太陽(yáng)能在照明燈具上的應(yīng)用

　　太 陽(yáng)能電池作為一種新能源，在民用方面首先應(yīng)用在照明燈具上。目前，在西部光明工程，非主干道太陽(yáng)能路燈，太陽(yáng)能庭院燈和太陽(yáng)能草坪燈，高桿燈生產(chǎn)廠家，太陽(yáng)能裝飾燈等方面的應(yīng)用已經(jīng)逐漸形成規(guī)模。在太陽(yáng)能照明燈具的設(shè)計(jì)中，涉及光源、太陽(yáng)能電池系統(tǒng)、蓄電池充放電控制許多因素，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)造成產(chǎn)品缺陷。

那就讓我們先了解一下太陽(yáng)能燈具組成吧！

　　1、太陽(yáng)能電池板

　　2、充放電控制器

　　3、 蓄電池

　　4、負(fù)載

　　5、燈具外殼

　　太陽(yáng)能電池

　　太 陽(yáng)能電池主要功能在將光能轉(zhuǎn)換成電能，這個(gè)現(xiàn)象稱之為光伏效應(yīng)。在眾多太陽(yáng)光電池中較普遍且較實(shí)用的有單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池及非晶硅太陽(yáng)能電池等三種，在太陽(yáng)光充足日照好的東西部地區(qū)，采用多晶硅太陽(yáng)能電池為好，因多晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格比單晶低。轉(zhuǎn)換效率在近幾年不斷提高。在陰雨天比較多陽(yáng)光相對(duì)不是很充足的南方地區(qū)，采用單晶硅太陽(yáng)能電池為好，因單晶硅太陽(yáng)能電池電性能參數(shù)比較穩(wěn)定。當(dāng)然非晶硅太陽(yáng)能電池在室內(nèi)陽(yáng)光很弱的情況下比較好，因?yàn)榉蔷Ч杼?yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)光照條件要求比較低。

　　首先，任何一款太陽(yáng)能燈具產(chǎn)品我們必須先了解太陽(yáng)能電池，庭院燈價(jià)格，太陽(yáng)能電池有五大電性能參數(shù)：

　　1、Isc是短路電流

　　2、Im是峰值電流

　　3、Voc是開路電壓

　　4、Vm是峰值電壓

　　5、Pm是峰值功率

　　Pm是峰值功率= Im是峰值電流×Vm是峰值電壓

　　LED路燈驅(qū)動(dòng)的太陽(yáng)能與市電互補(bǔ)控制研究

　　光電互補(bǔ)LED 路燈照明系統(tǒng)就是以太陽(yáng)能電池發(fā)電為主，以普通220V交流電補(bǔ)充電能為輔的路燈照明系統(tǒng)，采用此系統(tǒng)，光伏電池組和蓄電池容

量可以設(shè)計(jì)得小一些，基本上是當(dāng)天白天有陽(yáng)光，當(dāng)天就用太陽(yáng)能發(fā)電同時(shí)給蓄電池充電，到天黑時(shí)蓄電池放電把負(fù)載LED

點(diǎn)亮。在我國(guó)大部分地區(qū)，全年基本上都有三分之二以上的晴朗天氣，這樣該系統(tǒng)全年就有三分之二以上的時(shí)間用太陽(yáng)能照亮路燈，剩余時(shí)間用市電補(bǔ)充能量，既減

小了太陽(yáng)能光伏照明系統(tǒng)的一次性投資，又有著顯著的節(jié)能減排效果，是太陽(yáng)能LED路燈照明在現(xiàn)階段推廣和普及的有效方法。

　　??1 光電互補(bǔ)LED 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　??1.1 LED 照明負(fù)載

　　? ?假設(shè)光電互補(bǔ)LED 路燈燈桿高度為10m，光照光通量大約25 lm，選用1W、3.3V、350mA 的LED 燈組成兩路路燈，每一路14 串2

并共28W，兩路為56W。設(shè)路燈每天平均照明10 小時(shí)，LED 路燈前5 小時(shí)全亮，交通信號(hào)燈，后5 小時(shí)亮度減半，即電池消耗減少一半。

　　??所需實(shí)際驅(qū)動(dòng)電流為：

　　??350mA×2×2=1.4A

　　??每天以10 小時(shí)計(jì)算，負(fù)載所需安時(shí)數(shù)為：

　　??1.4A×5h+1.4A×0.5×5h=10.5Ah

　　??電壓為：

　　??3.3V×14=46.2V

　　??1.2 蓄電池組容量設(shè)計(jì)

　　??1.2.1 蓄電池的選用

　　? ?太陽(yáng)能路燈用蓄電池由于頻繁處于充電、放電循環(huán)中，而且會(huì)經(jīng)常發(fā)生過(guò)充或深度放電等情況，因此蓄電池工作性能和循環(huán)壽命成為最受關(guān)注的問(wèn)題。閥控式密閉

型鉛酸電池具有不需要維護(hù)、不向空氣中排出氫氣和酸霧、安全性好、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用。蓄電池過(guò)充電、過(guò)放電以及蓄電池環(huán)境溫度等都是影響蓄電

池壽命的重要因素，所以在控制器中要重點(diǎn)采取保護(hù)措施。

　　??1.2.2 蓄電池組容量的計(jì)算

　　? ?在光電互補(bǔ)路燈系統(tǒng)中，是靠 太陽(yáng)能和市電互補(bǔ)對(duì)LED

路燈進(jìn)行供電的。由于太陽(yáng)光隨天氣變化差別很大，白天太陽(yáng)光強(qiáng)時(shí)，太陽(yáng)能電池板給蓄電池充電;晚上蓄電池給負(fù)載供電。陰天時(shí)，負(fù)載用電從蓄電池取得，當(dāng)蓄

電池放電電壓降到允許限度時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為市電補(bǔ)給。蓄電池的容量對(duì)保證可靠性供電很重要，電池容量過(guò)大導(dǎo)致成本價(jià)格升高，容量過(guò)小，又不能充分利用太陽(yáng)

能達(dá)到節(jié)能的目的。

　　??蓄電池容量Bc 計(jì)算公式：

　　??Bc = A×QL×NL×T0/CC Ah (1)

　　? ?式(1)中A 為安全系數(shù)，取1.1～1.4 之間，本式為A=1.2;QL 為負(fù)載日平均耗電量，為工作電流乘以日工作小時(shí)，QL=10.5Ah;NL

為最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天數(shù)，由于采用光電互補(bǔ)，故可以取NL=1 天;T0 為溫度修正系數(shù)，一般在0℃以上為1.1，- 10℃以下取1.2，本式取T0=1.1;CC

為蓄電池放電深度，一般鉛酸電池取0.75，堿性鎳鎘蓄電池取0.8，本式中CC =0.75。

　　??因此，Bc = A×QL×NL×T0/CC=1.2 ×10.5 ×1×1.1/0.75=18.5Ah，實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們選用48V、40Ah

免維護(hù)閥控密封鉛酸蓄電池。

　　??1.2.3 太陽(yáng)能電池方陣設(shè)計(jì)

　　? ?太陽(yáng)能電池組件以一定數(shù)目串聯(lián)起來(lái)，可獲得所需要的工作電壓。但是太陽(yáng)能電池的串聯(lián)必須適當(dāng)，串聯(lián)數(shù)太少，串聯(lián)電壓低于蓄電池浮充電壓，太陽(yáng)能電池組方

陣就不能對(duì)蓄電池充電;若串聯(lián)數(shù)太多，使輸出電壓遠(yuǎn)高于浮充電壓時(shí)，燈，充電電流也不會(huì)有明顯增加。因此，只有當(dāng)太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)電壓等于合適充電電壓時(shí)，

才能達(dá)到狀態(tài)。

　　??太陽(yáng)能電池組的輸出電壓一般取蓄電池電壓的1.2～1.5 倍，當(dāng)取1.35 倍時(shí)，蓄電池電壓為48V×1.35=64.8V，此處取65V。

　　??若當(dāng)天無(wú)太陽(yáng)光時(shí)，蓄電池晚上給負(fù)載放電容量為：

　　??Bcb = A×QL×NL = 1.2×10.5×1 = 12.6Ah

　　??鄭州地區(qū)按5 小時(shí)太陽(yáng)光給蓄電池充電，電流為：

　　??I = 12.6Ah/5h = 2.52A

　　??所以太陽(yáng)能電池方陣功率為：

　　??P = UI = 65V×2.52A = 163.8W

　　??實(shí)際可采用4 塊36V 48W 太陽(yáng)能電池板，共192W，分兩組，每組2 塊串聯(lián)，電壓為72V。

　　??2 控制器及工作原理簡(jiǎn)介

　　??2.1 光電互補(bǔ)LED 路燈控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

揚(yáng)州國(guó)旭光電照明有限公司是一家以生產(chǎn)道路照明燈桿、燈具、光源電器研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、安裝的高新技術(shù)單位。坐落在享有“全國(guó)路燈制造基地”美名的郭集鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)。長(zhǎng)期注重新型LED燈具、新穎道路燈桿開發(fā)。嚴(yán)格按照ISO-9001管理體系執(zhí)行。不斷引進(jìn)人才，對(duì)太陽(yáng)能光伏、LED光源產(chǎn)品不斷改善和研發(fā)，加上多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在技術(shù)上取得了突破性發(fā)展。生產(chǎn)的LED路燈系列無(wú)論在外觀、散熱、光衰還是光度性能上都得到優(yōu)良的保證！主要產(chǎn)品有：路燈燈桿（太陽(yáng)能路燈、高桿燈、中華燈、庭院燈、草坪燈、仿古燈、仿生景觀燈）、鈉燈燈具、LED大功率燈具、LED數(shù)碼管，交通信號(hào)燈、LED投光燈、LED隧道燈、太陽(yáng)能光伏系列。承接道路橋梁市政工程、新農(nóng)村路燈亮化工程、LED樓宇亮化工程及安裝維修。歡迎新老客戶蒞臨參觀考察！