太阳能路灯的设计原理|高邮市尚德照明器材厂
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太阳能路灯的设计原理

  随着地球资源的日益贫乏,根底能源的投资本钱日益攀高,各种平安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”的平安、环保新能源越来越受注重。同时,也随着太阳能光伏技术的开展和进步,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 等方面的应用曾经逐步构成范围,太阳能发电在路灯照明范畴开展曾经日趋完善。笔者就 太阳能路灯 设计的一点领会供同行参考。 
  二、 太阳能路灯 的组成 
   太阳能路灯 由以下几个局部组成:太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳。如输出电源为交流220V或110V,还要配置逆变器。 
  1、太阳能电池板: 
  太阳能电池板是 太阳能路灯 中的中心局部,也是 太阳能路灯 中价值较高的局部。其作用是将太阳的辐射才能转换为电能,或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较适用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的东西部地域,采用多晶硅太阳能电池为好,由于多晶硅太阳能电池消费工艺相对简单,价钱比单晶低。在阴雨天比拟多、阳光相对不是很充足的南方地域,采用单晶硅太阳能电池为好,由于单晶硅太阳能电池性能参数比拟稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光缺乏的状况下比拟好,由于非晶硅太阳能电池对太阳光照条件请求比拟低。 
  2、太阳能控制器 
  无论太阳能灯具大小,一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的运用寿命,必需对它的充电放电条件加以限制,避免蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的中央,合格的控制器还应具备温度补偿功用。同时太阳能控制器应兼有路灯控制功用,具有光控、时控功用,并应具有夜间自动切控负载功用,便于阴雨天延长路灯工作时间。 
  3、蓄电池 
  由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定,所以普通需求配置蓄电池系统才干工作。普通有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择普通要遵照以下准绳:首先在能满足夜晚照明的前提下,把白昼太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要可以存储满足连续阴雨天夜晚照明需求的电能。蓄电池容量过小不可以满足夜晚照明的需求,蓄电池过大,一方面蓄电池一直处在亏电状态,影响蓄电池寿命,同时形成糜费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷(路灯)相匹配。可用一种简双方法肯定它们之间的关系。太阳能电池功率必需比负载功率高出4倍以上,系统才干正常工作。太阳能电池的电压要超越蓄电池的工作电压20~30%,才干保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必需比负载日耗量高6倍以上为宜。 
  4、光源 
   太阳能路灯 采用何种光源是太阳能灯具能否能正常运用的重要指标,普通太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED光源。 
  (1)低压节能灯:功率小,光效较高,但运用寿命2000小时,电压低灯管发黑,普通合适太阳能草坪灯、庭院灯。 
  (2)低压钠灯:低压钠灯光效高(可达200Lm/w),但需逆变器,低压钠灯价钱贵,整个系统造高,采用较少。 
  (3)无极灯:功率小,光效较高。该灯在220V(纯粹弦波,频率50赫兹)普通市电条件下运用,寿命能够到达5万小时,在太阳能灯具上运用寿命大大减少和普通节能灯差不多(由于太阳能灯具都是方波逆变器,太阳能电源220V输出频率、项位、电压都是不能和普通市电相比的)。 
  (4)LED:LED灯光源,寿命长,可达1000000小时,工作电压低,不需求逆变器,光效较高,国产120Lm/w,进口140Lm/w。随着技术进步,LED的性能将进一步进步。笔者以为LED作为 太阳能路灯 的光源将是一种趋向。 
  5、灯杆及灯具外壳 
  灯杆的高度应依据道路的宽度、灯具的间距,道路的照度规范肯定。灯具外壳依据我们搜集了许多国外太阳灯材料,在美观和节能之间,大多数都选择节能,灯具外观请求不高,相对适用就行。 
  三、 太阳能路灯 设计领会 
  1、道路照度与适用范围 
  依据《城市道路照明设计规范》的规则:快速路均匀照度20lx,平均度0.4,主干路均匀照度15lx,平均度0.35,次干路均匀照度8lx,平均度0.35,支路均匀照度5lx,平均度0.3。现投入运用的LED路灯,由于技术条件,LED功率偏小30~100w,光效50~80lx/w,道路照度较低,笔者做过测试,杆高8.5米,间距30米,光源2×50wLED灯,灯下照度19lx,两灯之间11lx,最暗处3.5lx。 
  以上数把为新装置灯具的初始照度值,故其照度是不能满足快速路与主干路。 太阳能路灯 宜在次干路、支路上运用,主要道路慎用。 
  2、照明时间 
   LED路灯 每天的工作时间应同普通路灯的工作请求,设计应思索冬天日照时间短时,其工作时间应能在12小时之上。由于LED灯受天气影响较大,如遇连续阴雨天就使 LED路灯 缺乏电能而无法运用。国度现无标准对 LED路灯 在低辐照度(连续阴雨天)状况,允许最少工作时间没有做出规则,现普通依据灯具厂家和当地的气候状况,应在低幅照度(连续阴雨天)工作情况下工作在15~20天。在设计时应充沛思索太阳能电池板及蓄电池的容量。 
  3、防雷接地 
   LED路灯 的工作电压普通为12V或24V,属平安电压,不做电气维护接地。但 金属灯杆应做防雷接地,接地电阻不大于10欧姆。

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