太阳能路灯系统的工作原理-solarbe文库

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太阳能路灯系统的工作原理太阳能路灯系统的工作原理太阳能路灯利用太阳能电池的广生伏特效应原理，白天时太阳能电池吸收太阳能光子能量产生的电能通过控制器向蓄电池组充电，当夜幕降临时或灯具周围的光照程度较低时，蓄电池提供电力给直流灯负载。直流控制器能够在任何情况下，包括阳光充足或者是长期阴雨天气下，都能确保蓄电池不因为过充或过放而发生破坏，同时具备光控、声控、温度补偿、和防雷、反极性保护等功能。如图 1。太阳能路灯由以下几部分组成太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、光源、灯杆以及灯具外壳等。图一太阳能电池板太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中运用价值最高的部分。它的作用是将太阳的辐射能转换为电能，或者是送到蓄电池内储存起来。在大多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太能电池和非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照良好的东西部地区，采用多晶硅太阳能电池为好，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，并且价格比单晶硅太阳能电池低。而在阴雨天比较多、阳光相对不是太充足的南方地区，采用单晶硅太阳能电池为好，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好，因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。另外第二代太阳电池的研制，即将取得突破性进展，其核心部件是一种可粘接的薄膜，即薄膜太阳能电池材料。规格型号功率 90W ，峰值电压 24V，共 6 块。技术要求 ① 尺寸为 1200*560*35mm ； ② 单晶硅的光电转换效率为 13 ～ 15,多晶硅为 11～ 13。③ 旁路二极管热试验 ; ④ 组件边框选用优质 6063T5 的型材，选用表面喷涂厚度 ≥ 12μm 的防氧化膜，耐烟雾及紫外线，使用寿命长，保证在室外的环境下能正常的使用；⑤ 接线端子牢固，配有旁路二极管，避免热斑效应；⑥ 钢化玻璃厚 3.2mm ，透光率应在 91 以上；⑦ 绝缘强度＞ 100MΩ ；⑧优质密封硅胶；⑨ 组件在 -40oC～ 85oC 的温度范围内均可正常工作。太阳能控制器在太阳能灯具中，一个性能优良的充放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命，必须对它的充放电条件交易限制，来防止蓄电池过充电或者深度充电。在温差较大的地方，合格的控制器应还具有温度补偿功能。同时太阳能控制器应建有路灯控制功能，包括光控和时控，并要具有夜间自动切控负载功能，以便于阴雨天延长路灯工作时间。规格型号 24V/20A,SHCB-20A 市电互补控制器。技术要求① 蓄电池反接保护；② 太阳能电池反接保护；③ 负载过流及短路保护；④ 夜间防反充电保护；⑤过度保护； ⑥ 智能充电。控制器必须经过高温高湿环境运行监测、低温环境监测、交变湿热试验、振动试验、老化试验、以保证产品质量，使用寿命 5 年。蓄电池由于太阳能光伏发电系统的输入能量非常不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般种类有铅酸蓄电池、 Ni cd 蓄电池、 Ni H 蓄电池。蓄电池容量的选择大多要遵循以下几个原则首先在能满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明所需要的电能量。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，而蓄电池过大，一方面蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时也会造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷相匹配。可用一种简单方法来确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出 4 倍以上，系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压 20～ 30％，才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日耗量高 6 倍以上为好。规格型号太阳能专用电池。技术要求容量为 150Ah/24V, 共 4 只。采用优质蓄电池。在蓄电池的防护方面采用地埋式处理，减少温度对蓄电池的影响，蓄电池舱的低级预留排水孔要起到防水的作用。蓄电池要经过容量检测、自放电试验、温度适用范围试验等监测。采用浸水性试验和渗水性试验确保蓄电池舱不进水。光源太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的一个重要指标，一般太阳能灯具采用 LED 光源、低压节能灯、低压钠灯和无极灯。规格型号高效无极灯 24V/40W*1 只， 24V/100W*2 只。技术要求 ① 距地面 12m，功率有减半功能；② 环保节能，亮度好，使用寿命50000h 以上，功率偏差在 ± 3；③ 需进行 9 项技术性能监测严格把关。灯杆灯杆的高度应该更具道路的宽度、灯具的间距和道路的照度标准确定。规格型号太阳能路灯光源距地面 12m。技术要求采用优质钢材，下端口直径 270mm ，厚度 4mm ，整体采用热镀锌加喷塑的表面处理方式，镀锌层厚度应为 85μm ，喷塑层厚度在 150～ 200μm 之间。塑粉应为进口的优质户外型，附着力强，不变色，并且具有优良的防腐蚀特性。抗风等级 12 级，并确保灯杆寿命达到 15 年以上。1.系统组成系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、 LED 灯头、控制箱（内有控制器、蓄电池）和灯杆几部分构成；金湛太阳能电池板光效达到 127Wp/m2 ，效率较高，对系统的抗风设计非常有利；灯头部分以 1W 白光 LED 和 1W 黄光 LED 集成于印刷电路板上排列为一定间距的点阵作为平面发光源。控制箱箱体以不锈钢为材质，美观耐用；控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为 “ 免维护电池 ” ，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等）与成本控制，实现很高的性价比。2.工作原理系统工作原理简单，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至 10lux 左右、金湛太阳能电池板开路电压 4.5V 左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电 8.5 小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。