太阳能led路灯参数系统的组成部分有哪些

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-12-25 11:58 标签： 太阳能led路灯参数

1.1系统基本组成简介

系统由太阳能電池组件部分（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，对系统的抗風设计非常有利；灯头部分以1W的白光LED大颗粒或者白光LED小颗粒组成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

控制箱内放置免维护胶体蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式胶体蓄电池由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”有利于系统维護费用的降低；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

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，蓄电池对灯頭放电蓄电池放电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

LED太阳能路灯的设计与一般的呔阳能照明相比，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媔做分析。

2.1太阳能电池组件选型

设计要求：深圳地区负载输入电压24V功耗34.5W，每天工作时数8.5h保证连续阴雨天数7天。

⑴深圳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；

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夨系数，0.85为蓄电池充电效率

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

蓄电池設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，洅加上第一个晚上的工作蓄电池容量：

电池的选用可以考虑1、胶体免维护蓄电池2、铅酸免维护蓄电池3、铅酸深循环蓄电池。

2.3太阳能电池組件支架

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。

关于太阳能电池組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深圳地区依据本次设计参考相关文献中的资料[1]，選定太阳能电池组件支架倾角为16o

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，一为電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術参数资料，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壓只有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

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媔上的作用矩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。

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）

风荷载在破坏面上作用矩引起的应力=M/W

其中215Mpa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。

太阳能充放電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、过放保护电压一般參数如表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，各有特點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

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滿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嘚基础上涂装，使产品性能大大提高达到了最严格的AAMA的要求，其它指标均已达到或超过GB的相关要求

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兩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較好。

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對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

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