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太阳能路灯组成及工作原理图

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  太阳能路灯主要由太阳能电池组件(晶硅、非晶硅)、风机、组件支架、光源、控制器、蓄电池、灯杆等及部分组成。

  而太阳能路灯的工作原理究竟是怎样的呢?太阳能路灯利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池,白天太阳能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10LX左右、太阳能电池板电压为4.5v左右,充放电控制器侦测到这一电压值后动作,蓄电池对光源放电,蓄电池放电设定时间后,充放电控制器动作,蓄电池放电结束。

  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。

  太阳能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、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。

  太阳能路灯的设计与一般的太阳能照明相比,基本原理相同,但是需要考虑的环节更多。下面将以香港真明丽集团有限公司的这款太阳能LED大功率路灯为例,分几个方面做分析。

  设计要求:广州地区,负载输入电压24V功耗34.5W,每天工作时数8.5h,保证连续阴雨天数7天。

  ⑴广州地区近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2,经简单计算广州地区峰值日照时数约为3.424h;

  在这里,两个连续阴雨天数之间的设计最短天数为20天,1.05为太阳能电池组件系统综合损失系数,0.85为蓄电池充电效率。

  选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件,应该可以保证路灯系统在一年大多数情况下的正常运行。

  根据上面的计算知道,负载日耗电量12.2AH。在蓄电池充满情况下,可以连续工作7个阴雨天,再加上第一个晚上的工作,蓄电池容量:

  为了让太阳能电池组件在一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一个最佳倾角。

  关于太阳能电池组件最佳倾角问题的探讨,近年来在一些学术刊物上出现得不少。本次路灯使用地区为广州地区,依据本次设计参考相关文献中的资料[1],选定太阳能电池组件支架倾角为16o。

  在太阳能路灯系统中,结构上一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,一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。

  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(相当于十级台风),内部人员揭秘ag录像,根据非粘性流体力学,电池组件承受的风压只有365Pa。所以,组件本身是完全可以承受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。

  3,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mm=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的设计最大允许风速,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的安全系数,F=1.3×730=949N。

  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。

  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、时控与防反接等。

  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,各有特点和优点,应该根据客户群的需求特点选定相应的方案,在此不一一详述。

  该系列产品采用静电涂装新技术,以FP专业建材涂料为主,可以满足客户对产品表面色彩及环境协调一致的要求,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,达到了最严格的AAMA2605.2005的要求,其它指标均已达到或超过GB的相关要求。

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