隨著太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率和生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高,太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,在照明領(lǐng)域,太陽(yáng)能路燈作為光伏發(fā)電系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的主要應(yīng)用模式,被越來(lái)越多的所認(rèn)識(shí)并接受。編者通過(guò)對(duì)多家公司的太陽(yáng)能路燈資料進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)很多人在太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮比較偏面,比如,對(duì)峰值時(shí)間的考慮、蓄電池容量的選擇以及對(duì)連續(xù)陰雨天的理解等。
本文結(jié)合工作中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),對(duì)太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)要點(diǎn)作進(jìn)一步的探討與分析。
1太陽(yáng)能路燈
1.2太陽(yáng)能路燈的工作原理
太陽(yáng)能路燈利用太陽(yáng)電池的光生伏..應(yīng)原理,白天太陽(yáng)電池吸收太陽(yáng)能光子能量產(chǎn)生電能,通過(guò)控制器儲(chǔ)存在蓄電池里,當(dāng)夜幕降臨或燈具周圍光照度較低時(shí),蓄電池通過(guò)控制器向光源供電一直到設(shè)定的時(shí)間后切斷。
2路燈設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)
2.1通過(guò)已知太陽(yáng)能路燈使用地來(lái)查找使用地的經(jīng)度與緯度。通過(guò)(中國(guó)不同傾斜面上太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)庫(kù))來(lái)確定太陽(yáng)電池組件的傾斜角與方位角及計(jì)算該地區(qū)的太陽(yáng)能標(biāo)準(zhǔn)峰值日照時(shí)間。
2.2路燈所選用光源的功率(W)。光源功率的大小直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)穩(wěn)定性。
2.3太陽(yáng)能路燈每天晚上工作的時(shí)間(H)。這是決定太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)中組件大小的核心參數(shù),通過(guò)確定工作時(shí)間,可以初步計(jì)算負(fù)載每天的功耗和與之相應(yīng)的太陽(yáng)電池組件的充電電流。
2.4太陽(yáng)能路燈需要保持的連續(xù)陰雨天數(shù)(d)。這個(gè)參數(shù)決定了蓄電池容量的大小及陰雨天過(guò)后恢復(fù)電池容量所需要的太陽(yáng)電池組件功率。
2.5確定兩個(gè)連續(xù)陰雨天之間的間隔天數(shù)D。這是決定系統(tǒng)在一個(gè)連續(xù)陰雨天過(guò)后充滿蓄電池所需要的電池組件功率。
3太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與要點(diǎn)
太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本原理相同,因而太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)思路也可依據(jù)一般的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng),先確定光源的功率,每天的工作時(shí)間,..幾個(gè)陰雨天然后計(jì)算蓄電池的容量和太陽(yáng)電池組件的功率。但太陽(yáng)能路燈又有其特殊性,需要..系統(tǒng)工作的穩(wěn)定與可靠,所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意。
3.1太陽(yáng)電池組件
太陽(yáng)電池組件的電壓會(huì)隨著溫度的升高而降低,由于高溫的影響,電池組件的電壓損失約2V,而充電過(guò)程控制器上的二極管壓降0.7V,所以選擇工作電壓為18V的組件。由于太陽(yáng)能路燈的特殊性,太陽(yáng)能電池板一般安裝在燈桿上,對(duì)于路燈桿而言,一般都是5米以上,重心較高,而且大部分太陽(yáng)電池板都是懸掛式,為增強(qiáng)整套設(shè)備的抗風(fēng)力,一般選擇多塊太陽(yáng)電池板組成所需要的組件功率。
3.2蓄電池(組)
在選擇蓄電池時(shí),須要考慮放電率對(duì)蓄電池容量的影響,溫度對(duì)蓄電池容量的影響,放電深度對(duì)蓄電池容量的影響等幾個(gè)方面。所以一定要選用深循環(huán)的太陽(yáng)能專用蓄電池。蓄電池在進(jìn)行并聯(lián)連接時(shí),需要考慮各單體電池間的不平衡影響,通常情況下并聯(lián)組數(shù)不宜超過(guò)4組。
3.3光源的選擇
光源的選型對(duì)于太陽(yáng)能路燈來(lái)說(shuō)是比較關(guān)鍵的一步,目前針對(duì)太陽(yáng)能路燈專用的光源較少,為減少有限能量的損失,光源盡量選直流光源。目前常見(jiàn)的光源有直流節(jié)能燈、高頻無(wú)極燈、低壓鈉燈和LED光源。LED作為半導(dǎo)體光源,其發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,是太陽(yáng)能路燈較為理想的光源,LED路燈光源是一款多功能、環(huán)保節(jié)能型路燈光源,適合在各種場(chǎng)合的照明使用。LED路燈驅(qū)動(dòng)器是專門針對(duì)LED路燈系統(tǒng)所研發(fā)的產(chǎn)品,用于提供LED燈具穩(wěn)定的電源。運(yùn)用..的電子電力技術(shù),設(shè)計(jì)了..率增強(qiáng)以及超節(jié)能脈波寬度調(diào)變(PWM)兩種輸出模式,配合時(shí)間控制,可以在需要的時(shí)候(上半夜天黑人多車多的時(shí)候)以..率增強(qiáng)模式點(diǎn)亮LED燈具,提供良好的照明,而其它時(shí)間段(后半夜人車稀少的時(shí)候)則以超節(jié)能模式輸出,節(jié)約蓄電池的電力的消耗。另外,國(guó)內(nèi)大部分太陽(yáng)能路燈項(xiàng)目照明亮度需滿足城市道路照明標(biāo)準(zhǔn)。
3.4控制器
控制器是整個(gè)路燈系統(tǒng)中充當(dāng)管理者的關(guān)鍵部件,它的較大功能是對(duì)蓄電池進(jìn)行..的管理,好的控制器應(yīng)當(dāng)根據(jù)蓄電池的特性,設(shè)定各個(gè)關(guān)鍵參數(shù)點(diǎn),比如蓄電池的過(guò)充點(diǎn)、過(guò)放點(diǎn),恢復(fù)連接點(diǎn)及SOC放電控制等。在選擇路燈控制器時(shí),特別需要注意控制器恢復(fù)連接點(diǎn)參數(shù),由于蓄電池有電壓自恢復(fù)特性,當(dāng)蓄電池處于過(guò)放電狀態(tài)時(shí),控制器切斷負(fù)載,隨后蓄電池電壓恢復(fù),如果些時(shí)控制器各參數(shù)點(diǎn)設(shè)置不當(dāng),則可能出現(xiàn)燈具閃爍不定,縮短蓄電池和光源的壽命。
4結(jié)束語(yǔ)
太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)需要科學(xué)、合理,除了上述幾點(diǎn),還需要考慮路燈整體的結(jié)構(gòu),特別是路燈的抗風(fēng)力的計(jì)算以及結(jié)合城市道路設(shè)計(jì)路燈整體的美觀性總之,影響太陽(yáng)能路燈性能的因素很多,不一一贅述,一些人在設(shè)計(jì)太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)時(shí)往往把日照時(shí)間看作太陽(yáng)能峰值時(shí)數(shù),其實(shí)這是不正確的,這樣設(shè)計(jì)的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。只有掌握了使用地的詳細(xì)氣象資源及使用條件,再結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),才能..太陽(yáng)能路燈能正常工作。
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