太陽能路燈的結(jié)構(gòu)、原理及設(shè)計(jì)思路

太陽能路燈的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，尤其是靠小規(guī)?；鹆Πl(fā)電或季節(jié)性水力發(fā)電的地區(qū)，更應(yīng)大力發(fā)展太陽能電力。太陽能路燈以其先進(jìn)、穩(wěn)定、智能、成熟的控制技術(shù)及顯著的節(jié)能特性、簡便的維護(hù)方式等特點(diǎn)得到推廣。隨著太陽能照明燈具產(chǎn)品的普及，很多應(yīng)用項(xiàng)目存在質(zhì)量和售后服務(wù)問題。因此，需及時(shí)分析原因、規(guī)范市場(chǎng)，使太陽能路燈市場(chǎng)健康有序地發(fā)展。太陽能是地球上最為直接、普遍、清潔的能源，其作為一種可再生能源，每天達(dá)到地球表面的輻射能量約2.5億萬桶石油。

本文主要詳解太陽能路燈的設(shè)計(jì)，首先介紹了太陽能路燈的根本結(jié)構(gòu)、作業(yè)原理及太陽能路燈設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)，其次闡述了太陽能路燈的設(shè)計(jì)思路與要點(diǎn)，最后介紹了一款基于單片機(jī)的智能太陽能路燈設(shè)計(jì)方案詳解。

一、太陽能路燈的根本結(jié)構(gòu)及作業(yè)原理

1、太陽能路燈根本結(jié)構(gòu)

太陽能路燈首要由太陽電池組件、組件、支架、光源、操控器、蓄電池、燈桿等幾部分組成。

2、太陽能路燈的作業(yè)原理

太陽能路燈運(yùn)用太陽電池的光生伏特效應(yīng)原理，白日太陽電池吸收太陽能光子能量發(fā)生電能，經(jīng)過操控器儲(chǔ)存在蓄電池里，當(dāng)夜幕來臨或燈具周圍光照度較低時(shí)，蓄電池經(jīng)過操控器向光源供電一直到設(shè)定的時(shí)刻后堵截。

二、太陽能路燈設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)

1、經(jīng)過已知太陽能路燈運(yùn)用地來查找運(yùn)用地的經(jīng)度與緯度。經(jīng)過（我國不同歪斜面上太陽輻射數(shù)據(jù)庫）來斷定太陽電池組件的歪斜角與方位角及核算該區(qū)域的太陽能規(guī)范峰值日照時(shí)刻。

2、路燈所選用光源的功率（W）。光源功率的巨細(xì)直接影響著整個(gè)體系的參數(shù)安穩(wěn)性。

3、太陽能路燈每天晚上作業(yè)的時(shí)刻（H）。這是決議太陽能路燈體系中組件巨細(xì)的中心參數(shù)，經(jīng)過斷定作業(yè)時(shí)刻，能夠開始核算負(fù)載每天的功耗和與之相應(yīng)的太陽電池組件的充電電流。

4、太陽能路燈需求堅(jiān)持的接連陰雨天數(shù)（d）。這個(gè)參數(shù)決定了蓄電池容量的巨細(xì)及陰雨天往后修復(fù)電池容量所需求的太陽電池組件功率。

5、斷定兩個(gè)接連陰雨天之間的距離天數(shù)D。這是決議體系在一個(gè)接連陰雨天往后充溢蓄電池所需求的電池組件功率。

三、太陽能路燈的設(shè)計(jì)思路與要點(diǎn)

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本原理相同，因而太陽能路燈的設(shè)計(jì)思路也可以依據(jù)一般的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，先確定光源的功率，每天的工作時(shí)間，保證幾個(gè)陰雨天然后計(jì)算蓄電池的容量和太陽電池組件的功率。但太陽能路燈又有其特殊性，需要確保系統(tǒng)工作的穩(wěn)定與可靠，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意。

1、太陽能電池組件

太陽電池組件的電壓會(huì)隨著溫度的升高而降低，由于高溫的影響，電池組件的電壓損失約 2V，而充電過程控制器上的二極管壓降 0.7V，所以選擇工作電壓為 18V 的組件。由于太陽能路燈的特殊性，太陽能電池板一般安裝在路燈桿上，對(duì)于路燈桿而言，一般都是 5 米以上，重心較高，而且大部分太陽電池板都是懸掛式，為增強(qiáng)整套設(shè)備的抗風(fēng)力，一般選擇多塊太陽電池板組成所需要的組件功率。

2、蓄電池（組）

在選擇蓄電池時(shí)，需要考慮放電率對(duì)蓄電池容量的影響，溫度對(duì)蓄電池容量的影響，放電深度對(duì)蓄電池容量的影響等幾個(gè)方面。所以一定要選用深循環(huán)的太陽能專用蓄電池。蓄電池在進(jìn)行并聯(lián)連接時(shí)，需要考慮各單體電池間的不平衡影響，通常情況下并聯(lián)組數(shù)量不宜超過 4 組。

3、控制器

控制器是整個(gè)路燈系統(tǒng)中充當(dāng)管理者的關(guān)鍵部件，它的最大功能是對(duì)蓄電池進(jìn)行全面的管理，好的控制器應(yīng)當(dāng)根據(jù)蓄電池的特性，設(shè)定各個(gè)關(guān)鍵參數(shù)點(diǎn)，比如蓄電池的過充點(diǎn)、過放點(diǎn)，恢復(fù)連接點(diǎn)及SOC放電控制等。在選擇路燈控制器時(shí)，特別需要注意控制器恢復(fù)連接點(diǎn)參數(shù)，由于蓄電池有電壓自動(dòng)恢復(fù)特性，當(dāng)蓄電池處于過放電狀態(tài)時(shí)，控制器切斷負(fù)載，隨后蓄電池電壓恢復(fù)，如果些時(shí)控制器各參數(shù)點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)，則可能出現(xiàn)燈具閃爍不定，縮短蓄電池和光源的壽命。

4、光源的選擇

光源的選型對(duì)于太陽能路燈來說是最關(guān)鍵的一步，目前針對(duì)太陽能路燈專用的光源較少，為減少有限能量的損失，光源盡量選直流光源。目前常見的光源有直流節(jié)能燈、高頻無極燈、低壓鈉燈和LED光源。

LED 作為半導(dǎo)體光源，其發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，是太陽能路燈最為理想的光源，LED路燈光源是一款多功能、環(huán)保節(jié)能型路燈光源，適合在各種場(chǎng)合的照明使用。LED路燈驅(qū)動(dòng)器是專門針對(duì)LED路燈系統(tǒng)所研發(fā)的產(chǎn)品，用于提供LED燈具穩(wěn)定的電源。運(yùn)用先進(jìn)的電子電力技術(shù)，設(shè)計(jì)了高效率增強(qiáng)以及超節(jié)能脈波寬度調(diào)變（PWM）兩種輸出模式，配合時(shí)間控制，可以在需要的時(shí)候（上半夜天黑人多車多的時(shí)候）以高效率增強(qiáng)模式點(diǎn)亮LED燈具，提供良好的照明，而其它時(shí)間段（后半夜人車稀少的時(shí)候）則以超節(jié)能模式輸出，節(jié)約蓄電池的電力的消耗。另外，國內(nèi)大部分太陽能路燈項(xiàng)目照明亮度需滿足城市道路照明標(biāo)準(zhǔn)。

太陽能防水感應(yīng)燈庭院燈戶外燈板是利用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的燈具，可根據(jù)用戶需求進(jìn)行二次開發(fā)。

因光照強(qiáng)度和光照時(shí)長不同，充電能力有所差異(冬季尤為明顯)屬于正?，F(xiàn)象,

優(yōu)勢(shì)

在夜晚，平時(shí)燈不亮，感應(yīng)到人后，燈亮強(qiáng)光；

在夜晚，平時(shí)燈亮弱光， 感應(yīng)到人后，燈亮強(qiáng)光；

在夜晚，感應(yīng)功能關(guān)閉后， 燈一直亮強(qiáng)光。

審核編輯：湯梓紅