太阳能LED路灯工作原理与设计[1]
太阳能LED路灯系统设计方案

太阳能LED路灯系统设计方案一、引言二、系统结构1.太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能路灯系统的主要能源供给设备,通过接收太阳能并转化为电能。
为了提高能量转化效率,可以选用单晶硅或多晶硅材质的太阳能电池板,并且设立在一个角度合适的位置,以便日照能量充足。
2.LED光源:LED作为一种半导体发光器件,具有耐用、节能、寿命长等优点,是太阳能LED路灯系统的主要照明光源。
选择能效高、色温适宜的LED光源,保证灯光效果,并且减少功耗,延长电池使用寿命。
3.电池组:电池组是储存太阳能电能的设备,主要用于夜间或阴天时为LED光源供电。
为了确保电能的稳定供应,选用容量适当的铅酸蓄电池,并合理配置充放电保护控制器。
4.控制电路:控制电路负责控制太阳能LED路灯系统的开关机、照明亮度等功能。
可以通过光控开关和时间控制器实现智能控制,根据环境光线和时间自动调节亮度。
5.外壳:外壳是保护系统内部部件,具有防水、防尘、抗冲击等功能。
选用耐用的铝合金材质,加强外壳的密封性,防止雨水侵入,延长系统的使用寿命。
三、系统原理太阳能LED路灯系统原理为在白天通过太阳能电池板将光能转换为电能,并将电能储存在电池组中,夜间或阴天利用电池组为LED光源供电,实现路灯的照明功能。
控制电路根据光线和时间设定的条件,自动调节LED灯的亮度。
四、系统特点1.绿色环保:太阳能作为能源,无需燃料,无污染排放,不产生二氧化碳等有害气体,符合低碳环保理念。
2.能源节约:太阳能作为可再生能源,光照条件充足时可以持续供电,最大限度节约能源。
3.寿命长:LED光源寿命长达数万小时,减少维护和更换成本。
4.控制智能:控制电路自动识别光线和时间,根据需求自动调节亮度,实现智能控制。
5.综合成本低:虽然太阳能LED路灯系统的投资成本相对高一些,但长期使用下来,能够节约能源和维护成本,综合成本较低。
五、系统优化1.高效太阳能电池板优化:选用转换效率高的太阳能电池板,增加光电转化效率。
太阳能路灯工作原理

太阳能路灯工作原理
太阳能路灯是利用太阳能进行光能转化并供给路灯照明的一种照明设备。
它的工作原理如下:
1. 太阳能电池板:太阳能电池板由多个太阳能电池组成,通过将太阳光辐射到电池板上,太阳能电池板将光能转化为电能。
2. 充电控制器:充电控制器将电能输出到电池中进行充电,同时控制电池充电的过程,以避免过充或过放。
3. 蓄电池:蓄电池是太阳能路灯的能量储存装置,它将充电控制器提供的电能储存起来,并在夜间或阴天时供给路灯使用。
4. LED灯具:LED灯具采用高效的LED光源,通过改变电流大小来调整照明亮度和颜色。
5. 光控传感器:光控传感器检测周围光照强度,当环境光照不足时,自动控制太阳能路灯亮起;当环境光照充足时,自动控制太阳能路灯关闭。
6. 控制器:控制器是太阳能路灯的核心部件,它根据充电控制器提供的电能和光控传感器的信号来控制LED灯具的开关,实现路灯的自动亮灭。
通过这样的工作原理,太阳能路灯能够在白天自动充电,储存电能,并利用控制器自动调控灯具的亮灭,从而实现路灯的照明功能,节约能源并减少对传统电力的依赖。
太阳能LED路灯控制系统设计

太阳能LED路灯控制系统设计一、设计目标随着人们对环境保护意识的增强和能源消耗的压力,太阳能照明系统作为一种新型照明方式逐渐被广泛应用。
本设计旨在设计一套太阳能LED路灯控制系统,使其能够实现按需调节光照亮度、延长路灯使用寿命、提高能源利用效率和减少能源浪费。
二、系统组成该太阳能LED路灯控制系统主要由三部分组成:太阳能光电转换装置、储能装置和LED路灯控制装置。
1.太阳能光电转换装置:通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,并将其充电送到储能装置。
太阳能电池板应根据实际情况选择合适的功率,以满足夜间照明需求。
2.储能装置:由电池组成,用于存储白天由太阳能电池板转化的电能,以供夜晚照明使用。
储能装置应具有较大的容量和高效的充放电特性,以确保路灯能够持续工作数天。
3.LED路灯控制装置:主要由控制器、传感器和LED路灯组成。
控制器采用微处理器控制,能够根据不同的环境条件和光照需求调节路灯的亮度,实现节能调光。
传感器可以负责检测环境亮度和电池电量,以便对路灯的亮度进行调节,并进行充电和放电管理。
LED路灯采用高效节能的LED光源,能够提供优质的照明效果。
三、系统工作原理当太阳能电池板接收到太阳能并转化为电能时,控制器通过传感器来调节LED路灯的亮度。
在光线较暗的时候,控制器会自动提高LED路灯的亮度,以确保良好的照明效果。
当光线足够亮时,控制器会自动降低LED路灯的亮度,以实现节能减排的目的。
储能装置起到了存储电能的作用,当夜晚来临时,路灯可以从储能装置中获取电能来提供照明。
当电池电量较低时,控制器会自动调整LED路灯的亮度,以延长电池的寿命。
同时,控制器也会监测电池电量,当电量过低时,会自动调节LED路灯的亮度或者关停路灯,以充电恢复电量。
四、系统特点1.节能环保:太阳能光电转换装置将太阳能转化为电能,具有非常高的能源利用效率,是一种非常环保的照明方式。
而LED路灯作为光源,比传统的荧光灯和白炽灯更加节能。
太阳能路灯照明系统设计与实现

太阳能路灯照明系统设计与实现太阳能路灯照明系统是利用太阳能光伏发电技术,将太阳能转化为电能,并储存起来,然后利用储存的电能来为路灯提供照明。
具体原理如下:1. 光伏发电原理太阳能光伏板利用光电效应,将太阳光直接转化为电能。
当太阳光照射到光伏板上时,光能激发光伏板内的电子,形成电流,从而产生电能。
2. 电池储能光伏板产生的电能通过太阳能控制器存储到电池中。
电池起到储存电能的作用,能够在没有太阳能照射时继续为路灯照明提供电能。
3. 路灯照明太阳能控制器监测环境光线,当环境光线足够暗时,控制器自动开启路灯,利用储存的电能为路灯提供照明。
二、太阳能路灯照明系统的设计步骤1. 确定光伏板安装位置首先需要确定太阳能光伏板的安装位置,应选取没有大面积遮挡物、阳光充足的地方进行安装。
2. 选用合适的太阳能光伏板和蓄电池根据实际需求和环境条件,选择适合的太阳能光伏板和蓄电池,确保能够有效地转化太阳能并储存电能。
3. 配置太阳能控制器和LED路灯选用高效的太阳能控制器和LED路灯,太阳能控制器能够根据光线的变化来控制路灯的开关,LED路灯具有高亮度、低功耗的特点。
4. 搭建太阳能路灯照明系统根据设计要求,进行光伏板、蓄电池、太阳能控制器和LED路灯的搭建和连接,形成完整的太阳能路灯照明系统。
5. 进行系统调试和检测对搭建好的太阳能路灯照明系统进行调试和检测,确保系统的各项功能正常运行。
以某城市市政道路照明改造工程为例,采用了太阳能路灯照明系统进行照明改造。
该太阳能路灯照明系统由多个太阳能光伏板、蓄电池、太阳能控制器和LED路灯组成,覆盖了城市主干道和重要交叉路口的照明需求。
该太阳能路灯照明系统经过多次现场测试和调试,确保了系统的正常运行。
在使用过程中,该系统能够有效地利用太阳能进行充电,保证了路灯的正常照明。
与传统的路灯相比,太阳能路灯照明系统具有节能、环保、可靠性高等优点,受到了业主和市民的一致好评。
1. 节能环保太阳能作为清洁、可再生的能源,利用太阳能照明系统可以节约传统能源的消耗,减少环境污染。
太阳能路灯照明系统设计与实现

太阳能路灯照明系统设计与实现随着人们环保意识的不断提高,太阳能路灯逐渐成为城市道路和乡村路灯的新选择。
太阳能路灯以太阳能发电为动力源,不需要外接电源,具有节能环保、安全可靠、易于安装、运维成本低等优点,受到了市场的青睐。
本文将重点介绍太阳能路灯照明系统的设计原理和实现方法。
1. 太阳能发电原理太阳能发电是利用太阳能光能直接转换成电能的技术。
太阳能电池板通过光伏效应,将阳光转换成电能。
太阳能路灯的太阳能电池板通常以多晶硅或单晶硅制成,能够将光能转换成电能并存储在蓄电池中。
2. 蓄电池储能原理太阳能电池板将光能转换成电能后,会将电能储存在蓄电池中。
蓄电池通常采用铅酸蓄电池,用于存储太阳能发电板产生的电能,以备夜间使用。
3. LED路灯的照明原理LED路灯是利用LED作为光源,通过光电转换原理将电能转换成光能,实现照明功能。
LED路灯具有高效节能、寿命长等优点。
4. 控制系统原理太阳能路灯的控制系统通常采用微控制系统,通过光控、时间控等方式控制LED路灯的开关、亮度等功能,以实现智能化照明。
太阳能电池板是太阳能路灯的发电核心,其性能直接影响到太阳能路灯能否正常发光。
在选择太阳能电池板时,需考虑其光伏转换效率、耐候性、抗腐蚀能力等因素。
一般情况下,多晶硅太阳能电池板是较为常见的选择。
蓄电池是太阳能路灯的能量存储设备,其性能将直接影响到路灯的使用寿命和稳定性。
一般情况下,铅酸蓄电池被广泛应用于太阳能路灯系统中,其价格相对便宜,且性能稳定,可以满足太阳能路灯对能量存储的需求。
LED路灯作为照明的核心部件,其性能将决定太阳能路灯的照明效果和能耗。
在选型时,需考虑LED光效、色温、发光角度、色彩保真度等因素,以实现较好的照明效果。
太阳能路灯的控制系统通常由光控、时间控、温度控等模块组成,通过微控制系统实现对路灯的智能化控制。
在设计中,需考虑光照强度的感知、温度变化对电池效能的影响等因素,确保控制系统的稳定性和可靠性。
太阳能路灯LED工作原理与设计

前言:随着世界能源危机的加剧,各国都在寻求解决能源危机的办法,一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用;另一条是寻求新的节能技术,降低能源的消耗,提高能源的利用效率。
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。
LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,所以发光效率高,一般人都认为,节能灯可节能4/5是伟大的创举,但LED比节能灯还要节能1/4,这是固体光源更伟大的改革。
太阳能LED照明集成了太阳能与LED的优点。
本文对一款太阳能LED大功率路灯做了深入探讨与详细介绍,如图1。
1、系统介绍1.1 系统基本组成简介如图2,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;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。
1.2 工作原理介绍系统工作原理简单,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。
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。
2、系统设计思想太阳能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。
太阳能路灯照明系统设计与实现
太阳能路灯照明系统设计与实现随着社会的进步和科技的发展,人们对环境保护和节能减排的意识不断提高。
在城市建设中,照明系统是必不可少的一部分,而传统的路灯照明系统会消耗大量的电能,给环境带来负面影响。
越来越多的城市开始采用太阳能路灯照明系统来替代传统的路灯系统,以实现节能减排和环境保护的目的。
本文将重点介绍太阳能路灯照明系统设计与实现的相关内容。
一、太阳能路灯照明系统设计原理太阳能路灯照明系统是利用太阳能作为能源,通过太阳能光伏电池板将太阳光转化为电能,通过充电控制器存储电能,并通过LED灯具进行照明的系统。
其设计原理如下:2. 蓄电池:蓄电池是太阳能电池板所产生的电能的储存器,一般采用锂电池或铅酸蓄电池。
在光照不足或夜晚无法获取太阳能时,蓄电池将储存的电能释放用于供给LED灯具照明。
3. LED灯具:LED灯具是太阳能路灯照明系统的照明设备,LED灯具具有高效节能、长寿命等优点,能够满足路灯照明系统的需求。
4. 控制器:控制器是太阳能路灯照明系统的中枢,通过充电控制、亮度调节、时间控制等功能,实现太阳能电池板的充电、蓄电池的充放电控制和LED灯具的开关和亮度调节。
太阳能路灯照明系统的设计流程主要包括需求分析、方案设计、系统实施、系统测试和维护管理五个阶段。
1. 需求分析:首先根据实际使用环境和照明需求,对太阳能路灯照明系统的需求进行分析,包括照明范围、亮度要求、工作时间等。
2. 方案设计:在需求分析的基础上,设计合理的太阳能路灯照明系统方案,包括太阳能电池板的选型、蓄电池的选型、LED灯具的选型、控制器的选型等。
4. 系统测试:在系统实施完成后,对太阳能路灯照明系统进行测试,包括太阳能电池板的光能转换效率测试、蓄电池的充放电测试、LED灯具的亮度和光照范围测试等。
5. 维护管理:太阳能路灯照明系统的维护管理包括定期清洁太阳能电池板、检查蓄电池状态、LED灯具的维修等,保障系统的正常运行。
太阳能路灯照明系统相比传统路灯系统有着诸多优势,主要包括节能环保、长寿命、低维护成本等。
太阳能路灯原理
太阳能路灯原理太阳能路灯是一种利用太阳能发电的照明设备,它能在夜间提供光照,为行人和车辆提供安全保障。
太阳能路灯的原理是将太阳能转化为电能,然后通过电能来点亮灯具。
下面将详细介绍太阳能路灯的原理和工作过程。
一、太阳能发电原理太阳能发电是利用光伏效应将太阳能转化为电能的过程。
光伏效应是指当光线照射到半导体材料上时,会激发出电子,从而产生电流。
太阳能电池板就是利用光伏效应来将太阳能转化为电能的装置。
太阳能电池板由多个光伏电池组成,每个光伏电池都是由两层硅材料构成的。
当光线照射到光伏电池上时,上层硅材料中的电子会被激发出来,形成电流。
这个电流经过导线传输到电池板的输出端,就可以供给其他设备使用。
二、太阳能路灯的工作原理太阳能路灯的工作原理是将太阳能转化为电能,然后通过电能来点亮灯具。
太阳能路灯一般由太阳能电池板、电池、控制器和灯具组成。
当太阳升起时,太阳能电池板就会开始工作。
太阳能电池板将太阳能转化为电能,并将电能存储到电池中。
电池的作用是将白天储存的电能保存起来,以便夜间使用。
在夜间或光线不足的情况下,控制器会自动感知到环境的变化,并打开电池中的电路,将电能供给灯具。
灯具中的LED灯泡会通过电能点亮,为周围提供照明。
太阳能路灯的控制器还具备自动开关的功能。
当光线足够亮时,控制器会自动关闭电池的电路,停止供电给灯具,以节省能源。
而当光线不足时,控制器会自动打开电池的电路,继续供电给灯具。
三、太阳能路灯的优势太阳能路灯具有许多优势,使其成为一种受欢迎的照明设备。
首先,太阳能路灯不需要外部电源,它利用太阳能发电,不消耗传统能源,因此具有环保的特点。
它不会产生二氧化碳等有害气体,对环境没有污染。
其次,太阳能路灯具有独立性和可移动性。
它不需要接入电网,可以独立工作,适用于各种地理环境。
同时,它也可以根据需要进行移动和安装,非常灵活。
另外,太阳能路灯的维护成本较低。
一旦安装完毕,它们基本上不需要额外的维护费用。
太阳能LED路灯系统设计
太阳能LED路灯系统设计一、引言随着城市化进程的加速,城市对照明设备的需求也逐渐增多。
太阳能LED路灯系统由于其能源节约、环境友好的特点,逐渐成为城市照明领域的首选。
本文将介绍太阳能LED路灯系统的设计。
二、系统组成1.太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能LED路灯系统的核心组成部分,它能够将太阳能光能转化为电能。
电池板应选择高效率的太阳能电池片,并具备较高的太阳能转换效率和寿命。
2.蓄电池组:蓄电池组用于存储太阳能电池板转化得到的电能,以供给夜间照明使用。
蓄电池组应具备较大的容量和高效率的充放电特性,以确保夜间能够正常工作。
3.控制器:控制器是太阳能LED路灯系统的智能调节核心,能够根据环境光照的变化自动调节LED灯的亮度和开关。
控制器应有较低的功耗和稳定的工作性能,能够实现远程控制和智能控制。
4.LED灯具:LED灯具是太阳能LED路灯系统的照明部分,具有高亮度、高效率、长寿命等特点。
LED灯具应采用高效率的LED光源和优质的散热材料,以确保灯具的亮度和寿命。
5.其他辅助设备:如线路配电、支架结构、灯杆、保护装置等。
三、系统工作原理1.白天太阳能电池板将太阳能光能转化为电能,并通过控制器给蓄电池组充电。
2.夜晚控制器根据环境光照的变化自动检测并调节LED灯的亮度和开关。
3.当环境光照较弱时,控制器自动调节LED灯的亮度较低,以节约能源。
当环境光照较强时,控制器自动调节LED灯的亮度较高,以满足照明需求。
4.当蓄电池组电量较低时,控制器自动切换至市电供电模式,确保LED灯的正常工作。
四、系统设计考虑因素在太阳能LED路灯系统的设计中,需要考虑以下因素:1.太阳能电池板的布置:太阳能电池板应采取合理的布置方式,以充分吸收太阳能光能,提高光能转化效率。
2.蓄电池组的容量:蓄电池组的容量应根据夜间照明时间和灯具的功率需求来确定,以确保能够正常供电。
3.控制器的性能:控制器应具备较低的功耗和稳定的工作性能,能够实现智能控制和远程控制,提高系统的可靠性和灵活性。
led太阳能路灯
led太阳能路灯LED太阳能路灯引言随着环境保护和可持续发展的重要性日益增加,人们对能源效率和环保技术的需求也越来越多。
其中,太阳能发电作为一种可再生能源得到了广泛的关注和应用。
作为太阳能技术的一个重要应用领域,LED太阳能路灯已经成为城市照明中的重要组成部分。
本文将介绍LED太阳能路灯的工作原理、优势和应用前景。
一、工作原理LED太阳能路灯利用太阳能电池板将太阳光转化为电能,并存储在电池中以供光源使用。
当夜晚到来时,灯头自动感光,感知到光线不足时,LED灯自动亮起。
整个系统的控制器负责监测电池的电量,并确保电池的充电和放电处于良好状态。
二、优势1. 节能环保:LED灯具有高效的能源转换效率和低能耗特点,相比传统的荧光灯和卤素灯,LED太阳能路灯能够显著降低能耗,减少碳排放,实现节能环保的目标。
2. 长寿命:LED灯具有较长的使用寿命,通常可达到50000小时以上,远远超过传统的白炽灯和荧光灯。
这意味着使用LED太阳能路灯可以减少照明设备的更换和维修成本。
3. 良好的光质量:LED灯具有较高的光效和较低的色温,具备更好的视觉效果和照明效果。
LED太阳能路灯可以提供均匀而明亮的光照,提高夜间安全性和道路可见度。
4. 自动控制和智能化:LED太阳能路灯配备了自动光感和时序控制功能,能够根据不同时间段和环境需求自动调整亮度和工作模式。
一些高级LED太阳能路灯还配备了智能监测和远程控制系统,可以实现故障报警、数据采集和远程管理等功能。
5. 灵活安装:LED太阳能路灯不受传统电网的依赖,可以根据实际需求进行灵活的安装和布局。
不仅能节省电力设备和线路的布置成本,还能减少对环境的破坏。
三、应用前景LED太阳能路灯在城市照明和道路交通管理方面具有广阔的应用前景。
随着城市规模的扩大和人口的增加,对能源和环境问题的关注度也在不断提高。
传统的路灯照明大量消耗能源,而且存在能源浪费和环境污染的问题。
而LED太阳能路灯利用可再生能源太阳能进行照明,节能环保且经济效益较高。
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太阳能LED路灯工作原理与设计
前言:随着世界能源危机的加剧,各国都在寻求解决能源危机的办法,一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用;另一条是寻求新的节能技术,降低能源的消耗,提高能源的利用效率。
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。
LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,所以发光效率高,一般人都认为,节能灯可节能4/5是伟大的创举,但LED比节能灯还要节能1/4,这是固体光源更伟大的改革。
太阳能LED照明集成了太阳能与LED的优点。
本文对一款太阳能LED大功率路灯做了深入探讨与详细介绍。
1、系统介绍
1.1 系统基本组成简介
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;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。
1.2 工作原理介绍
系统工作原理简单,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。
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。
2、系统设计思想
太阳能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。
下面将以香港真明丽集团有限公司的这款太阳能LED大功率路灯为例,分几个方面做分析。
2.1 太阳能电池组件选型
设计要求:广州地区,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广州地区近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2,经简单计算广州地区峰值日照时数约为3.424h;
⑵负载日耗电量 = = 12.2AH
⑶所需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。
2.2 蓄电池选型
蓄电池设计容量计算相比于太阳能组件的峰瓦数要简单。
根据上面的计算知道,负载日耗电量12.2AH。
在蓄电池充满情况下,可以连续工作7个阴雨天,再加上第一个晚上的工作,蓄电池容量:
12.2×(7+1) = 97.6 (AH),选用2台12V100AH的蓄电池就可以满足要求了。
2.3 太阳能电池组件支架
2.3.1 倾角设计
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广州地区,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,二为灯杆的抗风设计。
下面按以上两块分别做分析。
⑴太阳能电池组件支架的抗风设计
依据电池组件厂家的技术参数资料,太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。
若抗风系数选定为27m/s(相当于十级台风),根据非粘性流体力学,电池组件承受的风压只有365Pa。
所以,组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。
所以,设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。
在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。
⑵路灯灯杆的抗风设计
路灯的参数如下:
电池板倾角A = 16o 灯杆高度 = 5m
设计选取灯杆底部焊缝宽度δ = 4mm 灯杆底部外径 = 168mm
如图3,焊缝所在面即灯杆破坏面。
灯杆破坏面抵抗矩W 的计算点P到灯杆受
到的电池板作用荷载F作用线的距离为PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm =1.545m。
所以,风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。
根据27m/s的设计最大允许风速,2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。
考虑1.3的安全系数,F = 1.3×730 = 949N。
所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
根据数学推导,圆环形破坏面的抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。
上式中,r是圆环内径,δ是圆环宽度。
破坏面抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3
=88.768×10-6 m3
风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W
= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa 其中,215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。
所以,设计选取的焊缝宽度满足要求,只要焊接质量能保证,灯杆的抗风是没有问题的。
2.4 控制器
太阳能充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。
基本功能必须具备过充保护、过放保护、光控、时控与防反接等。
蓄电池防过充、过放保护电压一般参数如表1,当蓄电池电压达到设定值后就改变电路的状态。
在选用器件上,目前有采用单片机的,也有采用比较器的,方案较多,各有特点和优点,应该根据客户群的需求特点选定相应的方案,在此不一一详述。
2.5 表面处理
该系列产品采用静电涂装新技术,以FP专业建材涂料为主,可以满足客户对产品表面色彩及环境协调一致的要求,同时产品自洁性高、抗蚀性强,耐老化,适用于任何气候环境。
加工工艺设计为热浸锌的基础上涂装,使产品性能大大提高,达到了最严格的AAMA2605.2005的要求,其它指标均已达到或超过GB的相关要求。
3、结束语
整体设计基本上考虑到了各个环节;光伏组件的峰瓦数选型设计与蓄电池容量选型设计采用了目前最通用的设计方法,设计思想比较科学;抗风设计从电池组件支架与灯杆两块做了分析,分析比较全面;表面处理采用了目前最先进的技术工艺;路灯整体结构简约而美观;经过实际运行证明各环节之间匹配性较好。
目前,太阳能LED照明的初投资问题仍然是困扰我们的一个主要问题。
但是,太阳能电池光效在逐渐提高,而价格会逐渐降低,同样地市场上LED光效在快速地提高,而价格却在降低。
与太阳能的可再生、清洁无污染以及LED的环保节能相比,常规化石能源日趋紧张,并且使用后对环境会造成了日益严重的污染。
所以,太阳
能LED照明作为一种方兴未艾的户外照明,展现给我们的将是无穷的生命力和广阔的前景。