刚果太阳能路灯方案设计

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1、 品质 技术 专业 刚果太阳能路灯方案设计1.系统组成系统由太阳能电池组件部分（包括支架） 、LED 灯头、控制器、蓄电池、灯杆和预埋部分构成；太阳能电池板光效达到 136Wp/m2，效率较高，对系统的抗风设计非常有利；灯头部分以 3W 白光 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。 地埋箱箱体以砖块、水泥为材质，美观耐用；地埋箱内放置免维护铅酸蓄电池，充放电控制器放置在灯杆内。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、调功率、过充保护、过放保护和反接保护等）与

2、成本控制，实现很高的性价比。 2.工作原理系统工作原理简单，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。控制器开始计时，蓄电池前 1 小时半功率放电，后 6 小时全功率放电，最后 3小时半功率放电，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。 3.地理环境、气象条件源自香港天文台和美国旧金山航天局的 NASA 数据库，刚果布拉扎维尔机场的天气情况信息如下（表 1）: 品质

3、技术 专业 最大风速 48 公里/每小时合 13.4 米/ 秒。经纬度坐标：8 46 48.00N, 27 24 0.00E4.太阳能电池组件选型由上述可知刚果日照时数最低 7.2 小时每天，我们就按最低日照时数计算。1,太阳能电池组件选型 表 2 多晶硅太阳电池组件（100W）产品图片（仅供参考以实物为准）技术特征 产品描述最大功率 130Wp 品质 技术 专业 功率标准差 1%3%工作电压 17.5V工作电流 7.42A开路电压 21.2V短路电流 6.13A最大系统电压 1000V DC电压温度系数 -15510mV/电流温度系数 +0.060.01%/功率温度系数 -0.50.05%/

4、电池片品牌 月儿电池类型 多晶硅电池片尺寸 115067035mm重量 8.9Kg框架材料阳极优化铝合金边框运行温度 -40+85存储环境 -40+85抗风能力Wind Resistance60m/s 耐压 AC500V DC3000V使用寿命 使用寿命长达 10 年 抗压能力 200Kg/产品认证 欧盟 CE 抗冰雹能力 25mm,80km/h公司认证 ISO9001:2000 太阳能板转化率 17% 设计要求：非洲刚果地区，负载输入电压 12V 功耗 40W，每天工作 品质 技术 专业 时数 8h，保证连续阴雨天数 2 天。 非洲刚果地区近二十年年均辐射量在 100180 千卡/厘米*年范

5、围内。经简单计算最低日照时数约为 7.2/24h； 最高日照时数约为 10.3/24h 负载日耗电量 = 40W6（11）20W= 280W 所需太阳能组件的总功率= 280W27.2 小时功率系数0.6=130W,这里我们，所以选 130WP 的标准太阳能组件。(4) 在这里，两个连续阴雨天数之间的设计最短天数为 2 天，0.85 为蓄电池充电效率。列式计算得：280W12V=23.33A （21）天0.8582.4AH,我们也留一些余量，所以选 90A 的标准太阳能蓄电池。太阳能供电系统中，蓄电池的性能好坏直接影响系统的综合成本及运行好坏和使用寿命，本方案中选用我公司最新成果储能型胶体蓄电

6、池， 与普通的铅酸电池相比，它在设计上和制造工艺上有以下突出特点： 使用寿命超长，正常情况下使用寿命为五到十年。 采用适合的正负极合金配方及活性物质配比，使电池更加适合储能电池循环充、放电的使用特点。 胶体电解液的设计，有效的抑制活性物质的脱锈和极板的盐化现象，从而延缓了电池在使用过程中的性能衰降。大大改善了电池的深充放循环寿命。 5.光源选用 1.外观设计：超导热月儿 LED 路灯采用半截光型灯具 品质 技术 专业 流畅的线型设计， 分段热设计，压铸、型材、的优化配合设计，在保证品质的前题下从各个方面减轻产品的重量，有效地提高了产品的性价比和安全性能。3.低温设计根据 LED 的 HATIZ

7、 定理:LED 工作温度为 25以下时,使用寿命为 10 万个小时,25-50时,使用寿命为 5 万个小时,50-75时,使用寿命为 2 万个小时,75-100 时,使用寿命为 1 万个小时, 100-125时,使用寿命为 5 千个小时, 125-150时,使用寿命为 2 千个小时产品的温升大小直接导致产品寿命的长短，散热灯壳导热系数是 201，铝基板导热系数都在 0.992 以上，散热硅油导热系数是 1.5。以上这 3 点确保能把温度控制在 50以下来达到产品的长寿。导热系数是指在稳定传热条件下，1m 厚的材料，两侧表面的温差为 1 度（K,C）,在 1 秒内，通过1 平方米面积传递的热量，

8、用 表示，单位为瓦/ 米 度（W/mK），我们的产品用铝型材 6063 导热系数 201，用 ADC12 导热系数是 99.2，这说明我们的材料用得好。并且采用热辐射、热传导、热对流和自然空冷的方式散热来加速散热. 灯壳导热参数图 1 品质 技术 专业 灯壳导热参数图 23.灯珠LED 光谱图 品质 技术 专业 光度参数:光通量 = 128.3 lm 光效 : 118.64 lm/W e = 404.1 mW电参数:正向电压 VF = 3.090 V 正向电流 IF = 350.1 mA 功率 P = 1082 mW分级:518 白光分类:E_6700K仪器状态 : 积分时间 T=69.00m

9、s Ip=52719 (80%) PHAD=22718 STC4000_V1_USB V2.00.167产品型号:1W白光 产品编号:N 66654测试人员:刘越海 测试日期:2013-03-07环境温度:25.3 环境湿度:65.0%制造厂商:PUSISAT 备 注:-测试仪器:WY + STC4000_V1_USB远方(EVERFINE)LEDspec光色电测试报告光 源 光 谱 测 试 报 告色容差 13.7 SDCM1.21.00.80.6相对光谱0.40.20.0380480 580 680 780波 长x=0.337 y=0.345 5300K/ENM(nm)颜色参数:色品坐标:x

10、=0.3158 y=0.3286/u=0.2002 v=0.4686 duv=1.410e-003相关色温:Tc=6341K 主波长:d=488.2nm 色纯度: Purity=6.3%色比:R=13.8% G=82.6% B=3.6% 峰值波长:p=448.8nm 半宽度:d=19.5nm显色指数:Ra=73.0R1 =72 R2 =76 R3 =76 R4 =75 R5 =73 R6 =67 R7 =82R8 =64 R9 =-17 R10=41 R11=72 R12=41 R13=72 R14=87 R15=69 品质 技术 专业 在此先得明确介绍一下，我们的 LED 构成：1）我们的芯

11、片是采用台湾晶元 3w 高档芯片，只做 0.95W 使用，具有高亮、低热、低光衰的优点。2）支架采用亿润、宏磊达。3）胶水采用信越、道康宁，折射率达 1.53，4）荧光粉，以上这 4 点都是以品质为第一核心，确保产品的长寿。从上表可知：光通量为 128.3lm,光效为 118.64lm/W因此总理论光通量118.64Lm/W0.95W/Pcs42pcs=4733.736Lm灯具输出光通量4733.736Lm0.9（透镜损失）0.95（侧壁损失）0.95（灯罩损失）=3844.9Lm光源功耗1.0.95/Pcs42=40W 品质 技术 专业 驱动电源损耗40W （ 1-0.83）=6.8W总功耗

12、40W+6.8W=46.8W根据光学公式 ：照度=光强/距离 2平均照度=光通量/面积环境比（SR）=路边 3M 平均照度/屋边 3M 平均照度和人性道路照明标准值图得：15=3642.6Lm /面积 品质 技术 专业 即面积为 242.8 平方米，4 车道即 13.5 米根据面积公式得 17.9 米5=3642.6Lm /面积即面积为 728 平方米，4 车道即 13.5 米根据面积公式得 53.9 米由此可见灯杆的最小距离为 17.9 米，最大距离为 54 米，由于灯杆的高度制约两点的距离已6 0 6 0 3 0 3 0 6 m2 0 . 8 m知等腰三角形 ABC 中 AB=ACm，顶角

13、 A 以余弦定理有 底边 BC=(m2+m2-2m*mcosA) =m2(1-cosA) =2msin(A/2)平均照度=光通量/面积圆面积公式 s 圆=r得：3844.9Lm /339.6=11.32ux，符合道路照明标准。LED 光 源 优 势1.发 光 效 率 高 ， 耗 电 量 小 ， 使 用 寿 命 长 ， 工 作 温 度 低 。 2.安 全 可 靠 性 强 。 3.反 应 速 度 快 ， 单 元 体 积 小 ， 绿 色 环 保 。 4.同 亮 度 下 ， 耗 电 是 白 炽 灯 的 十 分 之 一 ， 荧 光 灯 的 三 分 之 一 ， 而 寿命 却 是 白 炽 灯 的 50 倍

14、， 荧 光 灯 的 20 倍 ， 是 继 白 炽 灯 、 荧 光 灯 、 气 体放 电 灯 之 后 的 第 四 代 照 明 产 品 。 5.单 颗 大 功 率 超 亮 度 LED 的 问 世 ， 是 LED 应 用 领 域 跨 至 高 效 率 照 品质 技术 专业 明 光 源 市 场 成 为 可 能 ， 将 是 人 类 继 爱 迪 生 发 明 白 炽 灯 后 最 伟 大 的 发 明 之一 。 5.电 池 组 件 支 架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 非 洲 地 区 ， 依 据 本 次 设 计 参 考 相 关文 献 中 的 资 料 表 1， 选 定 太 阳 能 电 池 组 件 支 架 倾 角 为 26.