簡介
太陽能路燈系統(tǒng)配置，德州旭陽李靈斌，全年亮燈。
系統(tǒng)介紹
系統(tǒng)基本組成
以"山東德州旭陽太陽能路燈"為例系統(tǒng)由太陽能電池組件、LED燈頭、蓄電池、控制器、燈桿等主要部分構(gòu)成;太陽能電池板光效達(dá)到127Wp/m2，效率較高，對(duì)系統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)非常有利;燈頭部分以1W白光LED和1W黃光LED于印刷電路板上排列為一定間距的點(diǎn)陣作為平面發(fā)光源。
工作原理
利用光生伏應(yīng)原理制成的太陽能電池白天太陽能電池板接收太陽輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出，經(jīng)過充放電控制器儲(chǔ)存在蓄電池中，夜晚當(dāng)照度逐漸降低至10lux左右、太陽能電池板開路電壓4.5V左右，充放電控制器偵測(cè)到這一電壓值后動(dòng)作，蓄電池對(duì)燈頭放電。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
太陽能路燈的設(shè)計(jì)與一般的太陽能照明相比，基本原理相同，但是需要考慮的環(huán)節(jié)更多。下面將山東德州旭陽新能源科技有限公司的LED大功率路燈為例分幾個(gè)方面做分析。
系統(tǒng)配置
如果您告訴我們以下的問題，我們將盡快為您提供太陽能路燈系統(tǒng)方案以及配置。
1、 太陽能發(fā)電系統(tǒng)在哪里使用?該地日光輻射情況如何?
2、 系統(tǒng)的負(fù)載功率多大?
3、 系統(tǒng)的輸出電壓是多少，直流還是交流?
4、每天需要工作多少小時(shí)?
5、如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣，系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天?
6、負(fù)載的情況，純電阻性、電容性還是電感性，啟動(dòng)電流多大
7、系統(tǒng)需求的數(shù)量
在保證燈具在規(guī)定工作條件的情況下，系統(tǒng)配置的好壞主要看太陽能組件、路燈控制器、蓄電池之間的匹配與否。而根據(jù)目前太陽能路燈出現(xiàn)的問題和當(dāng)前的技術(shù)水平
計(jì)算公式
以12V的60w的路燈為例，按每天使用小時(shí)數(shù)為7h、連續(xù)陰雨天4天要求，在山東德州地區(qū)應(yīng)用時(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)毓庹?/strong>
首先計(jì)算出電流:
電流 = 60W÷12V= 5 A 計(jì)算出蓄電池容量需求:
需要滿足連續(xù)陰雨天天的照明需求。(4天另加陰雨天夜的照明，計(jì)5天)
蓄電池 = 5A × 7h ×( 4+1)天= 5A × 35h =175
另外為了防止蓄電池過充和過放，蓄電池一般充電到90%左右;放電余留5%-20%左右。
所以185也只是應(yīng)用中真正標(biāo)準(zhǔn)的70%-85%左右。另外還要根據(jù)負(fù)載的不同，測(cè)出實(shí)際的損耗，實(shí)際的工作電流受恒流源、鎮(zhèn)流器、線損等影響，可能會(huì)在5A的基礎(chǔ)上增加 15%-25%左右。
計(jì)算出電池板的需求峰值(WP):
路燈每夜照明時(shí)間需要為 7小時(shí)(h);
★:電池板平均每天接受有效光照時(shí)間為4..4小時(shí)(h);
最少放寬對(duì)電池板需求25%的預(yù)留額。
WP÷17.6V = (5A × 7h × 125%)÷ 4.4h
WP÷17.6V = 9.33
WP = 175(W)
★ :4.4h每天光照時(shí)間為山東地區(qū)附近地區(qū)日照系數(shù)。
另外在太陽能路燈組件中，線損、控制器的損耗、及鎮(zhèn)流器或恒流源的功耗各有不同，實(shí)際應(yīng)用中可能在15%-25%左右。所以165W也只是理論值，根據(jù)實(shí)際情況需要有所增加。
優(yōu)化組件配置
考慮到路燈連續(xù)工作要求在4天，為了保證在連續(xù)4天放電后，能盡快恢復(fù)工作，組件容量需增大，縮
短充滿電時(shí)間，如果當(dāng)?shù)剡B續(xù)4天陰雨的天數(shù)較多，則充電時(shí)間要控制在2天以內(nèi)。
以選用175Wp組件為例，估算充電時(shí)間。充電
效率在0 9-0.95，取0 9。 平均蓄電池充電時(shí)間:2 x120 x12×O.75/(0.9
××160×4.45)=3.4天，時(shí)間過長。選取210Wp，此時(shí)充電時(shí)間在2天左右。從中可以看出在配置組件時(shí)不能只看單日耗電量，還要結(jié)合蓄電池容量來優(yōu)化配置
三.實(shí)際應(yīng)用(北京地區(qū))
我們知道 :從太陽的日照情況來劃分，北京屬于二類地區(qū)，日照時(shí)間為8.2-8.7小時(shí)，在本例計(jì)算中取中間值8.4小時(shí)。
太陽能直放站(無線10W、移頻10W、6選頻10W的功耗都為85W左右，統(tǒng)一采用24V供電方式。目前采用的蓄電池為200/12V/塊，電池板為55W(峰值)/17V(峰值)/塊。則，直放站每天消耗的電流為(24V供電):
(85w/24v=)3.54×24小時(shí)=85()
假定所設(shè)計(jì)的電池容量能滿足直放站連續(xù)工作5天，則電池容量最小為:
85×5=425()
雖然電池的標(biāo)稱容量就是其額定放電容量，但我們僅按75%的放電量來設(shè)計(jì)，以便有一定的富裕量，則設(shè)計(jì)的電池總?cè)萘繛?
425/0.75=566()取整數(shù)為600，
則需要3塊24V的電池蓄電池，而我們實(shí)際使用的是12V的蓄電池，所以需要6塊12V的蓄電池。
假設(shè)5天中，最為惡劣的情況為，晴天為2天，陰天為2天，雨天1天(不充電)來計(jì)算電池板的配置:
其中1塊電池板的充電電流為
晴天時(shí): 3A×4小時(shí)+(3A+0.7A)÷2×4.4小時(shí)=20.14(/天)
20.14×2天=40.28()
陰天時(shí): 0.7A×8.4小時(shí)=5.88(/天)
5.88×2=11.76()
共 計(jì): 40.28+11.76=52.04()取整數(shù)為52
則需要425/46=8.17塊的24V電池板，實(shí)際上我們使用的12V的電池板，所以需要16.34塊電池板，取整數(shù)16塊即可。
驗(yàn)證:
連續(xù)雨天:
600/85=7天大于5天的設(shè)計(jì)要求
連續(xù)陰天:
600+5.88T=85T，則T=7.58天大于5天的設(shè)計(jì)要求。
綜上所述:至于具體的電池板和蓄電池的配置數(shù)量，是跟對(duì)持續(xù)工作的時(shí)間是直接相關(guān)的。同時(shí)還跟電池板和蓄電池的功率、電壓是相關(guān)的，不同的參數(shù)給出的配置是不一樣。
