LED太阳能草坪灯工程技术应用

LED太阳能草坪灯工程技术应用一、LED太阳能照明的发展趋势太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其无可比拟的优势得到迅速的推广应用。作为第四代新光源，在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室内照明以及其他各领域的照明和应用中得到了有效的利用。尤其是在偏远无电地区，太阳能照明灯具更具有广泛的应用前景。一般人认为，节能灯可节能4/5是伟大的创举，但LED比节能灯还要节能1/4，这是固体光源伟大的革新。除此之外，LED还具有光线质量高，基本上无辐射，可靠耐用，维护费用极为低廉等优势，属于典型的绿色照明光源。超高亮LED的研制成功，大大地降低了太阳能灯具使用成本，使之达到或接近工频交流电照明系统初装的成本报价，并且具有保护环境、安装简便、操作安全、经济节能等优点。由于LED具有的光效率高，发热量低等优势，已经越来越多地应用在照明领域，并呈现出取代传统照明光源的趋势。在我国西部，非主干道太阳能路灯、太阳能庭院灯渐成规模。随着太阳能灯具的大力发展，“绿色照明”必将会成为一种趋势。而LED太阳能草坪灯作为其中的一个代表，也将得到大力的推广和应用，本文主要介绍它的一些知识，希望能给大家一些启发。二、LED太阳能草坪灯简介LED太阳能草坪灯是一种集节能环保、照明与美化环境为一体的新型的绿色能源景观照明灯具。太阳能草坪灯节能、环保、安全、美观。该太阳能草坪灯采用高效率单晶硅太阳能电池组件，白天可将太阳光光能转换成电能储存于蓄电池，夜晚天黑后则自动点亮灯管照明，广泛适用于公园草坪、花园别墅、广场绿地、旅游景点、度假村、高尔夫球场、企业工厂绿地亮化美化、住宅小区绿地照明、各种绿化带等的景观点缀、景观照明。太阳能系列草坪灯主要用来亮化点缀照明，采用高亮度LED发光二极管设计，具有亮度高、安装简便、工作可靠、不敷设电缆、不消耗常规能源、使用寿命长等优点。太阳能草坪灯光源及电源系统设计方法由于太阳能草坪灯独特的优点，近年来得到迅速发展。草坪灯功率小，主要以装饰为目的，对可移动性要求高，电路铺设困难，防水要求高的场地适用。这些使得由太阳电池供电的草坪灯显示出许多前所未有的优势。三、LED太阳能草坪灯的定义及结构组成太阳能草坪灯主要利用太阳能电池的能源来进行工作，当白天太阳光照射在太阳能电池上，把光能转变成电能存贮在蓄电池中，再由蓄电池在晚间为草坪灯的LED（发光二极体）提供电源。其优点主要为安全、节能、方便、环保等。适用于住宅社区绿草地美化照明点缀，公园草坪美化点缀。LED太阳能草坪灯的结构组成：由太阳能电池组件（光电板）、超高亮LED灯（光源）、免维护可充电蓄电池、自动控制电路、灯具等组成。四、太阳能草坪灯的系统组成、控制原理和电路原理（1）太阳能草坪灯的系统组成：LED太阳能草坪灯是一个独立的发电系统。它能够独立的完成把太阳能转换为电能，并能把电能转换成热能供照明和装饰使用，而不需要电线的传输。一个独立的光伏系统一般由以下三部分组成：太阳电池组件；充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。光伏系统具有以下的特点：没有转动部件，不产生噪音；没有空气污染、不排放废水；没有燃烧过程，不需要燃料；维修保养简单，维护费用低；运行可靠性、稳定性好；作为关键部件的太阳电池使用寿命长，晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上；根据需要很容易扩大发电规模。图4-0几种常见的LED太阳能草坪灯图4-1是一个典型的供应直流负载的光伏系统示意图。其中包含了光伏系统中的几个主要部件：光伏组件方阵：由太阳电池组件（也称光伏电池组件）按照系统需求串、并联而成，在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出，它是太阳能光伏系统的核心部件。LED太阳能草坪灯是一个小型的太阳能供电系统（图4-2是一个简单的太阳能供电系统）。它的结构非常简单主要由太阳能电池板、充放电控制器、蓄电池、照明电路和灯杆等部分组成（如图4-3）。图4-3LED太阳能草坪灯的组成（2）太阳能草坪灯的控制原理：太阳能草坪灯的控制器主要是用于蓄电池充放电的而控制。图4-4就是一个最基本的充放电控制器。在该图中，由光伏电池板、蓄电池、太阳能控制器和负载组成了一个基本的光伏应用系统。这里的开关K1和K3为充电开关，K3为放电开关，它们均属于太阳能控制中心的一部分。图中开关的开合由控制电路根据系统的充放电状态来决定。当蓄电池充满电时断开充电开关，需要充电时闭合充电开关；当蓄电池放电时闭合K2，否则断开。而这些控制电路可以采用三极管、电阻、电容、电感构成的电压比较升压充放电电路，也可以采用光控电路，或者采用集成运放构成的电压滞回比较器，还可以采用单片机。鉴于廉价的考虑一般采用前者。缸图4客-4逐充兔放电跌控制晨器基煮本原凶理欧图4元-5评蓄是电池已充放小电示恶意图熟一般趟来说仪，一排个合值格的端太阳叔能充阿放电胞控制欲器具兵有以蹦下几唯种充想放电怎保护氏模式忆：曾1、五直充届保护做点电挪压：栏直充卫也叫爹急充杀，属偏于快屿速充脏电，胳一般垫都是辫在蓄胜电池辩电压扔较低挂的时勿候用燃大电注流和申相对加高电泊压对单蓄电捎池充暑电，拔但是土，有搬个控俘制点晃，也代叫保装护点之，就可是上虹表中监的数抬值，灰当充喉电时量蓄电秆池端挠电压带高于慈这些案保护轰值时鸽，应欠停止队直充矩。直锄充保箩护点悟电压什一般重也是导“今过充确保护朱点驾”躺电压仪，充唇电时叮蓄电首池端议电压柜不能村高于车这个芝保护膜点，搞否则缝会造扒成过扣充电钻，对啊蓄电某池是咐有损撞害的婆。猛2、浴均充僚控制东点电谣压：睡直充留结束座后，嫁蓄电堵池一刘般会短被充锣放电剑控制型器静箩置一焰段时件间，刮让其永电压搏自然勾下落隶，当波下落放到润“岗恢复芒电压掏”协值时餐，会奸进入羊均充束状态殊。为版什么宾要设肤计均您充？掌就是智当直钳充完超毕之芝后，斗可能羡会有省个别冈电池突“嫂落后辞”勾（端辅电压炸相对爸偏低垃），犬为了栗将这威些个艳别分袖子拉赵回来里，使通所有锋的电极池端病电压虎具有室均匀辩一致揉性，笛所以拒就要节以高疲电压豆配以的适中巷的电三流再蓄充那投么一酷小会捕，可膊见所锄谓均棋充，终也就艇是哥“匠均衡尚充电帮”市。均遮充时榆间不挪宜过裤长，吐一般挨为几忆分钟勒~十萌几分霉钟，出时间葛设定萌太长渴反而存有害肯。对慰配备栏一块金两块木蓄电绞池的顺小型炮系统腰而言四，均御充意肢义不沈大。披所以仍，路复灯控仔制器除一般河不设乏均充纤，只糠有两巡个阶溉段。尊3、鱼浮充傍控制泪点电净压：呆一般本是均寄充完停毕后仇，蓄络电池若也被求静置冷一段永时间悉，使声其端币电压等自然顶下落蝇，当产下落朵至尘“而维护符电压鼠”碌点时妨，就趴进入览浮充咏状态增，目贷前均残采用爆PW蹄M（叙既脉疗宽调铺制）抗方式仓，类锁似于腰“魔涓流湾充电喊”毛（即侨小电龟流充幻电）者，电饥池电烛压一昼低就诊充上肺一点敞，一摘低就绣充上勿一点宏，一喝股一前股地豪来，绕以免后电池比温度拣持续罚升高耀，这泛对蓄岭电池摔来说薯是很哑有好界处的勇，因端为电公池内京部温熄度对伐充放让电的下影响卷很大裳。其边实P炼WM棉方式骂主要燕是为敞了稳旁定蓄悠电池农端电施压而判设计按的，腐通过键调节许脉冲器宽度洽来减征小蓄正电池船充电夫电流绿。这旦是非号常科碰学的琴充电啦管理拍制度超。具咳体来抵说就程是在径充电秋后期月、蓄扭电池良的剩丰余电凭容量尚（S生OC旗）>庸80娃%时结，就承必须爽减小密充电笼电流眼，以旁防止线因过筋充电植而过宝多释仰气（寄氧气帅、氢鬼气和欧酸气同）。咬4、孕过放范保护酱终止侄电压储：这肺比较旨好理润解。狐蓄电倦池放解电不斩能低锅于这越个值在，这浓是国且标的眼规定言。蓄谎电池鸭厂家传虽然狐也有航自己舞的保家护参头数（乎企标穗或行议标）认，但忘最终缸还是部要向今国标酸靠拢况的。告需要系注意漆的是浊，为嘴了安绵全起胆见，唱一般泼将1尊2V屈电池寨过放史保护雅点电阅压人很为加捕上0耳.3伤V作别为温朵度补颂偿或用控制抵电路悬的零胸点漂先移校权正，哭这样颈12病V电讲池的右过放俯保护输点电到压即葵为1拘1.脚10拔V，部那么喊24娃V系谜统的姑过放遗保护倚点电你压就污为2签2.员20辛V医。目蹦前很漠多生扫产充航放电悠控制搞器的雪厂家甲都采岂用2盆2.膝2V样(2魂4V盖系统辅)标方准。前（3改）太潜阳能将草坪除灯充棚放电政控制烈器的槐设计滤：是充电乒控制菊器作忍为光来伏电余池和停铅酸桂蓄电芒池的绒接口者电路皱，一眨般都跃希望释让其剖工作雪在最脊大功待率点硬，实序现更目高的寸效率裕，但替是在砌实现江最大绞功率选点跟蒙踪（秋MP迈PT努）的逼同时登，还真需要帮考虑才进行拔蓄电惭池充羊电控涝制。趣目前液常用怖的主究电路堪拓扑竹主要归有降反压型粉电路旗（B痒uc众k）控变换拐器、率升压朴型电驳路（怠Bo子os塞t）求变换石器、妙丘克廊电路舞（C否uk槐）变溪换器控等。轰一般捉光伏辰电池蝶输出糊电压闸波动清较大燕，而灭Bu井ck欢变换轻器或领Bo辣os遗t变歇换器杜只能木进行崇降压咬或升执压变叔换，腥受此瞧影响此，光倘伏电垄池不钩能在乳大范知围内逼完全易工作袄于最揪大功荷率点庸，从铁而造券成系圈统效比率下护降。吧同时家，B挪uc才k变父换器搏输入诞电流晴纹波丝较大穷，如木果输抗入端拼不加查一个鼻储能驱电容屡就会忠使系理统工驶作在艘断续护状态鹿下，临从而巡导致贸光伏莫电池尚输出殊电流翻时断美时续丹，不膏能处鲜于最获佳工床作状防态；港而B信oo灵st葡变换荣器输贿出电半流纹秀波较耗大，丑用此齿电流辣对蓄抬电池晕进行算充电维，不德利于网蓄电焰池的演使用兼寿命渡；C祖uk网变换阶器同男时具悉有升夜压和弃降压棚功能很，将智Cu楚k变座换器挖应用汪于光赵伏系底统充纠电控斗制器娱中，纠可以化在较丑大范减围内孩实现窗最大袋功率愿点跟范踪，做有利奏于系昏统效至率的渡提高疗。因惑此，粒常选争用C盐uk宵变换葬器作侄为充贼电控矛制器只的主贴电路伞，其押系统疏拓扑甩如图排3哥—抖2所目示。柏Cu块k变磁换器窗在负缠载电痒流连辣续的傍情况陵下，玩其电毕路的婶稳态掌过程忌有：描围1、店开关委管V碍r导清通期起间荒此期睁间开胀关管峡Vr枝导通竖，电糠容C兵2粮上的详电压世使二旧极管月D陷2旅反偏凤而截盆止，斯这时安输入核电流苗i剂L2满使L大l绑储能井；C拦2扰的放伶电电牌流i惊L2讨使L创2盖储能忍，并仗供电暮给负导载，墙如图锹3-舍3(铁a)疏所示岁。游2、础开关扰管V宵r截哑止期临间孙此期竟间开烂关管欠Vr累截止奥，二估极管阀D喇2如正偏盗而导迅通，燃电源拼和L企l笔的释泽能电岁流i休Ll撑向C耽2周充电距，同躬时L挺2馒的释慧能电寻流i值L2布以维培持负携载，护如图寸3.弊3(若b)见所示瓜。因萝此，留Vr挣截止榆期间职C夸2廊充电最，V言r导甚通期吧间C荣2扇向负满载放奖电，梯C眨2母起能扒量传顽递的尖作用闸。舰（4裤）太高阳能谱草坪辽灯的葱电路御原理漂：俩太阳眨能记草坪设灯的劈电路瓜原理饲比较坊简单扬。下精面我令们具状体介骨绍一刑种太简单夫的冒太阳价能草建坪灯描的电觉路原星理。促它的灿控制灵器就姐是采出用升些压电态路来律实现心的。捡一种议简单乖的合太阳奔能草婶坪灯否的电顺路原搜理图喝元器性件选劝择：卷BT浮1选呢用3纺.8左V／略80助mA胶太阳吸能电现池板轮，单织晶硅与为好义，多荒晶硅命次之宇；B皮T2豆选用誓两节肾1.设2V奖／6诚00档mA羊N追i-斥Cd团电池特，如伍需要篇增大汤发光投度或轻延长楚时间舌，可争相应卖提高痕太阳既能板弹及电别池功埋率。槽VQ政2、德VQ父3、则VQ薪5的戏β缠在2绿00晃左右弃，V零Q4亮需奖β钟值大学的晶赵体管敞。V股D1闸尽量像选管层压低暖的，额如锗孔管或唉肖特尚基二鱼极管无。L露ED急可选桨用白双、蓝少、绿瘦色超本高亮紧度散撕光或签聚光派。当凡选用凶红黄你橙等予低压宅降送LE殃D时胞，电班路需图重新痒设定幻。R狗3、环R5贿建议愁选用狠1%绝精度燥电阻牛；R逃4用扰亮阻瞎10支k窄Ω削～2店0k戴Ω扎，暗六阻1辜M壮Ω摇以上葱的光移敏电重阻。关其他肢电阻浊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