太陽能路燈設計方案方法

太陽能路燈由太陽能電池板(包括支架)、燈頭、控制箱(內有控制器、蓄電池等)和燈桿、基礎等幾部分構成。太陽能路燈一般各自成供電系統，不與常規路燈供電網路連線。太陽能路燈系統主要有12v與24v兩種。

對體系的抗風設計很是有利；燈頭部分以1w白光led和1w黃光led整合於印刷電路板上羅列為時常間距的點陣作為平面發光源，效力較高，體系由太陽能電池組件部分（蘊涵支架）、led燈頭、料理箱（內有料理器、蓄電池）和燈桿幾部分構成；太陽能電池板光效到達127wp/m2。

雅觀耐用；料理箱內棄捐免維護鉛酸蓄電池和充放電料理器，料理箱箱體以不鏽鋼為材質。故又被稱為"免維護電池"，由於其維護很少，有利於體系維護費用的減少；充放電料理器在設計上統籌了功效不光（完備光控、時控、過充保障、過放保障和反接保障等）與成本料理，本體系選用閥控密封式鉛酸蓄電池，實現很高的價效比。

一太陽能電池選擇

l.型別

太陽能電池將太陽能轉換為電能。較實用的有單晶矽、多晶矽、非晶矽太陽能電池等三種。

1) 單晶矽太陽能電池效能引數比較穩定．適合在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區使用；

2) 多晶矽太陽能電池生產工藝相對簡單，**比單晶矽低．適合在太陽光充足、日照好的東西部地區使用；

3）非晶矽太陽能電池對太陽光照條件要求比較低，適合在室外陽光不足的地區使用。

2．工作電壓

太陽能電池的工作電壓約為蓄電池電壓的l.5倍，才能保證給蓄電池正常充電。如給6v蓄電池充電需要用8～9v

太陽能電池,給12v蓄電池充電需要用15～18v太陽能電池。給24v蓄電池充電需用33～36v太陽能電池。

3.輸出功率wp

太陽能電池的單位面積輸出功率約127wp／m2。

太陽能電池一般由多個太陽能單元電池串聯組成，其容量取決於照明光源、線路傳輸部件所消耗的總

功率以及當地太陽能輻射能量。太陽能電池組輸出功率宜為光源功率的3～5倍以上：光照豐富、開燈時

短地區為(3～4)倍以上，反之為(4～5)倍以上。

4平均峰值日照時數 h

太陽能電池輸出功率wp即是標準太陽光照條件下，歐洲委員會定義的10l標準，輻射強度1000w/m2,

大氣質量am1.5，電池溫度252c條件下，太陽能電池的輸出功功率。不同的時間，不同的地點，同樣一塊太陽能電池的輸出功率是不同的。

所謂標準條件，接近平時晴天中午前後的太陽光照條件。

表——1 我國不同地區天陽光照條件

表——2 年總輻射量與日平均峰值日照時數對應表

5．太陽能池組選擇和安裝

路燈杆一般在5m以上，重心較高．大部分太陽電池板都是懸掛式，為增強整套裝置的抗風力，一般

選擇多塊太陽電池板組成所需要的元件功率。

表——3 我國主要城市年平均日照時間及最佳安裝傾角

太陽能電池組件選型

負載輸入電壓24v功耗，設計哀求：廣州地域，天天職業時數h，保證相連慘淡天數7天。

⑴廣州地域近二十年年均輻射量，經儉約計算廣州地域峰值日照時數約為；

⑵負載日耗電量==

⑶所需太陽能元件的總充電電流=××÷（×）=

兩個相連慘淡天數之間的設計最短天數為20天，為太陽能電池組件體系歸納弊害係數，在這裡，為蓄電池充電效力。

⑷太陽能元件的最少總功率數=×=102w

選用峰值輸出功率110wp、單塊55wp的尺度電池組件，該當能夠保證路燈體系在一年大無數情形下的正常執行。

二．蓄電池選擇

蓄電池在有光照太陽能電池板所發出的電能儲存起來，到夜晚需要照明的時候再釋放出來。

有廠家開發出不用蓄電池的太陽能路燈系統；太陽能電池組與電網併聯．由控制電路進行切換．投資

少，執行和維修費用省，能耗少，系統執行穩定。適用於近市網的路燈．庭院燈．廣告燈箱等。

重點討論有蓄電池的太陽能路燈系統．

1．型別選擇

1）鉛酸(cs)蓄電池：適於低溫高倍率放電，比能量偏低，目前大部分太陽能路燈採用。密封免維護，

**低。注意防止鉛酸汙染，應逐步淘汰。

2）鎳鎘(ni-cd)蓄電池：放電倍率高、低溫效能好，迴圈壽命長，小型系統採用。注意防止鎘汙染。

3）鎳氫(ni-h)蓄電池：高倍率放電，低溫效能好，**便宜，無汙染，為綠色環保電池。小型系統採

用。要大力提倡．

目前廣泛採用的有鉛酸免維護蓄電池，普通鉛酸蓄電池和鹼性鎳鎘蓄電池三種。

2．容量選擇

蓄電池容量過小，不能滿足夜晚照明的需要；容量過大，蓄電池始終處在虧電狀態，影響蓄電池壽命，

也造成浪費。蓄電池容量(ah)與負載容量（ah）之比宜在3～6倍以上：連續陰雨天數較少地區約為3～4倍以上

，連續陰雨天教較多地區約為5～6倍以上。

3．蓄電池聯結

併聯連線時．要考慮各單體電池間的不平衡影響。併聯組數不宜超過4組。注意蓄電池防盜。

蓄電池設計容量計算相比於太陽能元件的峰瓦數要儉約。

憑據上面的計算明晰，負載日耗電量。能夠相連職業7個慘淡天，蓄電池容量：，再加受騙初個傍晚的職業，在蓄電池布滿情形下。

×（7+1）=（ah），選用2臺12v100ah的蓄電池就能夠舒服哀求了。

三．控制器

（一）太陽能路燈的執行由控制器來控制。控制器大都實現了智慧型控制．控制器應具有以下功能：

1．路燈控制

光控、時控、溫控等功能供選擇。具有調光(或半夜燈)功能．

2．蓄電池管理

對蓄電池充放電條件加以限制，延長其使用壽命：

1) 防反充電控制：

2) 防過充電控制：

3) 防過放電控制；

4) 溫度補償。

3．自動保護

太陽電池反接保護、蓄電池反接保護、蓄電池開路保護、夜間防反充保護、輸出短路保護等。

4．數碼顯示

顯示太陽能路燈主要參教：蓄電池電壓、太陽電池光伏電壓等。

5．控制器電壓

控制器電壓=蓄電池電壓。

（二）1.退出保護電壓

一些客戶經常發現，太陽能路燈在亮了一段時間後，尤其是連續陰雨天之後，路燈就會連續幾天甚至很多天不亮，檢測蓄電池電壓也正常，控制器、燈也都沒有故障。

這個問題曾經讓很多任務程商疑惑，其實這個是「退出欠壓保護」的電壓值的問題，這個值設定的越高，在欠壓後的恢復時間越長，也就造成了很多天都無法亮燈。

2.led燈恆電流輸出

led由於自身的特性，必須要通過技術手段對其進行恆流或限流，否則無法正常使用。常見的led燈都是通過另加乙個驅動電源來實現對led燈的恆流，但是這個驅動卻佔到整個燈總功率的10％-20％左右，比如乙個理論值42w的led燈，加上驅動後實際功率可能在46-50w左右。在計算電池板功率和蓄電池容量的時候，必須多加10％－20％來滿足驅動所造成的功耗。

除此以外，多加了驅動就多了乙個產生故障的環節。工業版控制器通過軟體進行無功耗恆流，穩定性高，降低了整體功耗。

3.輸出時段

普通的控制器一般只能設定開燈後4小時或者8小時等若干個小時關閉，已經無法滿足眾多客戶的需求。工業版控制器可以分成3個時段，每個時段的時間可任意設定，根據使用環境的不同，每個時段可以設定成關閉狀態。比如有些廠區或者風景區夜間無人，可以把第二個時段（深夜）關閉，或者第

二、第三個時段都關閉，降低使用成本。

4.led燈輸出功率調節

在太陽能應用的燈具當中，led燈是最適合通過脈寬調節來實現輸出不同的功率。限制脈寬或者限制電流的同時，對led燈整個輸出的占空比進行調節，例如單顆1w的led 7串5並合計35w的led燈，在夜間放電，可以將深夜和凌晨的時段分別進行功率調節，如深夜調節成15w、凌晨調節成25w，並鎖定電流，這樣即可以滿足整夜的照明，又節約了電池板、蓄電池的配置成本。經長期試驗證明，脈寬調節方式的led燈，整燈產生的熱量要小的多，能夠延長led的使用壽命。

有些燈廠在為了達到夜間省電的目的，把led燈的內部做成2路電源，夜間關閉一路電源來實現輸出功率的減半，但實踐證明，此種方法只會導致一半的光源首先光衰，亮度不一致或者一路光源提早損壞。

5.線損補償

線損補償功能目前常規的控制器很難做到，因為需要軟體設定，根據不同的線徑與線長給予自動補償。線損補償在低壓系統中其實是很重要的，因為電壓較低，線損相對比較大，如果沒有相應的線損電壓補償，輸出端的電壓可能會低於輸入端很多，這樣就會造成蓄電池提前欠壓保護，蓄電池容量的實際應用率被打了折扣。值得注意的是，我們在使用低壓系統時，為了降低線損壓降，盡量不要使用太細的線纜，線纜也不要過長。

6.散熱

很多控制器為了降低成本，沒有考慮散熱問題，這樣負載電流較大或者充電電流較大時，熱量增加，控制器的場管內阻被增大，導致充電效率大幅下降，場管過熱後使用壽命也大大降低甚至被燒毀，尤其夏季的室外環境溫度就很高，所以良好的散熱裝置應該是控制器必不可少的。

7.mct充電模式

常規的太陽能控制器的充電模式是照抄了市電充電器的三段式充電方法，即恆流、恆壓、浮充三個階段。因為市電電網的能量無限大，如果不進行恆流充電，會直接導致蓄電池充爆而損壞，但是太陽能路燈系統的電池板功率有限，所以繼續延用市電控制器恆流的充電方式是不科學的，如果電池板產生的電流大於控制器第一段限制的電流，那麼就造成了充電效率的下降。mct充電方式就是追蹤電池板的最大電流，不造成浪費，通過檢測蓄電池的電壓以及計算溫度補償值，當蓄電池的電壓接近峰值的時候，再採取脈衝式的涓流充電方法，既能讓蓄電池充滿也防止了蓄電池的過充。

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