太阳能LED路灯的设计

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太阳能LED路灯系统设计方案

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LED路灯设计

太阳能LED路灯设计

太阳能LED路灯设计一、需求分析1.安全需求:太阳能LED路灯需要保证夜间照明的亮度足够,能够提供良好的道路照明效果,确保行人和车辆的安全。

2.节能需求:太阳能LED路灯需要通过太阳能电池板收集太阳能并将其转化为电能,并在夜间提供照明。

因此,需要设计高效的太阳能电池板和LED灯具,以最大程度地节约能源。

3.周期需求:太阳能LED路灯需要在夜间提供稳定的照明效果,因此需要设计合适的储能装置,以确保电能的稳定供应。

4.可靠性需求:太阳能LED路灯需要在各种天气条件下正常工作,因此需要具备防水、防尘等特性,并且需要使用经久耐用的材料,保证设备的可靠性和使用寿命。

二、设计方案基于以上需求,设计的太阳能LED路灯方案如下:1.太阳能电池板:选用高效率的单晶硅太阳能电池板作为能源收集装置,能够在充足的阳光照射下高效转化太阳能为电能。

2.电池储能装置:选用高效的锂电池作为储能装置,能够在白天收集到的电能存储起来,并在夜间提供照明所需的电能。

3.光控系统:设计一个光控系统来感知夜间的光照强度,当光照强度低于一定阈值时,自动开启路灯;当光照强度高于一定阈值时,自动关闭路灯,以节约电能。

4.LED灯具:选择高效的LED灯具作为光源,LED灯具具有高亮度、低能耗、长寿命等特点,能够提供稳定而明亮的照明效果。

5.外壳材料:选用耐用的铝合金材料作为外壳,具有防水、防尘、耐腐蚀等特性,能够保护内部电子器件免受恶劣环境的影响。

三、设计细节1.太阳能电池板的安装角度和朝向应设计合理,以最大限度地接收阳光照射。

2.电池储能装置应具备过充、过放、过流、短路等保护功能,确保电池的安全使用。

3.光控系统应具备灵敏的感知能力,并根据不同的光照强度自动调节LED灯具的亮度,以达到节能的效果。

4.LED灯具应选用具有高亮度、高效率的LED芯片,并设计合理的散热系统,以确保长时间工作时的稳定性和寿命。

5.外壳材料应选用耐候性、耐高温性能好的材料,同时具备良好的防水、防尘性能,确保设备在恶劣环境下的长期可靠使用。

大型太阳能路灯设计方案

大型太阳能路灯设计方案

大型太阳能路灯设计方案随着人们对可再生能源和环保意识的不断增强,太阳能路灯越来越受到人们的青睐。

本文将介绍一种大型太阳能路灯的设计方案,旨在为城市道路提供高效、环保、经济的照明方案。

本设计方案以“环保、节能、经济、实用”为核心理念,采用太阳能电池板、LED灯具、智能控制系统等先进技术,确保路灯在白天充分利用太阳能进行充电,晚上自动开启LED灯具进行照明,实现能源的高效利用和环保节能。

太阳能电池板:用于收集太阳能并转化为电能,为路灯提供电力。

LED灯具:高效、环保、节能的照明设备,使用寿命长,能够实现精确照明。

智能控制系统:包括充放电控制器、时控器和光控器等,实现路灯的智能化控制。

结构部件:包括灯杆、固定支架、电线等,确保路灯的稳定性和安全性。

高效能源收集:采用高效能的太阳能电池板,能够最大程度地收集太阳能并转化为电能,提高能源利用效率。

智能化控制:通过智能控制系统,实现路灯的自动化控制,节省人工维护成本,提高能源利用效率。

长寿命、低维护:LED灯具具有长寿命、低维护的特点,能够大大降低路灯的维护成本。

适应性广:本设计方案适用于各种道路和公共场所,如城市道路、高速公路、桥梁、隧道等。

现场勘查:对安装地点进行现场勘查,了解安装环境、光照条件、道路宽度等因素,为路灯设计提供依据。

设计方案制定:根据现场勘查结果,制定具体的设计方案,包括太阳能电池板的大小、LED灯具的型号、智能控制系统的配置等。

生产制作:根据设计方案,生产制作路灯各个部件,确保路灯的质量和性能符合要求。

安装调试:将路灯各个部件运输到安装地点,进行组装和调试,确保路灯的正常运行。

验收交付:完成安装调试后,对路灯进行验收测试,确保路灯的性能和质量符合要求,然后将路灯交付使用。

本大型太阳能路灯设计方案充分利用太阳能这一可再生能源,实现了能源的高效利用和环保节能。

通过智能化控制和长寿命LED灯具等技术的应用,降低了路灯的维护成本和维护频率,为城市道路提供了高效、环保、经济的照明方案。

太阳能LED路灯项目实施方案设计

太阳能LED路灯项目实施方案设计

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●光电效率;●价位; 30元/W●峰值电压;17.5●接口;●工作寿命●工作电流●太阳能板的面积、重量●工作条件(温度、湿度范围)-20度——80度使用单晶和多晶的电池片,功率从 1W 到 190W 。

电池片的厚度大约在200-350 微米,使用高透光的钢化玻璃和TPT ,保证组件在恶劣环境下的良好性能。

太阳能LED路灯控制系统设计

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。

太阳能路灯系统设计方案

太阳能路灯系统设计方案

太阳能路灯系统设计方案1.项目概况1.1项目背景及意义本路灯项目设计在风情园区,安装于城区次干道支路两侧,用于道路照明,待该路灯项目投入使用后,将为新风情园区增加新的亮点,同时为打造企业绿色节能环保做出很好的宣传。

结合《城市道路照明设计标准》、《道路照明LED 灯》标准CJJ45-2006,我司制定以下太阳能路灯系统照明方案。

1.2太阳能路灯系统的要求(一)主道路宽度(W)为6米,道路总长(L)7700米(共计),城乡道路。

此三条道路坚持以功能性照明为主要原则来设计路灯,就是要在夜间给汽车通行、运输、行人、园区治安提供一定光亮的视看环境。

以消除黑暗可能带来的各种危险境况。

因此,应以“视功能”评价为主,其中,又以平均亮度(照度)作为侧重参考指标;同时在灯具灯杆的外形选择上,兼顾美观的要求,要从园区的景观考虑各方面来设计路灯样式。

此三条道路应选择较为简明、相对统一的模式作为布灯方式。

在常规的五种布置方式中,单侧布置更为适合本项目的照明功能要求,其优点:布置造价低;对线路两侧的装灯位置地况要求不高;对线路外(不设灯面)一侧无要求;施工与维护难度较小;我公司根据现场定制亮度总均匀较好,辐射宽的路灯。

此三条道路应重视照明计算,以提高照明设计的整体水平。

其灯具安装高度5)可按接近值6.5米(H NW),而灯间距6)可按上限值26米(S W4W)选取。

灯具亮度可参考“国家机动车辆交通道路照明标准值”灯具光能量LM=2①*6 口2*15=3390。

范围维持值:22601m—33901m。

兹于上述各方面与现场实际路况综合考虑,此太阳能路灯采用以下:本路灯项目拟设计230盏,单头路灯,灯杆高度6米,灯杆距离30米,LED路灯具36W,最大光通量3600LM,路灯具倾斜角15度。

路灯用纯太阳能供电,保证全年95%的夜晚不熄灯。

(二)园区道路宽度(W)为3米,道路总长(L)5000米,景区道路。

此景区道路以灯具灯杆的外形美观,兼顾夜间景观为主要原则,以照明艺术,节约能源,光环境下的独特意境的设计思想,在技术实现无眩光,低光光污染,提高光的照明质量。

太阳能LED路灯系统设计

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。

太阳能LED路灯设计

太阳能LED路灯设计

太阳能LED路灯设计介绍了太阳能LED路灯各个组成部分的原理、功能、设计方法及设计原则。

太阳能LED路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯,因其具有不受供电影响,不用开沟埋线,不消耗常规电能,且使用寿命长只要阳光充足就可以就地安装等特点,因此受到人们的广泛关注,又因其不污染环境,而被称为绿色环保产品。

标签:太阳能;LED;原理;功能;设计方法1 太阳能LED路灯系统的组成及工作原理介绍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;灯头部分以1WLED白光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。

晶体硅太阳电池是以光—电直接转换方式该方式利用光电效应,将太阳辐能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。

太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。

当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。

太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用[1]。

2 蓄电池容量的计算我国地域广阔,气候差异很大,蓄电池白天储存的电能应能满足夜晚照明的需求,同时应该满足当地连续阴雨天气时夜晚照明的需求。

但是,所选蓄电池容量也不必过大,否则,蓄电池经常处于亏电状态,将影响蓄电池的寿命,造成不必要的浪费。

对蓄电池容量的选择,我国西部地区应高出照明灯日耗电量的4倍以上;北方地区应高出照明灯日耗电量5倍以上;南方地区应高出照明灯日耗电量6倍以上。

3 太阳能电池组件支架设计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。

方阵倾角的确定有公式计算法、图表查询法。

本次路灯使用地区为750kV三塘湖变电站,依据本次设计参考相关文献中的资料[2],选定太阳能电池组件支架倾角为63?。

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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)1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提到议事上来了。

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。

利用太阳能发电,既不需要燃料,也没有烟尘和灰渣,不污染环境,非常清洁。

特别是太阳能电池组件,使用寿命可达20年以上,性能稳定,同时维护费用较低。

太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的,是人类能够自由利用的能源。

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,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,LED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。

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。

太阳能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。

太阳能照明作为太阳能最重要的利用方式之一,也越来越受到能源行业和照明行业的关注。

目前中国太阳能照明技术已经比较成熟,太阳能路灯具的可靠性得到很大程度的提高,业界先进企业的太阳能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。

太阳能照明在未来十年后将会普及,成为未来照明行业发展趋势。

1.1太阳能路灯工作原理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,实现很高的性价比实现很高的性价比。

2方案论证2.1 设计要求(1)电池板功率的计算和选用;(2)蓄电池容量、充放电控制和充放电状态显示;(3)连续阴雨天三天路灯仍能照明;(4)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);(5)系统断电时可以保存用户所设定的各种参数。

2.2 方案选择太阳能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。

为节省电力,早期的光控开关,使用分立半导体器件,电路复杂,元器件较多,体积也较大,并且故障率高。

随着半导体技术的发展,出现了时基集成电路。

使光控开关电路简化。

感光探头是影响光控开关性能的关键元器件,同时对它安装位置也有一定要求,力求避免各种干扰光线,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[1]。

采用时钟控器型的路灯控制器,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。

定时开关又分为机械钟表型和电子钟表型,机械钟表型以石英钟为主,走时精准,但是由于机芯内使用塑料齿轮在高温下会变形,从而导致停机现象。

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,实现太阳能路灯的设计。

3 系统总体框图太阳能LED路灯在白天通过太阳能电池组件采集太阳光的能量,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。

根据各部分电路的功能不同,整体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、照明负载和时间显示电路。

系统总体方框图如图1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1总体电路方框图4系统硬件4.1 太阳能电池板在新能源中,公认技术含量最高、最有发展前途的是太阳能发电。

太阳能发电主要有太阳能热发电和太阳能光发电两种基本方式。

(1) 太阳能热发电: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,如温差发电等,目前功率都很小,有的尚处于原理试验阶段;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。

有些国家正在研制较大功率的装置,已达到并网发电的实际应用水平。

由于太阳能热发电技术复杂,商业应用只适合比较大的容量,因此发展不快,实际应用不多。

(2) 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,是将照射到太阳能电池上的光,产生光伏效应直接转换成直流电能输出,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:间歇性。

受气候条件影响;能量密度低;初始投资高。

迄今已有100多个国家参与太阳能光电池的开发应用。

近年来,产量迅速增加.生产成本开始下降[7]。

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。

如各类太阳能充电器、太阳能灯具等;并网发电。

4.2 太阳能电池的基本特性太阳能电池阵列的伏安特性具有强烈的非线性。

太阳能电池阵列的额定功率是在以下条件下定义的:当日射S=l000W/m2;太阳能电池温度T=25℃;大气质量AM=1.5时,太阳能电池阵列输出的最大功率便定义为它的额定功率。

太阳能电池阵列额定功率的单位为“峰瓦”,记以“Wp”。

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。

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。

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。

在不同角度倾斜面上,太阳辐照量差别较大,要为电池板选择合适的倾角使其能获得最大的太阳辐照量[9]。

太阳能电池板分为单晶硅和多晶硅两种,多晶面积较大,发电效率没有单晶高,因此根据需要本设计采用70W单晶硅太阳能电池组件。

4.3 蓄电池蓄电池组是太阳能电池方阵的储能装置,其作用是将方阵在有日照时发出的多余电能储存起来,在晚间或阴雨天时供负载使用。

蓄电池组由若干蓄电池串并联而成。

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,重要的场合也有用镉镍蓄电池,但价格较高,相对来说应用没有前一种广泛。

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。

能量转换过程是可逆的,前者称为蓄电池充电,后者称为蓄电池放电。

在光伏发电系统中,蓄电池对系统产生的电能起着储存和调节作用。

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[12]。

在光伏发电系统中,蓄电池处于浮充放电状态,夏天日照量大,方阵给蓄电池充电;冬天日照量小,这部分储存的电能逐步放出。

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