您好,欢迎访问河南多铭光电科技有限公司网站。如有疑问,欢迎致电 0379-60103360 进行咨询!
新闻中心当前位置:网站首页 - 新闻中心

浅析太阳能路灯配置

[ 发布日期:2019-04-09 09:57:25 点击:938 来源:河南多铭光电科技有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

  随着球能源枯竭,各个行业对能源的需求量不断攀升,这给人们带来了巨大的考验,而太阳能作为取之不尽,用之不竭,清洁无污染并可再生的绿色环保能源在定程度上解决了人们对能源需求的这大问题。而利用太阳能发电,其无可比拟的清洁性、高度的安性、能源的相对广泛性和充足性、长寿命以及免维护性等其他常规能源所不具备的优点,使得光伏能源被认为是二十世纪重要的新能源。

  太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电,免维护阀控式密封蓄电池(胶体电池)储存电能,超高亮LED灯具作为光源,并由智能化充放电控制器控制,用于代替传统公用电力照明的路灯。无需铺设线缆、无需交流供电、不产生电费;采用直流供电、控制;具有稳定性好、寿命长、发光率高,安装维护简便、安性能高、节能环保、经济实用等优点。那么,既然太阳能路灯有这么多优点,太阳能路灯配置是怎样的呢?

  太阳能路灯配置:

  太阳能路灯系统可以保障阴雨天气15天以上正常工作!它的系统组成是由LED光源(含驱动)、太阳能电池板、蓄电池(包括蓄电池保温箱)、太阳能路灯控制器、路灯灯杆(含基础)及辅料线材等几部分构成。

太阳能路灯

  太阳能电池组件般选用单晶硅或者多晶硅太阳能电池组件;LED灯头般选用大功率LED光源;控制器般放置在灯杆内,具有光控、时控制、过充过放保护及反接保护,更高的控制器更具备四季调整亮灯时间功能、半功率功能、智能充放电功能等;蓄电池般放置于地下或则会有门的蓄电池保温箱,可采用阀控式铅酸蓄电池、胶体蓄电池、铁铝蓄电池或者锂电池等。太阳能灯具自动工作,不需要挖沟布线,但灯杆需要装置在预埋件(混凝土底座)上。

  LED光源

  1.发光率高,耗电量小,使用寿命长,工作温度低。

  2.安可靠性强。

  3.反应速度快,单元体积小,绿色环保。

  4.同亮度下,耗电是白炽灯的十分之,荧光灯的三分之,而寿命却是白炽灯的50倍,荧光灯的20倍,是继白炽灯、荧光灯、气体放电灯之后的四代照明产品。

  5.单颗大功率超亮度LED的问世,是LED应用域跨至高率照明光源市场成为可能,将是人类继爱迪生发明白炽灯后伟大的发明之。

  电池组件支架

  1) 倾角设计

  为了让太阳能电池组件在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个佳倾角。

  关于太阳能电池组件佳倾角问题的探讨,在不同地区使用,是根据不同地区而定。

  2)抗风设计

  在太阳能路灯系统中,结构上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,为电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。

  太阳能电池组件支架的抗风设计

  依据电池组件厂家的技术参数资料,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(相当于十台风),根据非粘性流体力学,电池组件承受的风压只有365Pa。所以,组件本身是完可以承受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。

  路灯灯杆的抗风设计

  路灯的参数如下:

  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

  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,风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545

  根据27m/s的设计大允许风速,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的安系数,F = 1.3×730 = 949N

  所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m

  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)

  =π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3

  =88.768×10-6 m3

  风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W

  = 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa

  其中,215 MpaQ235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。

  控制器

  太阳能充放电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、防反接、充电涓流保护、欠压保护、防水保护等。

  1)器件选用

  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,各有点和优点,应该根据客户群的需求点选定相应的方案,在此不详述。

  2)表面处理

  该系列产品采用静电涂装新技术,以FP业建材涂料为主,可以满足客户对产品表面色彩及环境协调致的要求,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的基础上涂装,使产品性能大大提高,达到了严格的AAMA2605.2005的要求,其它指标均已达到或超过GB的相关要求。

  3)充电涓流保护

  易佳太阳能电池板对蓄电池充电时,蓄电池在达到峰值电压后,如果继续高压充电容易造成蓄电池的失水或失控;如果停止充电时,蓄电池又无法饱和。此款控制器在充到峰值电压后立即降压1V,然后进入涓流充电状态,保证了蓄电池可以稳定于饱满状态,同时又避免了失水或失控,类似于对蓄电池进行循环充,不仅高的保护了蓄电池,还提升了蓄电池的充电次数,使用寿命更长。

  太阳能路灯配置计算

  1.计算电流

  如:12V蓄电池系统;30W的灯2只,共60瓦。

  电流 = 60W÷12V= 5 A

  2.容量计算

  如:路灯每夜照明时间9.5小时,实际满负载照明为 7小时(h);

  例:1 LED

  (如晚上730开启100%功率,夜1100降至50%功率,凌晨400后再100%功率,凌晨500关闭)

  例二:2 路非LED (低压钠灯、无灯、节能灯、等)

  (如晚上730两路开启,夜1100关闭1路,凌晨400开启2路,凌晨500关闭)

  需要满足连续阴雨天5天的照明需求。(5天另加阴雨天前夜的照明,计6)

  蓄电池 = 5A × 7h ×(5+1)

  = 5A × 42h=210 AH

  另外为了防止蓄电池过充和过放,蓄电池般充电到90%左右;放电余留5%-20%左右。所以210AH也只是应用中真正标准的70%-85%左右。另外还要根据负载的不同,测出实际的损耗,实际的工作电流受恒流源、镇流器、线损等影响,可能会在5A的基础上增加15%-25%左右。

  3.峰值计算

  路灯每夜累计照明时间需要为 7小时(h);

  :电池板平均每天接受有光照时间为4.5小时(h);

  少放宽对电池板需求20%的预留额。

  WP÷17.4V = (5A × 7h × 120%)÷ 4.5h

  WP÷17.4V = 9.33

  WP = 162(W)

  4.5h每天光照时间为长江中下游附近地区日照系数。

  另外在太阳能路灯组件中,线损、控制器的损耗、及镇流器或恒流源的功耗各有不同,实际应用中可能在15%-25%左右。所以162W也只是理论值,根据实际情况需要有所增加。

  能源危机已经成为21世纪人类面临的大挑战,而不断地开发和利用清洁而又高的新能源,是21世纪人类面临的重要课题。而随着光伏技术的发展太阳能路灯越来越多的普及到大街小巷,为解决能源危机贡献了自己的份力量。