太阳能路灯系统在道路照明中的应用
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太阳能路灯系统在道路照明中的应用

2024-05-02

      太阳能电池板经大功率二极管把吸收的光转化成电能,储存于灯杆下面安装的控制箱的蓄电池里,即充电过程,在夜间,具有光控作用的电池板,对控制系统发出开启指令,蓄电池电能点亮灯具,给道路照明,即放电过程,并可任意调节所需的照明时间。太阳能LED路灯的技术核心包括:太阳能组件的发电效率、蓄电池的使用寿命及容量、LED光源的散热问题。用在路灯上的太阳能组件效率一般是14%——16%,但是成熟商品化的组件的效率达到了17%,实验室中的最高效率好像是到了23%,甚至更高一点。但是价格较高,一般不会给你用到路灯上的,一般是太阳能光伏电站在使用。蓄电池的使用寿命没有很大的进展,但是质量及稳定性提高很多。LED光源的散热基本上可以解决,因为路灯光源上常用的也就是单颗1W的珠子。现在用的都是铝基线路板。铝基板背后还有铝合金的散热器,它们之间也涂有导热硅脂,甚至有的厂家直接在散热片上印刷电路,就更好的解决了散热问题,但是相应的成本也是很高的,包括前面那一种方式。 太阳辐射量。结合我国不同倾斜面上太阳辐射数据库资料,来确定工程当地太阳电池组件将倾斜角与方位角,并准确计算当地太阳能标准峰值日照时间。可方便地安装在城市道路、广场、公园、停车场和高速公路等场所。与传统的照明灯具相比,超高亮度 LED 照明光源其体积小、重量轻、方向性好,能耐受各种恶劣气候条件,在功耗、使用寿命以及环保等方面有其他光源不可比拟的优越性,再加上太阳能灯具的节能效率和安装、维修简便,必将引领我们走进绿色照明新时代。太阳能路灯由太阳能电池板、蓄电池、高亮度灯具、控制器等部件组成,正常运行时运动部件极少,基本没有噪声。太阳能路灯控制器中的控制电路,其功能与普通路灯控制器的功能基本相同,都是为了完成天黑亮灯、天亮熄灯的操作,所不同的就是多了一项对蓄电池的充电和放电的管理。 国内外常用的路灯控制器有单独光控器、时钟控制器和经纬型控制器等三种,它们的工作原理不同,各有优缺点。当天变黑光线较弱时,自动开启路灯;凌晨东方露出鱼肚白时,自动关闭路灯,可达到自动控制之作用。早的光控开关使用分立式半导体元器件,电路复杂,且故障率较高;随着半导体技术的发展,出现了时基集成电路,使光控开关电路简单化,感光探头便是光控开关的关键元器件。




       使太阳能路灯按时亮灯、准时熄灯,从而达到自动控制、节约用电的目的。 其优点是预先设定的开关时受外界光线干扰,除本身故障外,不会产生误动作,缺点是不能根据季节变化和特殊的天气情况自动变换开关时间,需要设专人去调整开关时间,比如:冬春季天黑较早、天亮较晚;夏秋季天亮较早、天黑较晚;午夜后路上车辆、行人较少,应适当减少亮灯数量,到黎明前再将它们点亮,以利于交通安全和节电。 时钟控制器中的定时开关又分为机械钟表型和电子钟表型两种:前者以石英钟为主,走时精准,但由于机芯内所使用的塑料齿轮在高温下会变形, 从而导致走时不准甚至停机;后者的定时开关常用 LR6818、LM8650 等集成块为中心的电子钟电路, 近几年还出现一种将电子钟电路板与 LED 液晶显示器合为一体的集成块,可设置六组开关点,且具有星期功能,许多元器件厂家争相生产该产品,现大多用于路灯控制器中。经纬型控制器采用单片机技术,模拟日照规律,天黑时能自动开灯、清晨能自动灭灯。它采纳光控开关控时的优点,克服了光控开关受外界干扰的缺点,吸取钟控器时间准确之长处,避开了定时开关不会自动变换开关时间之短处。 目前,许多大中城市路灯大多采用这种控制方式,缺点是价格较高。在新能源开发中,国内外一致公认技术含量最高、最有发展前景的便是太阳能发电。太阳能发电主要有太阳热能发电和太阳光能发电两种方式。 本文重点论述太阳光能发电。 太阳光能发电就是直接将太阳光能转换成电能的发电方式,可分为光伏发电、光感应发电、光化学发电和光生物发电四种;目前应用最多的光伏发电,是将照射到太阳能电池板上的光所产生的光伏效应直接转换成直流电能输出,其结构一般由太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器和支架等部件组成。 光伏发电的缺点是:初始投资成本高;能量密度较底;间歇性发电;受气候条件影响较大 (阴雨天不能发电); 光伏发电目前主要用于三个方面,即:为无电源场所提供电源。为了让太阳能电池板组件在一年中接收到尽可能多的太阳辐射能,安装时要为太阳能电池板组件选择一个最佳倾角。 通过专用模型的计算可得到不同倾角平面的月平均太阳辐照量的变化值,在不同角度的倾斜面上,太阳辐照量差别较大,因此,在安装太阳能电池板组件时,应通过试验选择适合本地的倾角,以使其获得最大的太阳辐照量。光源功率。在进行应用设计时,路灯光源功率选择大小在很大程度上影响了道路照明标准值,甚至是整个系统参数的稳定性。工作时间。路灯夜间所需工作时间,是太阳能路曾系统组件大小的核心参数,确定其工作时间后,才可以对路灯每天的功耗进行初步计算,同时完成对太阳电池组件充电电源的计算。是要结合工程当地实际情况来确定太阳能路灯所需保持的连续阴雨天数,因为其决定了蓄电池容量大小以及阴雨天过后恢复电池容量所需要的太阳电池组件功率。另一方面,还需要确定两个连续阴雨天之间间隔天数,因为其决定照明系统一个连续阴雨天后充满蓄电池所需的电池组件功率。



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