选择要根据光伏组件规格进行，如选择75W 。

（3）蓄电池组容量的计算。

首先根据当地的阴雨天情况确定选用的蓄电池类型和蓄电池的存储天数，一般北方的存储天数为3-5天，西部少雨地区可以选择2天，南方的多雨地区可以适当的增加存储天数，容量计算公式：

系统电压

放电深度）（存储天数日工作时间负载功率蓄电池容量?+??=1 例如；光源功率为18W ，每天工作8h ，蓄电池存储天数为3天，放电深度一般取为，则需要的蓄电池容量为v

h w 127.0)13(818?+??=68Ah 根据系统电压和容量的要求选配蓄电池，如选择12V/65Ah 或

12V/75Ah 。

五、设计总结

本次毕业设计的太阳能路灯设计是针对已经存在的路灯进行改进，首先采用了太阳能电池作为能源，以达到环保节约的目的。设计中使用了光控和时控相结合的方法，避免了光控方法易受干扰，时控需频繁设置时间的麻烦，为了节约用电，在深夜行人较少时路灯根据设置的熄灯时间熄灭，早上行人多时根据设置的开灯时间亮灯，其次内部设置有蓄电池，用于保证在阴雨天气供电。本设计需要改进的地方有由于蓄电池自身的容量限制，不能保证在阴雨天长时间对外供电，为了保证一些重要场合的照明要求，特对LED 路灯系统进行了优化设计（风光互补）。

太阳能风光互补发电系统是一种风能和光能转化为电能的装置，工作原理是利用自然风作为动力,风轮吸收风的能量,带动风力发电机旋

转,把风能转变为电能,经过控制器的整流,稳压作用,把交流电转换为直流电,向蓄电池组充电并储存电能。利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电，供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。优点是可以弥补在只有光发电的情况下，连续阴雨天不能满足负载工作，其系统可以在没光照的情况下利用风力发电来供负载工作。

参考文献:

[1] 李钟实.太阳能光伏发电系统的设计与施工[M].北京:人民邮电出版社,2010

[2] 李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天出版社,1999

[4] 岳静,黄文轩.太阳能电源的应用与展望[J].北京:通讯世界，2002（02）:7

[5] 江雪山.智能路灯控制电路[J].天津:家庭电子,

[6] 赵贵顾,雷英豪.时钟控制器[J].北京:新颖实用电路,

[7] 冯昌,徐进明.超高亮度LED在太阳能城市灯光系统中的应用[J]．武汉:武汉科技学院学报，2003年（16）

[8] 赵争鸣,刘建政等.太阳能光伏发电及其应用[M].北京:科学出版社,

[9] 李建海.太阳能的开发与我国的可持续发展[J].兰州:兰州教育学院学报,2003（3）

致谢

经过这次毕业设计，使我对太阳能电池板的工作原理有了进一步的了解。在设计中我得到了胡老师的悉心指导，他的渊博知识、严格要求、严谨作风都给我留下了很深刻的印象，将使我受用一生，授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目

的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。

在此对老师表示感谢，另外在设计当中也得到了很多同学的支持，在此感谢他们。

鉴于水平有限，难免存在一些错误和漏洞，望各位老师、同学不吝赐教，在此向大家表示衷心的感谢。

太阳能LED路灯现场施工方法

路灯安装一、准备工作 1、拆装及组装地点选择：拆装地点应在安装地点附近，以便于组装后的运输。此外，安装地点铺有防雨布，放置因地面的凸起或细沙及污渍而造磨损、划伤及玷污等。 2、安装人员及工具：专业安装人员3～6名（安装任务较重时可相应增加安装人员），每人配备安装工具一套，包括万用表一块、大活口（安装地脚螺母）和小活口（安装其他各处螺母）各一把，平口螺丝刀、三角锁工装、十字螺丝刀和尖嘴钳各一把，绝缘胶布、防水胶带数卷，等。此外必须有吊车1辆，升降车1辆。 3、依照发货清单清点灯具；拆装并参照装箱清单一一核对各零部件并检查有无磕碰、磨损、变形和划伤等损坏，不合格品禁止安装； 4、灯杆组件及易磨损配件（例如太阳电池组件、灯头等）在放置时必须垫有柔软的垫物以免在安装过程中造成划伤等不必要的损坏。 5、下灯杆组件放置时，其上端处需有一铁架支撑，便于上灯杆组件的安装二、组装 1、组装灯杆组件（上灯杆组件和下灯杆组件、灯臂组件、太阳电池组件固定结构）1）安装灯臂：用细铁丝将下灯杆上裸露的护套线线端绑紧并用黑胶布缠裹；细铁丝的另一端穿过灯臂组件；在灯臂组件的顶端慢慢抽拉细铁丝，使得细铁丝带动护套线穿过灯臂组件，同时灯臂组件逐渐靠近下灯杆，直至灯臂上的面板于下灯杆上的灯臂凸台对准、紧贴，然后采用合适的螺栓紧固灯臂组件于下灯杆上；固定灯臂组件时，避免灯臂组件挤压护套线，造成护套线线皮受损乃至切断；断开细铁丝与护套线的连接；

2）安装灯具（内装有灯源）：将打开的灯具接近灯臂上端，裸露的护套线从灯具尾部穿进灯具内；拉动护套线，同时将灯具插入灯臂上，两者的重合长度为150mm；将护套线接在灯具内部的接线端子上，接线时注意正、负极接线的正确；以灯臂为中性转动灯具，使得灯罩正朝地面，然后将灯具固定于灯臂上；关闭灯具。 3)组装上灯杆组件： a、依次将支架组件和角钢框紧固于上灯杆组件上，螺纹连接部位要受力均匀、紧固；连接支架和角钢框的同时，采用细铁丝把护套线从灯杆中经过支架组件引到角钢框内； b、太阳电池组件护板护板放置于角钢框中，然后将太阳电池组件放置于护板上；安放太阳电池组件时，接线盒均处于高处，当太阳电池组件横放时，接线盒应向距灯杆组件近的方向靠拢； c、据路灯的系统电压和太阳电池组件的电压将太阳电池组件线接好，如路灯的系统电压为24V，太阳电池组件的电压为17V或18V，就应将太阳电池组件进行串联，串联的方法是第一块组件的正极(或负极)和第二块组件的负极（或正极）连接，若太阳电池组件的电压为34V，就应将太阳电池组件进行并联，并联的方法是第一块组件的正负极和第二块组件的正负极对应连接，接线时将太阳电池组件接线盒用小一字螺丝刀打开，把太阳电池组件电源线用小一字螺丝刀压接到接线盒的接线端子上，要求红线接正极，蓝线接负极，等线接好后将接线盒出线端的防水螺母紧固，并将接线盒内的接线端子处涂7091密封硅胶，涂胶量以使接线盒内进线孔处被完全密封为准，然后扣上接线盒盖，接线盒盖应扣紧，不可扣反； d、用万用表检测太阳电池组件连线（接控制器端）是否短路，同是检测太阳电池组件输出电压是否符合系统要求。在晴好天气下其开路电压应大于18V（系统电压为

太阳能LED路灯安装说明书

太阳能L E D路灯安装说明书公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

太阳能LED路灯安装说明书一、太阳能路灯工作原理太阳能电池组件在白天将太阳辐射转换成电能，向免维护蓄电池充电，晚上由蓄电池给光源负载提供电力，光源在天黑时自动亮灯。智能控制器对蓄电池的过充、过放进行保护，并对光源的开启及亮灯时间进行控制二、产品清单三、地基 1.地基坑开挖勘测地质情况，如果土质为硬地，安装灯具的位置开挖约1立方米的坑，如为松软土质或有特殊要求，开挖深度另定。确认好灯杆位置后，确认电池箱埋地位置，以距灯杆约米为宜。 2.固定位置

将电池箱放入电池箱坑内，地基预埋件放在地基浇筑坑正中，然后将PVC管的一端放置在电池箱内，另一端从地基浇筑坑中基础件上端固定板正中穿出。3.水泥浇筑以C20混凝土浇筑密实、牢固。五、太阳能电池组件安装 1、太阳能电池组件的输出正负极在连接到控制器前必须采取措施避免短接； 2、太阳能电池组件与支架连接时要牢固可靠； 3、组件的输出线应避免裸露，并用扎带扎牢； 4、太阳能电池组件要朝向正南，以指南针指向为准。六、蓄电池安装 1、蓄电池置于箱内时要轻拿轻放，防止砸坏控制箱； 2、蓄电池之间的连接线必须用螺栓压在蓄电池的连接线柱上，并使用铜垫片以增强导电性； 3、输出线在连接蓄电池后在任何情况下禁止短接，避免损坏蓄电池； 4、蓄电池的输出线与电线杆内的控制器相连时必须通过PVC穿线管； 5、上述完成后，检查控制器端的接线，防止短路。正常后关好控制箱的门。七、灯具安装 1、各部位组件固定：太阳能板固定在太阳能板支架上，灯头固定在灯臂上，再将支架与灯臂固定在主杆上，并将连接线穿引到电池

太阳能LED路灯

太阳能LED路灯我国的光电子产业近年来的发展速度很快，每年以30－40％的速度增长，但目前仅占全球市场的5％，估计到2010年将占全球市场的10％。另外，我国的LED 产业也发展极其迅速。中国高亮度白光GaN类的LED产量年增长率达到59％，2006年产量为72亿个，市场规模为90亿元我国的光电子产业近年来的发展速度很快，每年以30－40％的速度增长，但目前仅占全球市场的5％，估计到2010年将占全球市场的10％。另外，我国的LED 产业也发展极其迅速。中国高亮度白光GaN类的LED产量年增长率达到59％，2006年产量为72亿个，市场规模为90亿元。预计2010年产量将达到200亿个，超过日本，成为世界上第二大生产国。所以，这两者相结合，将使我国在这个领域走在世界的前列。只是有点遗憾的是，我国的太阳能电池板有95％都是出口，而只有5％是内销。而我国的发电70％以上都是由燃煤的火力发电厂产生的。看来关键还是从政府到老百姓都还缺乏环保的概念。太阳能路灯安装工程案例请参考 https://www.360docs.net/doc/a418657327.html,/a/cptp/2009/1008/130.html 一、中国的太阳能资源中国的太阳能资源是十分丰富的(如下图所示)

由图中可见，我国的东南沿海地区是比较差的，但平均日辐射量也可以达到每平方米3.2—3.8KW，也已经足够一个家庭的供电了。而2/3以上国土年总日照量＞5GJ/M2，理论储量相当于1.7万亿吨标准煤。太阳能资源丰富地区包括：青藏高原、西北地区、华北地区、东北大部、云南、广东、海南地区,年平均日照时间2200小时。北京地区一年日照约2300小时。现在很多德国家庭都已经开始在屋顶上安装太阳能电池板以供应整个家庭的用电，而德国一般城市年平均日照只有1600小时，可见德国公民对环保意识的浓厚。二、LED路灯和高压钠灯的比较太阳能最简单的应用是产生热水，其次是发电。而发电的一个很重要的应用是照明，中国的照明用电占全部电能耗费的12％。但大型的太阳能发电厂的建厂成本很高，而且大功率太阳能电池板要占用很大的无遮挡面积，所以太阳能照明最好的实现方法是和发光器件结合在一起，构成独立的照明装置。目前，最有前景的是太阳能路灯，太阳能庭院灯，太阳能草坪灯，太阳能信号灯和太阳能航标灯等。其中尤以太阳能LED路灯的经济价值最高。因为普通的路灯需要铺设很长的输电线路，而且随着距离的增加，电压会逐渐降低，过一定距离还要用变压器升

大功率太阳能LED路灯控制器设计方案

国家级大学生创新创业训练计划工程申报表推荐学校郑___________________________ 项目名称大_________ 项目类型V创新训练工程□创业训练工程□创业实践工程_________ 所属一级学科名称电气工程所属二级学科名称_________________________________ 项目负责人______________ 杨朝勋___________________ 申报日期___________________ 2018年3月17日 _______ 二O—二年三月

工程名称

一、工程实施的目的、意义随着经济和社会的发展，节能减排工作的深入，中国城市化建设进程的加快，作为城市基

础设施和城市景观之一的路灯建设和管理，越来越引起政府各部门的高度重视和社会各界的广泛关注。由于太阳能具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭的优点，LED灯又具有长寿命、节能环保的优点，因此，太阳能光伏发电技术与大功率LED照明技术相结合，构成绿色照明系统越来越受到政府和科研人员的关注，各种太阳能LED 路灯控制器也相继被开发出来。我国的路灯总数超过1亿盏，只要其中的6000万盏改成太阳能路灯，其每年节省的电量就超过一个三峡水电站的发电量，如果把今后每年新增的2000万盏路灯全部改用太阳能路灯，三年下来又是一个三峡水电站。由此可见太阳能路灯的节能效果是非常可观。同时，随着太阳能产业化进程和技术开发的深化，太阳能光伏发电系统的效率、性价比将得到迅速提高。因此，太阳能LED路灯具有极好的市场前景，而且也是开发可再生能源的一种最佳途径。开发和利用太阳能是远有前景，近有实效的事业。推广太阳能光伏发电技术在LED路灯照明中的应用是一个具有重大意义的课题。二、工程研究内容和拟解决的关键问题研究内容： 1、白天如何充分利用太阳能给阀控铅酸式密封蓄电池充电。 2、夜晚如何根据大功率LED的特性控制蓄电池放电。拟解决的关键问题： 1、将太阳能的最大功率点跟踪vMPPT）技术与蓄电池的多阶段充电方法有机结合起来，提咼系统对太阳能的利用率，延长畜电池寿命。 2、将LED的模拟调光与数字调光巧妙结合起来，使并联LED数目可以提前设定，亮度可以分时段调整，从而增强控制器的通用性，有效延缓LED的光衰。 3、在电路工作在大电流恶劣的环境下，如何防雷和防电磁干扰，提高控制器的稳定性，延长控制器的寿命。三、工程研究与实施的基础条件指导老师是中科院电工所博士毕业生，具有副教授职称，是电气信息工程学院基础创新实验室负责人，具有指导学生的丰富经验，2018年主持完成相关课题《太阳能LED 路灯照明的电源驱动与控制系统研究》，且已经通过省级签订，获国内领先。

太阳能LED灯具与LED路灯对比_图文(精)

太阳能LED路灯与普通LED路灯比较致：大连军分区警备司令部针对于客户的需求我公司特为客户选出了两款灯具进行比较：以太阳能LED路灯和普通LED路灯安装在同一小区用于日常亮化照明使用为标准，得出如下结论：对比项太阳能LED路灯普能LED 路灯功率16W 56W 价格7320元6760元施工无须布线铺设集束线供电方式DC12V蓄电池供电AC220V 年电费0元613.2 安装环境所有地区均可安装集中安装在某一条路上或小区内，安装地点不能太分散使用寿命3年3年

维护费用正常使用无认为破坏给与保修正常使用无认为破坏给与保修适用灯杆4～5米6～8米下列为选择两款灯具的技术参数：方案一：太阳能LED路灯具体参数如下：货物名称投标规格备注太阳能电池板多晶硅功率: 60W 蓄电池高可靠免维护铅-酸蓄电池（太阳能专用）容量：65AH 光源16W LED灯；光通量：1384流明（普通路灯头）附带检验报告光源数量1个控制系统光控+定时开关，12V 5A

过充、过放、短路、防水保护高可靠性设计。防雷功能防护等级：IP67 使用温度﹣30度至55度。照明时间日落至日出可为维持阴雨天数：冬季4天以上夏季5天以上。连续照明时间10小时以上额定工作5 小时后转入节能模式工作到天亮使用寿命太阳能电池板≥25年蓄电池≥3年。灯杆材料 Q235碳钢镀锌杆、喷塑处理。壁厚：3.5mm 灯高4M 抗风等级33米/秒（12级）。使用范围城市道路、广场等照明。实物图片如下：

DL1106-TY 产品图片（仅供参考，以实物为准）多晶硅太阳能电池组件，峰值功率: 60W（寿命25年）高性能、免维护太阳能专用电池12V 65Ah（寿命3年，专业地埋防水处理，有效延长电池寿命） 12V 5A,具有过充电保护，过放电保护，防雷，光控与时控等功

太阳能LED路灯智能控制系统商业实施计划书

太阳能LED路灯智能控制系统商业计划书

目录一．创业项目概述 (3) 二．团队介绍 (5) 三．产品内容 (7) 四．市场分析 (11) 五、市场营销 (13) 六、融资说明 (16) 七. 财务计划 (18) 八. 风险控制 (18) 九．项目实施难度 (20) 十．产品拟解决的问题及展望 (20)

一．创业项目概述 1.1项目意义随着人均能源消耗水平的增长，全球范围内面临的资源紧缺问题，这也导致全球石油和天然气储量的加速减少。另一方面，传统能源燃烧带来的环境污染问题也日渐突出。当前，全球在照明上的电力资源消耗差不多占全球电力资源消耗的，而道路照明电力资源消耗占其中的70%，中国照明用电约占全社会用电量的12%左右，采用LED灯替代白炽灯的节能减排潜力巨大。太阳能光伏发电技术与大功率LED照明技术相结合的绿色照明系统，兼具太阳能无污染、可循环利用的长处及LED 灯长寿命、节能环保的优点。因此，太阳能LED路灯控制器也相继被开发出来。然而，市场上的太阳能LED路灯控制器大多是属于定制的，通用性差，稳定性不高，而且结构简单，仅有基本的充放电控制功能，没有考虑到如何使太阳能电池板的能量转换率最大，提高蓄电池的能量转换效率和延长使用寿命等问题。本项目的控制器在完成基本充放电控制的基础上设计了合理的充放电控制算法来实现能量的充分利用和蓄电池的充分保护，有利于推动太阳能LED路灯控制系统大量推广使用。并优化路灯管理，实现对路灯的统一、实时、高效监控，可以节能并减少对偏远地区路灯维护所投入的人力、物力。 1.2产品概述本项目设计了一种通用性较强的大功率太阳能LED路灯控制器。该控制器以STM32单片机为控制核心，使用双向同步整流Buck-Boost电路作为电源变换的主电路，减少了开关器件

太阳能LED路灯主要技术要求

太阳能LED路灯主要技术要求：（一）、5m 20瓦太阳能路灯具体配件技术要求： 1、灯杆： 1.1杆高: 5米。杆壁厚：3.5mm。端部内径：75mm。底部内径：150 mm。灯杆的强度和硬度符合国家有关标准，使用寿命15年以上。 1.2法兰板采用等离子切割成形，周边光洁，无毛刺，孔位准确。 1.3 支架与主杆采用插接式，便于镀锌、喷塑、运输、安装；灯杆直线度偏差不大于全长 0.1%。 1.4灯杆内外热镀锌，锌层光滑、均匀、附着力高；锌层厚度≥85um，防腐寿命达30年以上；灯杆的寿命一般可达到50年。 1.5 喷塑灯杆表面热镀锌后经表面处理后，采用纯聚酯塑粉进行喷涂，塑层厚度不小于 100um，表面光滑，不变色，无流挂，无剥落等现象，寿命达20年以上。 1.6 抗风能力大于40m/s，抗震度大于8级，抗拉强度≥345N/mm2，保证整杆路灯在恶劣天气状况正常工作； 1.7 包装：采用塑泡纸包装； 2、支架 2.1 采用钢管（除与主杆连接部分外）经模压成形后，拼焊而成。 2.2 内外表面采用热镀锌处理，锌层厚度≥85um，防腐寿命达30年以上。 2.3 喷塑支架表面热镀锌后经表面处理，采用纯聚酯塑粉进行喷涂，塑层厚度不小于100um，表面光滑，不变色，无流挂，无剥落等现象，寿命达20年以上。 2.4 支撑杆、横档为优质低碳钢材，无凹陷等明显痕迹，并与主杆一样采用热镀锌，喷塑。 2.5 包装：采用塑泡纸包装。 3、LED灯具 3.1 灯具光源功率为20W，光通亮≥120LM/W，色温4000-6500K； 3.2 LED数量：20PCS 3.3 工作电压：12V； 3.4 灯具效率达到78%以上； 3.5 灯具防护等级达IP65以上；灯具所有接缝处均采用新型硅橡胶密封圈，防止喷水、蚊虫、灰尘进入； 3.6 外壳防护性能：II级； 3.7 触电防护等级：I类； 3.8 工作环境：-35℃~60℃； 3.9 使用寿命≥80000小时；

太阳能LED路灯智能控制系统研究

太阳能LED路灯智能控制系统研究作者：夏春来源：《科学导报·学术》2020年第44期摘 ;要：众所周知，太阳能作为无穷无尽的绿色能源被广泛应用于各领域，路灯照明领域更不可避免地需要参与。（威廉莎士比亚、哈姆雷特、太阳名言）（）LED灯以耗能少、寿命长、环保的优点进入了无数家庭。这两者因特定的特殊关联而一致，可以提高LED灯的利用率，节约一些资源，因此受到了越来越多的关注。但是，由于设计的特殊性，这种灯看起来非常不稳定，如果不采取相应的措施，不仅不能起到应有的作用，反而会增加额外的费用，因此，设计专业的智能LED太阳能路灯控制器是非常迫切的。本文基于太阳能LED路灯智能控制系统研究展开论述。关键词：太阳能LED路灯;智能控制;系统研究引言太阳能路灯不污染环境，不受供电影响，而且取之不竭用之不尽，目前在国内太阳能路灯已经有了成功的应用案例，但在能源的有效利用方面考虑的还不充足，控制系统正处于研究和开发阶段。窄带物联网（NB-IoT）具有广覆盖、低成本和低功耗的优势，可在现有的GSM网络、LTE网络上进行部署，其网络升级方便快捷，比较适合用来构建智能路灯通信网络。该文提出了基于窄带物联网的路灯监控系统，实现了分时段自动开关，对路灯的状态、电量、故障可自动检测，并将采集的信息发送到云平台，使路灯管理和维护更加便捷。 1路灯控制器的设计原则太阳能路灯是利用太阳能作为能源的路灯，不受电力影响，不污染环境，太阳能具有无穷的特点，可以有效地解决照明领域的能源不足问题。目前太阳能路灯在国内已有成功的应用实例，但基本上没有考虑能源的有效利用，控制系统也处于研究和开发阶段。本文设计的太阳能LED路灯系统是C8051F852主控制器，可智能管理LED路灯控制，有效防止蓄电池因充电不当而缩短寿命，通用性高。智能LED太阳能路灯使用太阳能电池供电，其照明系统由太阳能电池板、控制器等6个板组成，特别是系统采用时电互补方式，可以弥补太阳能组件的不足。也就是说，电力系统在太阳能电力不足的情况下自动切换到市电，对LED太阳能路灯的普及具有非常重要的意义。为了实现更好的服务质量，需要设计专用控制器。该特殊控制器可以根据环境温度自动调节充电电压，通过收集重要参数进入专用系统做出运算决定，从而准确控制温度补偿补偿。该控制器应用于路灯领域，不仅有助于减少不必要的投资，还能获得节能和减排效果。路灯控制器的设计原则如下：①控制器的基本功能是延长系统寿命，包括系统完成充电和放电控制，实现准确的LED驱动功能。②控制器的可靠性可以保证系统抵御极端环境因素的攻击，防止系统损伤，长期稳定运行。③控制器的智能使系统能够根据收集到的各种数据

太阳能LED路灯项目实施方案

太阳能LED灯实施方案、项目实施步骤、需求分析(略) 、功能分析 LED太阳能灯，具有节能、环保、寿命长，免维护等优点，光源可以采用几百颗高亮度LED组成，内置路灯控制器(光控、时控)及LED恒流驱动器，用户只需要连接灯杆、蓄电池，就可以完成太阳能路灯的组装生产。产品适用于小区道路、庭院、工业园区及新农村亮化工程的照明。太阳能LED灯不需要外接220V电源，提高安全性。采用太阳能作为驱动。每个LED 灯组都配置一个单独的太阳能电池板，该电池板能够使电池在阳光充足的条件下充电。可以将它们放置在家门口，信箱上，柱子等白天或者夜晚需要高亮度照明的地方。灯的电池不需要直接的太阳光，仅仅需要对着天空即可。只要有太阳光，灯的电池就可以自动充电，同时，日落之后灯就会自动发亮。不需要保养，不需要更换电池，不需要更换灯泡。灯的特点： 1. 采用太阳能驱动，不需要电力 2. 采用LED为光源，不需要更换灯泡 3. 电池在充足电之后可以维持发光 4. 灯可以自动启动和关闭 5. 具备良好的防水和耐环境侵蚀的性能 2.1 、系统组成太阳能LED灯指的是用太阳能电池板作为能源采集方式替代传统的市电接入方式，采集太阳能转换为电能存储到蓄电池，在需要照明时驱动照明设备，这里的照明设备采用高亮度LED替代传统的照明灯。产品由四大部分组成，即： 1) 太阳能采集和转换部分——太阳能板； 2) 电能存储部分——蓄电池； 3) 照明部分一一高亮度LED灯 4) 控制电路； 5) 其它——如支撑部件，控制箱灯。

太阳能板 2.2 、系统部件指标：组件功能类型一太阳能电池板利用光伏效应将太阳能转换为电能单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池（总称晶体硅太阳电池）和非晶硅太阳电池电池存储电能有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种，主要是第一个，普通铅酸蓄电池需要维护，而碱性镍镉蓄电池较贵 LED 灯照明白色，彩色，单个大功率或多个小功率电路过充、过放保护，光控、时控，防反接，LED 恒流驱动单片机或比较器方式其它提供物理支撑，连线等灯架，控制箱，连线图3系统电气i 控制电路 :匕表1、部件功能图？太阳能LFD 路灯结构示意图蓄电池 LED 灯图1太阳能路灯实物图灯头姜示意图

太阳能LED路灯项目实施方案

太阳能LED灯实施方案一、项目实施步骤一、需求分析（略）二、功能分析 LED太阳能灯，具有节能、环保、寿命长，免维护等优点，光源可以采用几百颗高亮度LED组成，内置路灯控制器（光控、时控）及LED恒流驱动器，用户只需要连接灯杆、蓄电池，就可以完成太阳能路灯的组装生产。产品适用于小区道路、庭院、工业园区及新农村亮化工程的照明。太阳能LED灯不需要外接220V电源，提高安全性。采用太阳能作为驱动。每个LED灯组都配置一个单独的太阳能电池板，该电池板能够使电池在阳光充足的条件下充电。可以将它们放置在家门口，信箱上，柱子等白天或者夜晚需要高亮度照明的地方。灯的电池不需要直接的太阳光，仅仅需要对着天空即可。只要有太阳光，灯的电池就可以自动充电，同时，日落之后灯就会自动发亮。不需要保养，不需要更换电池，不需要更换灯泡。灯的特点： 1.采用太阳能驱动，不需要电力 2.采用LED为光源，不需要更换灯泡 3.电池在充足电之后可以维持发光 4.灯可以自动启动和关闭 5.具备良好的防水和耐环境侵蚀的性能

2.1、系统组成太阳能LED灯指的是用太阳能电池板作为能源采集方式替代传统的市电接入方式，采集太阳能转换为电能存储到蓄电池，在需要照明时驱动照明设备，这里的照明设备采用高亮度LED替代传统的照明灯。产品由四大部分组成，即： 1）太阳能采集和转换部分——太阳能板； 2）电能存储部分——蓄电池； 3）照明部分——高亮度LED灯 4）控制电路； 5）其它——如支撑部件，控制箱灯。图3 系统电气连接示意图

表1、部件功能2.2、系统部件指标： 1、太阳能电池板指标：材料（单晶硅，多晶硅，非晶体）；非晶硅

LED路灯与太阳能的完美结合(图)

LED路灯与太阳能的完美结合(图) 现在可能已经很少有人怀疑LED路灯相对于高压钠灯路灯的优越性。然而遗憾的是目前大多数的LED路灯仍然采用交流电供电，一方面是交流电路灯的技术已经是十分成熟，而太阳能路灯还有很多不确定因素，另一方面主要的考虑仍然是太阳能的初始投资过大，从而忽略了太阳能供电的很多根本优越性。人所周知太阳能最重要的一个优点是它是一种取之不尽用之不竭、最清洁的可再生能源!它可以真正解决地球变暖的问题!它将最终取代所有的能源! 然而真正要用太阳能来取代一切能源还是一个长期而艰难的任务，虽然太阳能无处不在，然而它的采集需要一定的照射面积。显然沙漠是最理想的地点，但是长距离的输配电将会消耗大量的昂贵铜材，只有紧

邻沙漠的大城市才有试用的价值。而在一般人烟密集地区的大城市是很难找到这样一个空旷开阔的地点的。农村则受到经济条件的限制，不大可能现在就大面积推广。任何新生事物最好先从小打小闹开始，而且采用“自产自销”的方法，路灯就是一个最好的最先采用太阳能的试点工程。而且，节能和减排一样，必须先由政府倡导，甚至像德国那样采用政府补贴的方法来推广。幸好路灯工程本来就是政府工程，是由政府来进行招投标的。所以政府的决策人士一定要认识清楚，LED路灯是肯定要取代高压钠灯的，同时，太阳能LED路灯也是一定要取代交流电LED路灯的。 1.所有路灯改为太阳能路灯可以节省一个三峡水电站的发电量 LED路灯比高压钠灯要节能，早已为人们所认识。不过可能还缺乏一些定量的概念。现在公认100瓦的LED路灯可以取代250瓦的高压钠灯，所以可以简单地认为，每一盏LED路灯可以节约150瓦电。然而，如果改成用太阳能供电的话，那么连这100W的电也能节省下来，也就是说，每盏路灯可以节省250瓦电。据有关方面估计，中国现有路灯总数大约在一亿盏以上，并以每年20%的速度增长，2008年就新增路灯2000万盏。假如这一亿盏路灯可以折合成为6000万盏250瓦的路灯，再假定这6000万盏路灯全部改成太阳能LED路灯，那么总共可以节约1500万千瓦的功率。假定每盏路灯每天工作12小时，在1年内将节约657亿度电。而三峡水电站在2007年的发电总量为616.03亿度电。因此

一种大功率太阳能LED路灯恒流驱动电路的设计

一种大功率太阳能LED路灯恒流驱动电路的设计发表时间：2019-08-27T16:10:22.717Z 来源：《建筑细部》2018年第29期作者：王飞[导读] 大功率LED恒流驱动技术被广泛应用在太阳能LED路灯系统中。王飞南京普天大唐信息电子有限公司江苏南京 210000 摘要：大功率LED恒流驱动技术被广泛应用在太阳能LED路灯系统中。本文讨论了如何实现MPS公司MP4012系列芯片满足太阳能LED路灯照明系统中的应用。不仅实现了基本的升压恒流功能，还具有短路、开路等多重保护功能，保证LED光源稳定输出外，使系统得到更全面的保护，有效降低了太阳能路灯系统的使用和维护成本。关键词：太阳能路灯；DC-DC恒流驱动；LED照明 1 引言随着人类社会的快速发展，能源短缺问题变得日益突出。而太阳能作为取之不尽、用之不竭的绿色能源被广泛推广和应用。对比白炽灯、荧光灯等传统光源时，大功率LED光源具有寿命长、节能、发光效率高、响应快、环保等显著优点[1]。结合了太阳能光伏发电技术与大功率LED照明技术[2]的太阳能路灯系统因其无需铺设市电线路、节能环保、全自动运行等优点在户外道路照明领域得到了广泛应用。 LED光源属于非线性负载，驱动电源设计是否合理对LED光源的性能、寿命起着决定性的作用，设计不合理会引发光衰进一步增大、驱动电源自身故障率高等问题[3]。目前在太阳能LED路灯应用领域中已广泛采用了恒流驱动方式，但是该领域用的恒流驱动电源普遍存在电路复杂、恒流质量不高、保护功能不全面可靠等问题。本文以MPS公司的MP4012系列芯片为核心搭建的DC-DC升压恒流驱动电路，能够实现高质量高效率的调光功能，由于驱动芯片内部集成了多种保护及驱动电路，无需额外增加外部保护功能电路的情况下，可以实现输出短路保护、输出开路保护及自动恢复、输出过压保护、输入低压锁定输出等功能。本方案驱动电源电路拥有转换效率高且外围器件少的优点，具有一定的实用参考价值。 2 恒流驱动电源设计图1为一种太阳能路灯使用的大功率LED恒流驱动电路图。本方案主要由MP4012芯片、微控制器接口和一些外围元器件构成。恒流源输入端Vin接电池，输出端LED+和LED-之间接大功率LED光源，本系统可以满足12V或24V系统电池电压输入，15~60V宽范围电压输出的太阳能LED路灯系统的应用。同时可以通过微控制器的接口Analog_Dim控制芯片的ISET引脚实现模拟调光功能，用户可自行设定LED灯的工作电流，具有很强的灵活性，拥有输出短路保护，输出过压保护等功能。图1 大功率LED恒流驱动电路图 3 电路工作原理 3.1 Boost升压电路原理分析如下图2是Boost升压电路的基本拓扑结构，主要由电感L1、开关管M1以及二极管D1组成。Boost升压电路的工作原理可以分为电感储能过程和电感释放能量过程。当开关管导通时，电感充电储能，在此过程中，二极管反向截止，由电容Cout给负载提供能量，维持负载工作；当开关管断开时，由于电感电流不能突变，此时电感和输入电压叠加共同给负载提供能量，并且给电容Cout充电。由此可知，对开关管的控制技术是该电路的核心。图2 Boost升压电路的拓扑结构 3.2 大功率LED路灯恒流电路分析经过上述分析，我们对Boost升压电路有了基本的概念，下面我们将介绍在大功率太阳能LED路灯上实用的恒流源电路，但本文不涉及电感、开关管、二极管等功率器件的电路参数选型。典型的太阳能路灯应用领域中，电池输入一般为12V系统，负载一般为标称1W每颗的大功率LED灯珠进行串、并联而成的灯具，通常为5-15串的LED灯（即15-45V额定工作电压），功率40W以下。为满足低压输入高压恒流输出的需求，本设计以MP4012芯片为核心组成了Boost升压恒流电路。图1的Boost升压恒流电路的主拓扑电路结合图2可知由功率电感L1、二极管D1、升压MOS管M1、输出电容Cout等元器件构成，MOS管M1、M2的驱动控制部分电路则由MP4012芯片内部集成。RT电阻确定了Boost升压MOS管M1的开关频率，取值为两种，一种为96K欧姆时，频率为580KHz左右；一种为500K欧姆时，频率为115KHz左右，过高的开关频率对PCB的设计要求较高同时也会增大开关损耗进而减小开关电源的转换效率，本方案选了115KHz频率作为驱动MOS 管的开关频率。

太阳能LED路灯的设计

太阳能LED路灯的设计摘要近年来能源及与之相关的环境成为全世界各国最为关注的热点，各国都在从自己本国的国情出发来解决能源与环境问题。对我国来说，由于人均能源资源短缺（尤其是油、气、水），环境容量（亦是资源）有限，西部生态脆弱，这个问题尤为严重，它将极大的制约我国的可持续发展以及为中华民族子孙万代生生息息留有生存空间。从某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。近年来，我国GDP每年以10%的速度发展，能源消耗急骤增加，环境、生态日益恶化。这种对自然无序的、掠夺性索取的发展模式已难以为继，实际上已造成当前十分严重的、不可逆转的后果，大自然的惩罚已经不断地凸现出来，并还要继续加重。在这样的严峻形势下，节能成为了社会生活的主题。本文设计了一种具有时控和光控相结合的太阳能路灯控制器，利用光敏电阻实现光电控制。傍晚光线暗时控制器自动接通路灯电源，深夜行人少时根据设置的时间熄灭路灯，早上再自动接通电源点亮路灯、天亮后自动关断。关键词：控制器，蓄电池充放电控制，太阳能电池，LED，铅酸蓄电池，时控、光控电路

目录 1 引言 (3) 1.1太阳能路灯工作原理 (4) 2 方案论证 (5) 2.1 设计要求 (5) 2.2 方案选择 (5) 3 系统总体框图 (6) 4 系统硬件 (6) 4.1 太阳能电池板 (6) 4.2太阳能电池的基本特性 (7) 4.3 蓄电池 (7) 4.4 太阳能控制器 (8) 4.5照明负载 (10) 4.6 蓄电池和太阳能板的选用 (11) 4.7 过充、过放控制电路 (12) 5 太阳能路灯系统设计 (13) 5.1 设计要求 (13) 5.2 设计原理 (14) 总结 .....................................................................错误！未定义书签。参考文献.. (14)

太阳能LED路灯安装说明书

太阳能LED路灯安装说明书一、太阳能路灯工作原理太阳能电池组件在白天将太阳辐射转换成电能，向免维护蓄电池充电，晚上由蓄电池给光源负载提供电力，光源在天黑时自动亮灯。智能控制器对蓄电池的过充、过放进行保护，并对光源的开启及亮灯时间进行控制二、产品清单三、地基 1.?地基坑开挖勘测地质情况，如果土质为硬地，安装灯具的位置开挖约1?立方米的坑，如为松软土质或有特殊要求，开挖深度另定。确认好灯杆位置后，确认电池箱埋地位置，以距灯杆约0.5?米为宜。 2.?固定位置将电池箱放入电池箱坑内，地基预埋件放在地基浇筑坑正中，然后将PVC?管的一端放置在电池箱内，另一端从地基浇筑坑中基础件上端固定板正中穿出。 3.水泥浇筑以C20?混凝土浇筑密实、牢固。

五、太阳能电池组件安装 1、太阳能电池组件的输出正负极在连接到控制器前必须采取措施避免短接； 2、太阳能电池组件与支架连接时要牢固可靠； 3、组件的输出线应避免裸露，并用扎带扎牢； 4、太阳能电池组件要朝向正南，以指南针指向为准。六、蓄电池安装 1、蓄电池置于箱内时要轻拿轻放，防止砸坏控制箱； 2、蓄电池之间的连接线必须用螺栓压在蓄电池的连接线柱上，并使用铜垫片以增强导电性； 3、输出线在连接蓄电池后在任何情况下禁止短接，避免损坏蓄电池； 4、蓄电池的输出线与电线杆内的控制器相连时必须通过PVC穿线管； 5、上述完成后，检查控制器端的接线，防止短路。正常后关好控制箱的门。七、灯具安装 1、各部位组件固定：太阳能板固定在太阳能板支架上，灯头固定在灯臂上，再将支架与灯臂固定在主杆上，并将连接线穿引到电池 2、立杆：立杆之前要测试线路安装等正确，确定灯亮，一切正常后方可立杆，灯杆起吊时要注意安全防范，螺丝绝对要紧固好，朝阳角度不能有偏差。 3、将蓄电池放进电池箱，按照技术要求，将连接线连接到控制器，先连接蓄电池，再连接负载，然后接太阳能板，接线时要严格按照标明接线连接，不能接反，正负两极不能碰撞，否则将会损坏控制器。 4、调试一切正常后，方可封好控制箱。注意事项 1、太阳能路灯的所有器件在安装过程中应勿划伤、磕碰； 2、?蓄电池在运输、安装过程中切勿倒置及放置在潮湿处和暴晒于太阳光下； 3、各线路连接切勿短路（正负极接触）； 4、系统接线顺序：蓄电池－电池板－负载； 5、系统拆卸顺序：负载－电池板－蓄电池； 6、安装时太阳能电池板必须朝正南方，最好用指南针确定方位；

太阳能LED路灯系统设计方案

太阳能LED路灯系统设计方案 1.0总述如今，太阳能已经成为人们公认的结净的绿色能源，并逐渐应用于民生，造福人类。其中太阳能庭院灯就是太阳能应用方式的一种，依靠白天太阳照射太阳能光伏组件而产生电能，并将所产生的电能输送到蓄电池进行储存。晚上当光照度降到一定程度时或达到某一时刻，通过控制器控制，使蓄电池对光源用电器放电。待到光照度升高到一定程度或某一时刻时，自动关闭用电。 2.0系统总体设计太阳能路灯主要由太阳电池组件、组件支架、电控箱(内装控制器、蓄电池)、灯杆(含灯具)等几部分组成。系统示意图如下图：图1 太阳能路灯系统示意图 2.1系统设置本系统使用地区为**，其平均标准光照小时数为4.46小时。设系统每天正常工作8小时，每月连续阴雨天为5天，每两个连续阴雨天间隔20天。 2.2设计流程本系统设计过程主要包括：灯杆的选型，灯具的选型，太阳能组件的配置，蓄电池、控制器的配置，系统保护措施设定。

3.0灯杆的选型灯杆是整个路灯的支撑部分，对其硬度，高度，抗风能力，防腐等有较高的要求;现在常用的材料为Q235，通过一系列工艺加工而成，表面喷镀80μm的防腐层。本系统安装路况为主干道，路宽30米，采用双侧对称排布。根据路灯施工设计规范(见表1)，本系统采用截光型灯具，安装高度为10米(按照标准本应安装高度为15M，但是考虑高度越高，需要灯具的功率越大，灯杆设计越复杂，综合考虑后选择灯杆为12米，灯具安装高度为10米)，间距为30米。灯杆上下口直径为Ф70/Ф250，材料厚度为3.75mm，圆锥度为11‰，地基尺寸500*500，法兰盘尺寸及孔间距400*400*18-300，基础架尺寸为300*300-Ф18。表1 灯具的配光类型、布置方式与灯具的安装高度、间距的关系注: Weff为路面有效宽度(m)。 4.0路灯功率的选择根据路灯施工设计规范中对机动车交通道路照明标准(见表2)的要求，本系统属于级别I，路面平均照度取20勒克斯(lx)。则由此可得出灯具的总光通量为：光通总量=(平均光照度*维护系数*照射面积)/(灯具数量*灯具利用系数)=(20*0.9*15*30)/0.95=8526lm。

基于51单片机太阳能路灯的控制系统

本设计基于C8051F330的PWM 限流控制器结合蓄电池充放电特性和电池伏安特性，专为LED路灯设计的充放电路。白天太阳能电池板给蓄电池充电作为供电能源，灯不亮；在晚上，蓄电池对LED路灯放电，达到照明目的。 1 太阳能路灯控制系统硬件设计 1.1 硬件组成路灯控制电路系统如图1- 1 所示。图1-1 路灯控制电路系统 1.2 控制器 1.2.1 充放电电路选用C8051F330 单片机作主控制芯片，检测太阳电池电压、蓄电池电压及充放电流等参数，并按一定算法控制MOS管的导通和关断，达到控制路灯系统充放电的功能。图1- 2 为控制器充放电电路图，电池板电压经R1 和R2 分压送至 A/D转换口检测，以判别光线强弱。光照充足时，电池板给蓄电池充电。控制器实时检测蓄电池端电压，同时按设定转换点的蓄电池端电压值，控制充电各阶段的电压转换和停充。图1-2 充放电电路 1.2.2 MOSFET开关电路

设计中用MOSFET 实现电路通断。MOSFET 开关频率高适合作为PWM 控制充电开关。采用N 沟道MOSFET ，导通电压Vth>0，由图1- 3 实现MOSFET 驱动。R1 为基极限流电阻，C 为加速电容。当输入信号上升、下降时，R1 电阻瞬间被旁路并提供基极电流，在晶体管由导通状态变化到截止状态时能够迅速从基区取出电子（因为R1 被旁路），消除开关的时间滞后，提高开关速度。图1-3 MOSFET 驱动电路图 1.3 电流采样电路通过康铜丝电阻采样的电压经LM358 放大输入单片机，进行数据的处理。如下图1- 4 所示。图1-4 电流的采样电路回路电流在康铜丝电阻上产生的压降输入到放大器的反向输入端。其中 10-R R -U U R U R U -0V 0U -U 12032 31021==== 1.4 电源电路

太阳能LED路灯项目实施参考方案样本

太阳能LED路灯项目实施参考方案

、系统组成太阳能LED灯指的是用太阳能电池板作为能源采集方式替代传统的市电接入方式，采集太阳能转换为电能存储到蓄电池，在需要照明时驱动照明设备，这里的照明设备采用高亮度LED替代传统的照明灯。产品由四大部分组成，即： 1）太阳能采集和转换部分——太阳能板； 2）电能存储部分——蓄电池； 3）照明部分——高亮度LED灯 4）控制电路； 5）其它——如支撑部件，控制箱灯。太阳蓄电 LED 控制指示

图3 系统电气连接示意图组件功能类型太阳能电池板利用光伏效应将太阳能转换为电能单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池（总称晶体硅太阳电池）和非晶硅太阳电池电池存储电能有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种，主要是第一个，普通铅酸蓄电池需要维护，而碱性镍镉蓄电池较贵 LED灯照明白色，彩色，单个大功率或多个小功率电路过充、过放保护，光控、时控，防反接，LED恒流驱动单片机或比较器方式其它提供物理支撑，连线等灯架，控制箱，连线表1、部件功能、系统部件指标： 1、太阳能电池板指标：

太阳能LED路灯产品说明书

太阳能LED路灯说明书

目录一、产品介绍 (1) 二、工作原理 (1) 三、产品构造 (2) 四、储存及工作环境 (3) 五、LED灯具简介 (3) 1、LED路灯技术参数 (3) 2、LED路灯产品特点 (3) 六、安装说明 (4) 1、安装前须知事项 (4) 2、安装前准备 (4) 3、安装操作流程 (5) 4、安装顺序 (8) 5、安装要点 (9) 6、注意事项 (10) 七、故障处理 (11)

一、产品介绍随着人们生活水平的提高和社会的不断发展，为使赐给大地光明的太阳在夜晚也能为人类照明，太阳能路灯应运而生，它采用优质高效太阳能硅片及钢化玻璃生产的太阳能电池供电，安全、可靠、寿命长。优化低能耗控制电路、过充、过放保护、自动光度控制，性能可靠，蓄电池容量大，可在连续5～7个阴天正常工作。高强度、耐高温、耐腐蚀的工程塑料灯罩透光率强，不锈钢结构，美观、坚实，安装、维修方便。太阳能LED路灯白天利用太阳能电池板将太阳能转换成电能给蓄电池充电，晚上蓄电池放电使LED灯发光工作，属于当今社会大力提倡利用的绿色能源产品。广泛应用于城市道路、小区道路、工业园区、景观亮化、旅游风景区、公园、庭院绿化带、广场、步行街、健身休闲广场等场所。二、工作原理系统工作原理，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池板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，当夜幕降临时或灯具周围的光照程度较低时，蓄电池提供电力给LED路灯负载。太阳能路灯主要由LED光源（含驱动）、太阳能电池板、蓄电池（包括蓄电池埋地箱）、太阳能路灯控制器（包括控制箱）、路灯灯杆（含基础）及辅料线材等几部分构成。太阳能路灯在晴天利用太阳光照发电，产生电能。控制器对蓄电池的过充、过放进行保护，并对光源的开启和亮灯时间进行控制。

太阳能LED路灯的课程设计

课程设计课程名称新余市的太阳能路灯设计班级10级光伏发电（1）班专业光伏发电技术及应用学号：1003030129 姓名：肖国豪指导教师：李玲提交日期：2012 年06 月21 日课程设计成绩：

摘要随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓无处不在，太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭"的安全、环保新能源越来越受重视。同时，也随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的双重优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。太阳能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。研究方法是设计步骤中的核心问题，最终采用了限流控制器，该控制器为结合铅酸蓄电池充放电特性和太阳电池伏安特性，专为负载LED灯具设计一款充放电控制器，其利用PWM技术队LED进行稳压限流供电，从而达到延长LED使用寿命的目的。此外充电电路太阳能路灯系统是利用太阳能电池的光伏效应将太阳光能直接转换为电能，选择一个合适的蓄电池的充电管理模式，并要求对电压的实时监测。以及配合控制器的指令控制最终能够有效的完成白天利用太阳能电池板对蓄电池的充电，晚上蓄电池释放能量点亮LED灯。太阳能LED灯照明技术正在为照明史上继白炽灯、荧光灯之后又一场照明光源的革命。关键词:LED、光伏技术、太阳能路灯

目录摘要................................................................................................................................. 前言.......................................................................................................................... III 第一章新余市的基本气象、地理情况 0 1.1新余市的地理情况 0 1.2新余市的基本气象 0 第二章LED路灯系统设备的选型 0 2.1太阳能路灯的组成。 0 2.2工作原理 0 2.3太阳电池组件的选择 (1) 2.4控制器的选择 (1) 2.5 蓄电池的选择 (1) 2.6 LED灯的选择 (2) 2.7 LED灯灯杆的选择 (3) 第三章LED路灯的设计 (3) 3.1 太阳电池方阵倾角和方位角的设计 (3) 3.2 LED路灯系统中蓄电池数量的设计 (4) 3.3 LED路灯系统中太阳电池组件的设计 (4) （1）太阳电池方阵的输出电流 (4) (3)太阳电池方阵输出电压 (5)