太阳能路灯系统

1、指导老师指导老师 组员分工组员分工 目录目录一、设计内容一、设计内容二、设计标准二、设计标准三、设计过程三、设计过程设计内容太阳能是取之不尽，用之不竭，清洁无污染并可再生的绿色环保能源。利用太阳能发电，无可比拟的清洁性、高度的安全性、能源的相对广泛性和充足性、长寿命以及免维护性等其他常规能源所不具备的优点，光伏能源被认为是二十一世纪最重要的新能源。 本次选择的太阳能路灯系统的设计课题是为应用电子技术实训基地门前的路段设计一个由太阳能电池板与待选用灯具等组成的一个太阳能路灯系统在晚上提供照明，解决实训基地道路夜晚照明不足的问题，提供可行可行性分析与参数。2022-4-5 设计标准设计标准 太阳能

2、路灯系统构成图太阳能路灯系统构成图设计标准太阳能系统设计所需参数：1、系统发电量的估算：总发电量（kWh）=光伏电池的有效面积（平方米）*年平均太阳光总辐射强度（w/平方米）*峰值日照时数（小时）*组件效率（硅电池一般可取15%）*系统效率（一般可取75%）；2、泉州的经纬度约为(118.5E, 25N)与实训基地朝向；3、泉州本地峰值日照时间；4、单个蓄电池容量； 5、负载（灯具）功率与额定电压； 6、太阳能电池板的额定电压、功率； 7、组件功率=负载每日耗电量/（峰值日照时间*0.58） 8、太阳能电池方阵通常面向赤道放置，倾角不同造成各个月份方阵面接受的太阳辐射量差 别很大。所以需要对当

3、地的太阳能电池板的倾角进行计算，以便获得最大效益。设计标准 福建地区的太阳能相关参数表福建地区的太阳能相关参数表区域城市安装角度（度）峰值日照时数h/day年有效利用小时数（h）福建省福州173.541020.76莆田163.591035.18南平184.171202.42厦门173.891121.68泉州173.921130.33漳州183.871115.91三明183.921130.33龙岩203.921130.33宁德183.621043.83设计过程 一 、实训基地的3D模型建立DIAlux软件模拟3D实训基地效果图设计过程 二 、灯光模拟采用三雄极光公司的LED灯，数据如下： 设计过

4、程 二、灯光模拟DIAlux软件灯光模拟效果图如下：设计过程 二、灯光模拟照度分析结果：设计过程 三、太阳能路灯系统的设计1、蓄电池：阴雨天3天：蓄电池容量=2A（两盏LED灯所需电流）x10H(夜间灯亮时长)x3（阴雨天条件下系统自持能力至少3天）=60AH。阴雨天1天：蓄电池容量=2A（两盏LED灯所需电流）x10H(夜间灯亮时长)x3（阴雨天条件下系统自持能力至少1天）=20AH。一般情况下，阴雨天至少3天，因此，我们设计使用12V70AH胶体蓄电池，但实验室只有12V17AH的蓄电池，勉强达到1天阴雨天要求。2、太阳能电池板：经过计算，设计总功率为120W，电流输出大于等于0.75A，

5、小于10A，电压输出大于等于12V，小于41V，目的是匹配控制器。实验室有10w和100w两种规格的电池板。 3、控制器功能：控制器现行功能多样化，最基本的要求是能实现过充保护和的欠压保护，并保证协调直流负载、光伏组件与蓄电池间的充放电。设计过程 三、太阳能路灯系统的设计我们采用太阳能电池分析仪PROVA-200与照度计对10w与100w太阳能电池板进行分析，结果如下：设计过程 三、太阳能路灯系统的设计我们采用太阳能电池分析仪PROVA-200与照度计对太阳能电池板进行分析，结果如下：规格100w10w光伏组件面积0.680m20.075m2光伏组件效率16.18%14.86%光伏组件开路电压

6、21.68V21.71V光伏组件短接电流6.129A0.5348A光伏组件最大功率110w8.484W最大输出电流18.70V17.74V最大输出电压5.884A0.4777A实验室仅能提供12V17AH的蓄电池，故选用10w太阳能电池板。 设计过程 三、太阳能路灯系统的设计控制器设计过程 四、太阳能路灯系统的安装与测试选用低电量的胶体蓄电池是为了：（1）检测在低电量下，太阳能路灯控制器是否有报警提示；（2）在太阳能电池板的一段时间充电后，胶体蓄电池是否有充电到设定电压，实现该系统的充电功能。效果图如下：设计过程 四、太阳能路灯系统的安装与测试选用低电量的胶体蓄电池是为了：（1）检测在低电量下

7、，太阳能路灯控制器是否有报警提示；（2）在太阳能电池板的一段时间充电后，胶体蓄电池是否有充电到设定电压，实现该系统的充电功能。效果图如下：设计过程 四、太阳能路灯系统的安装与测试：安装完成后，我们对系统进行了相对应的测试。此时地面照度57900lux（图4.14）太阳能电池板面向南面摆放；蓄电池先不接入光伏控制器，用万用表测得此时蓄电池电压为11.45V，处于欠压状态，将蓄电池接入光伏控制器当中，光伏控制器中的低电量警报灯闪烁，证明控制器欠压保护模块工作正常；接入光伏组件，控制器的光伏组件模块灯亮起，光伏组件开始对蓄电池进行充电，每十分钟对蓄电池进行电压测量，结果如下：设计过程 四、太阳能路灯

8、系统的安装与测试：此时，控制器上欠压保护电路灯停止闪烁，转为常亮，显示电池电量正常。由于是在白天进行测试，出于对设备的考虑，我们经过讨论，决定转换控制器工作模式，让灯具亮起，测试控制器放电过程。利用控制器上的模式选择按钮，我们将模式转换为手动模式，即按动按钮，LED灯亮起，再次按动按钮，LED灯熄灭。经过测试，整个系统在实现充电、放电、电路保护等方面功能正常。设计过程 五、实用性分析在多日的实验与数据探究之后，黎明大学应用电子实训基地地理位置优越，日照时间充足，日照平均时长达到3.92h；拥有大面积顶棚，安装条件便利；拥有较为先进的安装测试仪器，对系统的日常维护检修起到巨大帮助。在对10W太阳能路灯系统的探究中，利用现有实验室设备与器材组建了满足一天阴雨天要求的路灯系统，系统工作正常，实现了对蓄电池的充放电和对整个电路的保护，安全可靠。所以通过以上模拟、计算和测试，在实训基地建立一套100W太阳能路灯系统是可以实现的。通过计算，完全符合应用电子实训基地要求的太阳能路灯系统清单如下：1、灯具：根据上述DIAlux模拟结果，使用10w单头LED灯，电压匹配12V，并配有灯杆、方便实用；2、电池板：利用学校现有的100w太阳能电池板；3、蓄电池：