太陽能LED路燈設(shè)計(jì)與應(yīng)用

全年亮燈，陰雨天氣有保障。

LED燈節(jié)能, 光效高, 單位W可以產(chǎn)生80LM甚至更高的光通量.

顯色性好, 純白色的光線, 全部為可見光.

另外最重要的一點(diǎn)是可以用直流驅(qū)動, 這點(diǎn)用在太陽能上尤其重要, 因?yàn)樘柲馨l(fā)的電也是直流的, 可以省卻逆變器這一環(huán)節(jié)的成本和能量損耗.

太陽能LED路燈以太陽光為能源，白天充電晚上使用，無需復(fù)雜昂貴的管線鋪設(shè)，可任意調(diào)整燈具的布局，安全節(jié)能無污染，無需人工操作工作穩(wěn)定可靠，節(jié)省電費(fèi)免維護(hù)。

系統(tǒng)由太陽能電池組件部分(包括支架)、LED燈頭、控制箱 (內(nèi)有控制器、蓄電池)和燈桿幾部分構(gòu)成;基本組成

太陽能LED路燈主要由太陽能電池組件部分(包括支架)、LED燈頭、控制箱 (內(nèi)有控制器、蓄電池)和燈桿幾部分構(gòu)成;太陽能電池板光效達(dá)到127Wp/m2，效率較高，對系統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)非常有利;LED燈頭光源采用單顆大功率LED(30W-100W)作為光源，運(yùn)用獨(dú)特的多顆芯片集成式單模組光源設(shè)計(jì)，選用進(jìn)口高亮度芯片。

控制箱箱體以不銹鋼為材質(zhì)，美觀耐用;控制箱內(nèi)放置免維護(hù)鉛酸蓄電池和充放電控制器。本系統(tǒng)選用閥控密封式鉛酸蓄電池，由于其維護(hù)很少，故又被稱為"免維護(hù)電池"，有利于系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用的降低;充放電控制器在設(shè)計(jì)上兼顧了功能齊備(具備光控、時控、過充保護(hù)、過放保護(hù)和反接保護(hù)等)與成本控制，實(shí)現(xiàn)很高的性價比。

隨著傳統(tǒng)能源的日益緊缺，太陽能的應(yīng)用將會越來越廣泛，尤其太陽能發(fā)電領(lǐng)域在短短 的數(shù)年時間內(nèi)已發(fā)展成為成熟的朝陽產(chǎn)業(yè)。

1: 目前制約太陽能發(fā)電應(yīng)用的最重要環(huán)節(jié)之一是價格，以一盞雙路的太陽能路燈為例，兩路負(fù)載共為60瓦，(以長江中下游地區(qū)有效光照4.5h/天、每夜放電7小時、增加電池板20%預(yù)留額計(jì)算)其電池板就需要160W左右，按每瓦30元計(jì)算，電池板的費(fèi)用就要4800元，再加上180AH左右的蓄電池組費(fèi)用也在1800左右，整個路燈一次性投入成本大大高于市電路燈，造成了太陽能路燈應(yīng)用領(lǐng)域的主要瓶頸。

2:蓄電池的使用壽命也應(yīng)該考慮在整個路燈系統(tǒng)應(yīng)用中，一般的蓄電池保修三年或五年，但一般的蓄電池在一年、甚至半年以后就會出現(xiàn)充電不滿的情況，有些實(shí)際充電率有可能下降到50%左右，這必將影響連續(xù)陰雨天時期的夜間正常照明，所以選擇一款較好的蓄電池尤為重要。

3:一些工程商常選用LED燈做為太陽能路燈的照明，但是LED燈的質(zhì)量層差不齊，光衰嚴(yán)重的LED半年就有可能衰減50%光照度。所以一定要選擇光衰較慢的LED燈，或者選用無極燈、低壓鈉燈等。

4:控制器的選擇往往也是被工程商忽略的一個問題，控制器的質(zhì)量層差不齊，12V/10A的控制器市場價格在100-200元不等，雖然是整個路燈系統(tǒng)中價值最小的部分，但它卻是非常重要的一個環(huán)節(jié)?？刂破鞯暮脡闹苯佑绊懙教柲苈窡粝到y(tǒng)的組件壽命以及整個系統(tǒng)的采購成本，一:應(yīng)該選擇功耗較低的控制器，控制器24小時不間斷工作，如其自身功耗較大，則會消耗部分電能,最好選擇功耗在1毫安(MA)以下的控制器。二:要選擇充電效率高的控制器，具有MCT充電模式的控制器能自動追蹤電池板的最大電流，尤其在冬季或光照不足的時期，MCT充電模式比其他高出20%左右的效率。三:應(yīng)選擇具有兩路調(diào)節(jié)功率的控制器，具有功率調(diào)節(jié)的控制器已被廣泛推廣，在夜間行人稀少時段可以自動關(guān)閉一路或兩路照明，節(jié)約用電，還可以針對LED燈進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。除選擇以上節(jié)電功能外，還應(yīng)該注重控制器對蓄電池等組件的保護(hù)功能，像具有涓流充電模式的控制器就可以很好的保護(hù)蓄電池，增加蓄電池的壽命，另外設(shè)置控制器欠壓保護(hù)值時，盡量把欠壓保護(hù)值調(diào)在 ≥ 11.1V ，防止蓄電池過放。

5: 距離市區(qū)較遠(yuǎn)的地方還應(yīng)該注意防盜工作，很多工程商因?yàn)槭┕な韬?，沒有進(jìn)行有效的防盜，導(dǎo)致蓄電池、電池板等組件被盜，不僅影響了正常照明，也造成了不必要的財產(chǎn)損失。工程案例中被盜居多為蓄電池，蓄電池埋于地下用水泥澆筑是一種有效防盜措施，在燈桿

上加裝蓄電池箱的最好將其進(jìn)行焊接加固。

6: 控制器的防水，控制器一般裝于燈罩、電池箱中，一般也不會進(jìn)水，但在實(shí)際工程案例中 控制器端子的連接線往往因?yàn)橛晁樦B接線流入控制器造成短路。所以在施工時應(yīng)該注意將 內(nèi)部連接線彎成"U"字型并固型，外部連接線也可以固定為"U"型，這樣雨水就無法淋入造成 控制器短路，另外還可在內(nèi)外線接口處涂抹防水膠。

7: 在眾多太陽能路燈實(shí)際應(yīng)用中，很多地方的太陽能路燈不能滿足正常照明需要，尤其在陰雨天更為突出，除使用了質(zhì)量較差的相關(guān)組件外，另一個主要的原因就是一味降低組件成本，不按需求設(shè)計(jì)配置，減小電池板和蓄電池的使用標(biāo)準(zhǔn)，所以導(dǎo)致在陰雨天路燈無法提供照明。以下提供太陽能電池板和蓄電池配置計(jì)算公式:

一:首先計(jì)算出電流:

如:12V蓄電池系統(tǒng); 30W的燈2只，共60瓦。

電流 = 60W÷12V = 5 A

二:計(jì)算出蓄電池容量需求:

如:路燈每夜累計(jì)照明時間需要為滿負(fù)載 7小時(h);

(如晚上8:00開啟，夜11:30關(guān)閉1路，凌晨4:30開啟2路，凌晨5:30關(guān)閉)

需要滿足連續(xù)陰雨天5天的照明需求。(5天另加陰雨天前一夜的照明，計(jì)6天)

蓄電池 = 5A × 7h ×( 5+1)天 = 5A × 42h =210 AH

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20%左右。

所以210AH也只是應(yīng)用中真正標(biāo)準(zhǔn)的70%左右。

三:計(jì)算出電池板的需求峰值(WP):

路燈每夜累計(jì)照明時間需要為 7小時(h);

★:電池板平均每天接受有效光照時間為4.5小時(h);

最少放寬對電池板需求20%的預(yù)留額。

WP÷17.4V = (5A × 7h × 120%)÷ 4.5h

WP÷17.4V = 9.33

WP = 162(W)

★ :4.5h每天光照時間為長江中下游附近地區(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5%-25%左右。所以162W也只是理論值，根據(jù)實(shí)際情況需要有所增加。