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太阳能路灯说明
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12V与24V两种。
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。
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3~5倍以上:光照丰富、开灯时短地区为(3~4)倍以上,反之为(4~5)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10l标准,辐射强度1000W/m2,大气质量AM1.5,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) | ≥580 | 500~580 | 420~500 | ≤420 |
地域 | 内蒙西部、甘肃西部、新疆南部、青藏高原 | 新疆北部、东北、内蒙东部、华北、陕北、宁夏、甘肃部分、青藏高原东侧、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 | 2 | 3 | 7 | 5 |
5.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 我国西北主要城市年平均日照时间及最佳安装倾角
呼和浩特 | 40.78 | +3 | 5.6 | 武汉 | 30.63 | +7 | 3.80 |
太原 | 37.78 | +5 | 4.8 | 长沙 | 28.20 | +6 | 3.22 |
乌鲁木齐 | 43.78 | +12 | 4.6 | 广州 | 23.13 | -7 | 3.52 |
西宁 | 36.75 | +1 | 5.5 | 海口 | 20.03 | +12 | 3.75 |
兰州 | 36.05 | +8 | 4.4 | 南宁 | 22.82 | +5 | 3.54 |
银川 | 38.48 | +2 | 5.5 | 成都 | 30.67 | +2 | 2.87 |
西安 | 34.30 | +14 | 3.6 | 贵阳 | 26.58 | +8 | 2.84 |
上海 | 31.17 | +3 | 3.8 | 昆明 | 25.02 | -8 | 4.26 |
南京 | 32.00 | +5 | 3.94 | 拉萨 | 29.70 | -8 | 6.7 |
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。
3)太阳能胶体蓄电池: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.
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3~6倍以上:连续阴雨天数较少地区约为3~4倍以上,连续阴雨天教较多地区约为5~6倍以上。
(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:防过充电控制:防过放电控制;温度补偿。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、输出短路保护等。
(二)部分数据
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。
三.太阳能电池倾角设计
太阳能电池倾角是指太阳能电池板平面与水平地面的夹角。
太阳能电池组件倾角(指太阳电池板平面与地平面夹角)在技术界多有探讨。倾斜角度按所在地理位置(纬度等)确定;将太阳能电池板正面正对太阳(或正南稍偏西),倾角与当地纬度一致既可。如条件允许,太阳能电池板的倾角可随季节变化做出相应调整。
四.太阳能照明主要光源和应用
光源与太阳能系统有两种形式:
1) 太阳能立供电的HID灯电子镇流器(或称触发器,下同。):直接由蓄电池供电.实际上是DC/AC高额变换器.因此.太阳能路灯照明系统一般无需另加DC/AC逆变器,减少了电路损耗。此形式适合新建太阳能路灯工程。
2) 配传统HID灯电子镇流器:接于AC220市电电源.其电子镇流器本质上是AC/DC/AC高频变换器。如与太阳能系统连接,需在蓄电池与HID灯电子镇流器间增加DC/AC小功率逆变器。此形式适合路灯改造。
3) 应用;太阳能LED灯、HID灯、无极灯路灯功率多在70W以下.个别在lOOW以上.一般用在支路和人行道照明。小功率太阳能LED灯、节能灯用在草坪、景观照明。
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