太阳能路灯设计方案

题目要求为你的家乡地区设计一套太阳能路灯,灯具功率为30W，每天日落时工开始工作，太阳升起时终止〔平均工作时间计算也可，季节性变化工作时间最好〕，工作电压为12伏，蓄电池维持天数<6天。求太阳电池方阵和蓄电池的容量及方阵倾角是多少?设计思路精确维度：北纬40°39′16″，路灯运行以八月份为例1确定负载的日耗电量QL设工作时间为8小时〔8月份〕2确定蓄电池容量C=Qd+1)=207=140(Ah)选用2组12V/200Ａｈ的蓄电池就可以满足要求，蓄电池的放电深度大于等于70％选用蓄电池详情广州电奥电气设备产品品牌：捷隆产品规格：12V铅酸蓄电池200AH蓄电池产品型号：NP200-12产品产地：中国3确定太阳能电池方阵倾角估算，依据下表当地纬度ψ0°

-15°15°-20°25°-30°30°-35°35°-40°>40°方阵倾角β15°ψΨ+5°Ψ+10°Ψ+15°Ψ+20°β约为60.39°4计算太阳能电池方阵β倾角下的辐射量〔MJ·m²〕Sβ=S×sin(α+β)/sinα+D式中：Sβ为β倾角方阵太阳直接辐射分量S—水平面太阳直接辐射总量S=S0〔a＋b×N/N0〕式中：S0为天文辐射〔参照于下表〕S0约为410—480〔MJ·m²〕〔安徽省东起东经119.6度，西至东经114.9度，北起北纬34.6度，南至北纬29.4度。〕N为太阳实测日照时数〔可直接测量〕，N0为太阳可照时数〔可查表获得〕，Ｎ/Ｎ0为日照百分率〔可从地面年报表中获得〕，Ｎ/Ｎ0约为〔41—45〕％a、b为待定系数。ａ＝0.2—0.7b=0.70—0.77α—中午时太阳高度角α=90°-Φ±δΦ为维度δ为太阳赤纬〔北半球取+号〕δ=23.45°sin[(284+n)×360/365]式中：n—从一年开头算起第n天的纬度D—散射辐射量〔查阅气象资料〕影响散射辐射的因素较多，诸如太阳高度、大气中水汽和尘埃含量、以及各种物理性质等等．含这一切因素的理论计算公式既复杂又不够精确，所以一般不采用．依据下表D约为4.4—6.8〔MJ·m²〕〔华纬度北纬28°32'-29海门的经纬度：北纬31.53成都,龙泉北纬30.67〕5计算方阵电流：Tm=(RβmWh/cm²)/(100mW/cm²)式中：Tm—为平均峰值日照时数Imin=Q/(Tm×η1×η2)式中：Imin—方阵最小输出电流η1—蓄电池充电效率=0.85η2—方阵外表灰尘遮散损失Imax=Q/(Tmin×η1×η2)充电电流I=S×1.05/h/0.85/0.9S—水平面太阳直接辐射总量1.05为太阳能充电综合损失系数6确定方阵工作电压V=Vf+Vd+Vt式中：Vf—蓄电池浮充电压〔25℃〕单体浮充电压为14VVd—线路电压损耗Vd=0.5—0.7VVt—温补偿电压Vt=0.003×(T-25)T为太阳能电池组工作温度60V=14.75V7太阳能电池组件串联数NsNs=V/Vm式中：Vm为太阳能单片电池的工作电压400mVNs=14.705/0.4=36.7Ns=378太阳能电池组件并联数Np方案一Np=QL×ηc×ηf/〔J×T〕QL为负载日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数；20AhΗc充电修正参数1.11Ηf光的损失修正1.31J单体电池在选定工作电压下实际电流值0.26AT平均每天日照时数6小时Np=290.8Np=30方案二在确定NP之前，我们先确定其相关量的计算。①将太阳能电池方阵安装地点的太阳能日辐射量Sβ〔MJ·m²〕，转换成在标准光强下的平均日辐射时数H

H=Sβ×2.778／h〔3〕式中：2.778／〔h?m2/kJ〕为将日辐射量换算为标准光强〔1000W/m2〕下的平均日辐射时数的系数。H=824.1215②太阳能电池组件日发电量QpQp=Ioc×H×Kop×CzAh(4)式中：Ioc为太阳能电池组件最正确工作电流；Ioc=13.31Kop为斜面修正系数0.885Cz为修正系数，主要为组合、衰减、灰尘、充电效率等的损失，一般取0.8。Qp=1713.2Ah③两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数Nw，此数据为本设计之独特之处，主要考虑要在此段时间内将亏损的蓄电池电量补充起来，需补充的蓄电池容量Bcb为：Bcb=A×QL×NLAh(5)④太阳能电池组件并联数Np的计算方法为：Np=〔Bcb＋Nw×QL〕/〔Qp×Nw〕(6)式中：A为平安系数，取1.1～1.4之间；QL为负载日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数；20AhNL为最长连续阴雨天数；6天TO为温度修正系数，一般在0℃以上取1，－10℃以上取1.1，－式〔6〕的表达意为：并联的太阳能电池组组数，在两组连续阴雨天之间的最短间隔天数内所发电量，不仅供负载使用，还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。9太阳能电池组件总片数NN=Ns×NpN=37×30=111010太阳能电池方阵的功率计算根据太阳能电池组件的串并联数，即可得出所需太阳能电池方阵的功率P：P=Po×Ns×NpW式中：Po单片光电片的最大功率。Po=J×VmJ单体电池在选定工作电压下实际电流值0.26AVm为太阳能单片电池的工作电压400mVPo=0.104WP=0.104×1110=115.44W11选用太阳能电池板生产厂家：深圳市国信阳新能源科技产品编号：SD03120产品名称：125W多晶太阳能电池板产品类型：多晶太阳能电池板详细介绍峰值功率：125W功差：±3%工作电压：7.18V工作电流：5.17A开路电压：21.6V短路电流：7.9A外形尺寸：1480×670×30mm重量：12.0kg主要特