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1、太阳能路灯设计太阳能路灯由太阳能电池板（包括支架）、灯头、控制箱（内有控制器、蓄电池等） 和灯杆、基础等几部分构成。太阳能路灯一般各自成供电系统，不与常规路灯供 电网络连接。太阳能路灯系统主要有12 V与24V两种。对体系的抗风设计很是有利；灯头部分以1W白光LED和1W黄光LED集成于印刷电路板上 罗列为时常间距的点阵作为平面发光源，效力较高，体系由太阳能电池组件部分（蕴涵支架）、 LED灯头、料理箱（内有料理器、蓄电池）和灯杆几部分构成;太阳能电池板光效到达127Wp/m2。雅观耐用；料理箱内弃捐免维护铅酸蓄电池和充放电料理器，料理箱箱体以不锈钢为材 质。故又被称为免维护电池，由于其维护很
2、少，有利于体系维护费用的减少；充放电料理 器在设计上统筹了功效不光（完备光控、时控、过充保障、过放保障和反接保障等）与成本 料理，本体系选用阀控密封式铅酸蓄电池，实现很高的性价比。一太阳能电池选择l.类型 太阳能电池将太阳能转换为电能。较实用的有单晶硅、多晶硅、非晶硅 太阳能电池等三种。1）单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定适合在阴雨天比较多、阳光相对 不是很充足的南方地区使用；2）多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶硅低适合在太阳光 充足、日照好的东西部地区使用；3）非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低，适合在室外阳光不足的 地区使用。2工作电压太阳能电池的工作电压约为蓄电池电压的
3、l.5倍，才能保证给蓄电池正 常充电。如给6v蓄电池充电需要用89V太阳能电池，给12V蓄电池充电需要用1518V太阳能电池。给24V蓄电池充电 需用3336V太阳能电池。3输出功率Wp太阳能电池的单位面积输出功率约127Wp / m2。太阳能电池一般由多个太阳能单元电池串联组成，其容量取决于照明光源、 线路传输部件所消耗的总功率以及当地太阳能辐射能量。太阳能电池组输出功率宜为光源功率的35 倍以上：光照丰富、开灯时短地区为（34）倍以上，反之为（45）倍以上。4平均峰值日照时数 h太阳能电池输出功率Wp即是标准太阳光照条件下，欧洲委员会定义的101标准，辐射强度1000W/m2,大气质量AM
4、1.5,电池温度252C条件下，太阳能电池的输出功功率。不同的 时间，不同的地点，同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。所谓标准条件 接近平时晴天中午前后的太阳光照条件。表1 我国不同地区天阳光照条件区域划分丰富地区比较丰富地区可以利用地区贫乏地区年总辐射量（KJ/cm2 .年）580500580420500420地域内蒙西部、甘 肃西部、新疆 南部、青藏咼 原新疆北部、东 北、内蒙东部、 华北、陕北、 宁夏、甘肃部 分、青藏咼原 东侧、海南、 台湾东北北端、内 蒙呼盟、长江 下游、福建、 广东、广西、 贵州部分、云 南、河南、陕 西重庆、四川、 贵州、广西、 江西部分地 区连续阴雨天数237
5、5特征年日照三3000h 百分率三0.75年日照24003000h百分率0.60.7年日照1600 2400h 百分率0.60.4年日照1600h百分率0.4表2年总辐射量与日平均峰值日照时数对应表年辐射总 量（KJ/cm2. 年）420460500540580620660700740平均峰值 日照时数（h）3.193.503.824.144.464.785.105.425.725太阳能池组选择和安装路灯杆一般在5m以上，重心较高大部分太阳电池板都是悬挂式，为增强整套设备的抗风力，一般 选择多块太阳电池板组成所需要的组件功率。表3 我国主要城市年平均日照时间及最佳安装倾角城市纬度最佳倾 角（0
6、）年平均 日照时 间（h）城市纬度最佳倾 角（0）年平均 日照时 间（h）哈尔 滨45.68+34.4杭州30.23+33.42长春43.90+14.8南昌28.67+23.81沈阳41.77+14.6福州26.08+43.46北京39.8+45济南36.68+64.44天津39.10+54.65郑州34.72+74.04呼和 浩特40.78+35.6武汉30.63+73.80太原37.78+54.8长沙28.20+63.22乌鲁 木齐43.78+124.6广州23.13-73.52西宁36.75+15.5海口20.03+123.75兰州36.05+84.4南宁22.82+53.54银川38.
7、48+25.5成都30.67+22.87西安34.30+143.6贵阳26.58+82.84上海31.17+33.8昆明25.02-84.26南京32.00+53.94拉萨29.70-86.7合肥31.85+93.69太阳能电池组件选型负载输入电压24 V功耗，设计哀求：广州地域，天天职业时数h,保证相连惨淡天 数7天。广州地域近二十年年均辐射量，经俭约计算广州地域峰值日照时数约为； 负载日耗电量=所需太阳能组件的总充电电流=xx(x) = 两个相连惨淡天数之间的设计最短天数为20天，为太阳能电池组件体系归纳弊害 系数，在这里，为蓄电池充电效力。太阳能组件的最少总功率数=X=102W选用峰值输
8、出功率llOWp、单块55Wp的尺度电池组件，该当能够保证路灯体系在一 年大无数情形下的正常运行。二蓄电池选择 蓄电池在有光照太阳能电池板所发出的电能储存起来，到夜晚需要照明 的时候再释放出来。有厂家开发出不用蓄电池的太阳能路灯系统；太阳能电池组与电网并 联由控制电路进行切换投资少，运行和维修费用省，能耗少，系统运行稳定。适用于近市网的路灯庭 院灯广告灯箱等。重点讨论有蓄电池的太阳能路灯系统 1类型选择1) 铅酸(CS )蓄电池：适于低温高倍率放电，比能量偏低，目前大部分太 阳能路灯采用。密封免维护，价格低。注意防止铅酸污染，应逐步淘汰。2) 镍镉(Ni-Cd)蓄电池：放电倍率高、低温性能好，
9、循环寿命长，小型 系统采用。注意防止镉污染。3) 镍氢(Ni-H)蓄电池：高倍率放电，低温性能好，价格便宜，无污染， 为绿色环保电池。小型系统采用。要大力提倡 目前广泛采用的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。2容量选择 蓄电池容量过小，不能满足夜晚照明的需要；容量过大，蓄电池始终处 在亏电状态，影响蓄电池寿命，也造成浪费。蓄电池容量(Ah)与负载容量(Ah)之比宜在36倍以上：连续 阴雨天数较少地区约为34倍以上，连续阴雨天教较多地区约为56倍以上。3蓄电池联结 并联连接时要考虑各单体电池间的不平衡影响。并联组数不宜超过4组。注意蓄电池防盗。 蓄电池设计容量计算相比于太
10、阳能组件的峰瓦数要俭约。凭据上面的计算明晰，负载日耗电量。能够相连职业7个惨淡天，蓄电 池容量：，再加受骗初个傍晚的职业，在蓄电池布满情形下。XC7+1) = (AH)，选用2台12V100AH的蓄电池就能够舒服哀求了。三控制器(一) 太阳能路灯的运行由控制器来控制。控制器大都实现了智能控制控制器应 具有以下功能：1路灯控制 光控、时控、温控等功能供选择。具有调光(或半夜灯)功能2蓄电池管理 对蓄电池充放电条件加以限制，延长其使用寿命：1) 防反充电控制：2) 防过充电控制：3) 防过放电控制；4) 温度补偿。3自动保护 太阳电池反接保护、蓄电池反接保护、蓄电池开路保护、夜间防反充保 护、输出
11、短路保护等。4数码显示 显示太阳能路灯主要参教：蓄电池电压、太阳电池光伏电压等。5控制器电压控制器电压=蓄电池电压。(二)1. 退出保护电压一些客户经常发现，太阳能路灯在亮了一段 时间后，尤其是连续阴雨 天之后，路灯就会连续几天甚至很多天不亮，检测蓄电池电压也正常，控 制器、灯也都没有故障。这个问题曾经让很多工程商疑惑，其 实这个是“退出欠压保护”的电 压值的问题，这个值设置的越高，在欠 压后的恢复时间越长，也就造成了 很多天都无法亮灯。2. LED灯恒电流输出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
12、 的恒流，但是这个驱动却占到整个灯 总功率的10%-20%左右，比如一个理 论值42W的LED灯，加上驱动后实际功率可能在46-50W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。除此以外，多加了驱动就多了一个产生故障的环节。工业版控制器通 过软件进行无功耗恒流，稳定性高，降低了整体功耗。3. 输出时段普通的控制器一般只能 设置开灯后4小时或者8小时等若干个小时关 闭，已经无法满足众多客户的需求。工业版控制器可以分成3个时段，每 个时段的时间可任意设置，根据使用环境的不同，每个 时段可以设置成关 闭状态。比如有些厂区或者风景区夜间无人，可以把第二个
13、时段（深夜） 关闭，或者第二、第三个时段都关闭，降低使用成本。4. LED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，例如单颗1W的LED 7串5并合计35W的LED灯，在夜间放电，可 以将深夜和凌晨的 时段分别进行功率调节，如深夜调节成15W、凌晨调节成 25W，并锁定电流，这样即可以满足整夜的照明，又节约了电池板、蓄电池 的配置成本。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。有些灯厂在为了达到夜间省电的目的，把LED灯的内部做成
14、2路电源, 夜间关闭一路电源来实现输出功率的减半，但实践证明，此种方法只会导 致一半的光源首先光衰，亮度不一致或者一路光源提早损坏。5. 线损补偿线损补偿功能目前常规的控制器很难做到，因为需要软件设置，根据 不同的线径与线长给予自动补偿。线损补偿在低压系统中其实是很重要的， 因为电压较低，线损相对比较大，如果没有相应的线损电压补偿，输出端的电压可能会低于输入端很多，这样就会造成蓄电池提前欠压保护，蓄电 池容量的实际应用率被打了折扣。值得注意的是，我们在使用低压系统时, 为了降低线损压降，尽量不要使用太 细的线缆，线缆也不要过长。6散热很多控制器为了降低成本，没有考 虑散热问题，这样负载电流较大或 者充电电流较大时，热量增加，控制器的 场管内阻被增大，导致充电效率 大幅下降，场管过热后使用寿命也大大降低甚至被烧毁，尤其夏季的室外 环境温度就很高，所以良好的散热装置应该是控制器必不可少的。7.MCT充电模式常规的太阳能控制器的充电模式是照抄了市电充电器的三段式充电方 法，即恒流、恒压、浮充三个阶段。因为市电电网的能量无限大，如果不 进行恒流充电，会直接导致蓄电池充爆而损坏，但是太阳能路灯系 统的电 池板功率
