太阳能路灯系统容量计算

太阳能路灯系统容量计算

1太阳能灯在国内的应用情况作为一种“无用、无所用为、无用”的安全环保新能源，太阳越来越受到重视。近年来，日本电视台在中国许多城市的应用越来越激烈，其良好的技术经济得到了高度的认可。目前太阳能路灯主要应用于学校、公园、住宅小区、别墅、道路、警示照明等区域。2能源路灯的基本组成和工作原理2.1太阳能路灯的基本组成太阳能路灯主要由太阳能电池组件、组件支架、光源、灯具、控制器、蓄电池组和灯杆等构成。2.2蓄电池上充放电控制器响应太阳能电池组件利用“光生伏打”效应原理,在白天接收太阳辐射能并转化为电能,经过充放电控制器储存在蓄电池中,夜晚当照度逐渐降低至设定照度值,太阳能电池组件开路电压达到设定电压,充放电控制器检测到这一电压值后立即动作,蓄电池便开始为光源提供电源。蓄电池放电达到设定小时后,充放电控制器立即动作,蓄电池放电结束。3能源能源路灯的系统设计3.1灯的排列布置道路平均照度(E)计算公式式中:φ为光源的总光通量;N为路灯布置取值,当路灯为相对矩形排列布置时取2,当单侧和交错布置时取1;U为利用系数;K为维护系数;S为灯杆间距;W为路面宽度。根据《城市道路照明设计标准》及道路类型的照度要求来确定太阳能路灯灯具的功率,根据每天照明的时间可计算出每天负荷的用电量。3.2水平面全年太阳辐射量oh太阳电池组件容量计算公式为式中:Q为日用电量,Wh;η为系统的效率;I0为标准太阳辐射强度,1000W·m-2;Ih为倾斜太阳能组件上的太阳辐射量,MJ·m-2。当地水平面年平均太阳辐射量It,倾斜面上的太阳辐射量为Ih=1.1*It。经计算可以确定太阳能路灯系统太阳电池组件的容量。3.3u2009蓄电池充放电效率蓄电池容量计算公式为式中:D为最长无日照期间用电天数,一般取3d;Q为日用电量,Wh;L为蓄电池组充放电效率;U为蓄电池的放电深度;Ka为线路损失;Vt为系统工作电压。经计算可以确定太阳能路灯系统蓄电池组的容量。4设备的主要部件分析4.1太阳能电池和镉电池目前市场上商用太阳能电池主要有以下几种类型:单晶硅太阳能电池,多晶硅太阳能电池,非晶硅太阳能电池,碲化镉电池,铜铟硒电池,等。单晶硅、多晶硅太阳能电池由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转换效率相对较高的特点,被广泛应用于太阳能路灯系统中。4.2蓄电池贮能系统蓄电池是系统中使用寿命最短的部件,到一定时间后要进行更新,所以选型时寿命指标是很重要的参数。另外蓄电池在青海高寒地区的适用性指标也很重要。目前可再生能源发电领域常用的贮能系统主要有铅酸蓄电池(阀控密封式、开口式、胶体铅酸蓄电池等)和镉镍蓄电池。太阳能路灯系统中大多使用胶体酸蓄电池作为储能设备,由于其电池性价比较高,得到较为广泛的使用。4.3太阳能灯器控制器控制器虽然是整个系统中价值最小的部分,却是非常重要的一个部件,控制器的好坏直接影响到太阳能路灯系统的寿命。控制器的选择应遵循以下原则:功耗较低,充电效率高,功率可调节,对蓄电池具有最佳保护方式,等。4.4常用照明体系目前市场上用于太阳能照明系统采用的光源较多,主要有无极灯、高压钠灯、陶瓷金卤灯、LED灯等,各种光源各有特点,在应用时应根据道路照明要求及适用性选型。各种光源的特点如下:无极灯:光效60lm·W-1,具有寿命长、启动快、无频闪、色温高、显色指数高、发出的光接近于自然光、性价比高等优点;缺点是光效不是太高,在低温环境下达不到预期照明效果。高压钠灯:光效72~107lm·W-1,具有寿命较长、透雾能力强、光效高等优点;其缺点是启动时间长、显色指数低、色温低;一般使用在城市主次干路和农村乡镇主干路上。陶瓷金卤灯:光效64~80lm·W-1,具有光效高、色温高、可在环境较差的条件下正常运行等优点;其缺点是寿命短、启动时间长等;适合安装在高寒地区以及对颜色识别较高的道路上。LED灯:具有光效高(70~100lm·W-1)、寿命长(可达10万h)、高节能等优点,在现代照明体系中日益凸现优越性;其缺点是成本较高。5设备的选择与选择对太阳能路灯设备进行选型和优化设计时不应只考虑其经济性,必