太阳能路灯的构成详解

太阳能路灯的构成详解一、太阳能路灯的组成太阳能路灯由以下几个部分组成： 太阳能电池板、 太阳能控制器、 蓄电池组、 光源、灯杆及灯具外壳。如输出电源为交流 220V 或 110V ，还要配置逆变器。1、太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分， 也是太阳能路灯中价值最高的部分。 其作用是将太阳的辐射能力转换为电能， 或送至蓄电池中存储起来。 在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、 多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。 在太阳光充足日照好的东西部地区， 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， 价格比单晶低。在阴雨天比较多、 阳光相对不是很充足的南方地区， 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。2、太阳能控制器无论太阳能灯具大小， 一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。 为了延长蓄电池的使用寿命， 必须对它的充电放电条件加以限制， 防止蓄电池过充电及深度充电。 在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时太阳能控制器应兼有路灯控制功能，具有光控、时控功能，并应具有夜间自动切控负载功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。3、蓄电池由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定， 所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅酸蓄电池、 Ni-Cd 蓄电池、 Ni-H 蓄电池。 蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：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需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，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， 同时造成浪费。 蓄电池应与太阳能电池、用电负荷（路灯）相匹配。可用一种简单方法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 倍以上为宜。4 、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重要指标， 一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、 DLED 光源。（ 1 ）低压节能灯：功率小，光效较高，但使用寿命 2000 小时，电压低灯管发黑，一般适合太阳能草坪灯、庭院灯。（ 2 ） 低压钠灯： 低压钠灯光效高 （可达 200Lm/w ） ， 但需逆变器， 低压钠灯价格贵，整个系统造高，采用较少。（ 3）无极灯：功率小，光效较高。该灯在 220V （纯正弦波，频率 50 赫兹）普通市电条件下使用，寿命可以达到 5 万小时，在太阳能灯具上使用寿命大大减少和普通节能灯差不多（因为太阳能灯具都是方波逆变器，太阳能电源 220V 输出频率、项位、电压都是不能和普通市电相比的）。（ 4） LED ： LED 灯光源， 寿命长， 可达 1000000 小时， 工作电压低， 不需要逆变器，光效较高，国产 50Lm/w ，进口 80Lm/w 。随着技术进步， LED 的性能将进一步提高。笔者认为 LED 作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。5、灯杆及灯具外壳灯杆的高度应根据道路的宽度、 灯具的间距， 道路的照度标准确定。 灯具外壳根据我们收集了许多国外太阳灯资料，在美观和节能之间，大多数都选择节能，灯具外观要求不高，相对实用就行。二、太阳能路灯设计体会1、道路照度与适用范围根据《城市道路照明设计标准》的规定：快速路平均照度 20lx ，均匀度 0.4 ，主干路平均照度 15lx ，均匀度 0.35 ，次干路平均照度 8lx ，均匀度 0.35 ，支路平均照度 5lx ，均匀度 0.3 。现投入使用的 LED 路灯，由于技术条件， LED 功率偏小 30~100w ，光效50~80lx/w ， 道路照度较低， 笔者做过测试， 杆高 8.5 米， 间距 30 米， 光源 2× 50wLED灯，灯下照度 19lx ，两灯之间 11lx ，最暗处 3.5lx 。以上数把为新安装灯具的初始照度值， 故其照度是不能满足快速路与主干路。 太阳能路灯宜在次干路、支路上使用，主要道路慎用。2、照明时间LED 路灯每天的工作时间应同一般路灯的工作要求，设计应考虑冬天日照时间短时，其工作时间应能在 12 小时之上。由于 LED 灯受天气影响较大，如遇连续阴雨天就使 LED灯缺乏电能而无法使用。国家现无规范对 LED 路灯在低辐照度（连续阴雨天）情况，允许最少工作时间没有做出规定， 现一般根据灯具厂家和当地的气象情况， 应在低幅照度 （连续阴雨天） 工作状况下工作在 15~20 天。 在设计时应充分考虑太阳能电池板及蓄电池的容量。3、防雷接地LED 路灯的工作电压一般为 12V 或 24V ，属安全电压，不做电气保护接地。但 LED路灯金属灯杆应做防雷接地，接地电阻不大于 10 欧姆。