太阳能路灯的设计方案

太阳能路灯的设计方案1.1太阳能路灯的控制方案选择：太阳能路灯跟普通路灯控制电路功能基本一样，都是为了完成晚上亮灯，早晨熄灯的作用。国内外常用的控制器有单独的光控制型、时钟控器型、经纬型控制器型等，但由于其工作原理不同，各有优缺点。单独的光控型一般采用感光探头，当晚上光线弱时，自动开启路灯；早上光线较强时，自动关闭路灯，达到自动控制的作用。但在实际使用中，感光探头难以判断各种干扰光线，经常会产生误动作。采用时钟控器型的路灯控制器，要预先设定开关时间，使路灯按时亮灯、准时熄灯，从而达到自动控制的目的。优点是定时开关预先设定的开关时间不受外界干扰，除本身故障外不会产生误动作。缺点是不能根据季节变化和特殊的天气情况自动变换开关时间，需人工经常调整开关时间，费时费力，不利于节省电力。经纬型控制器采用单片机技术，模拟日照规律，晚上能自动开灯、早晨能自动关灯。它采取光控开关时间的优点，克服了光控开关易受干扰的缺点，取钟控器时间准确之长处，克服了定时开关不会自动变换开关时间之短处。目前路灯控制常采用这种控制方式，但其价格较高，在路灯中使用将会增加不必要的成本。本设计是考虑以上几种控制方式的特点，综合从节电、经济和实用等方面考虑，利用光控时控制结合型，实现太阳能路灯的设计。太阳能路灯系统的总体框图：1.2配件选择一、太阳能路灯的光源的选择：光源尽量选直流光源。目前常见的光源有直流节能灯、高频无极灯、低压钠灯和LED光源。LED作为半导体光源，其发展势头强劲，是太阳能路灯最为理想的光源。本系统采用LED光源，结合湖南市区的实际情况，我们采用高效太阳能LED路灯（光源功率30W，DC24V），规格30只LED、每只1W。二、太阳能储能蓄电池产品特点三、太阳能电池板倾角的确定：云南省位于经度113°和纬度28.21之间，平均海拔高度500m。由表1规定纬度和太阳能电池板倾角的关系确立太阳能电池板的倾角为38°纬度0°~25°26°~40°41°~55°>55°倾角等于当地纬度等于当地纬度加5°~10°等于当地纬度加10°~15°等于当地纬度加15°~20°四、太阳能电池板组件功率的确定：由于云南全年平均日照时数为1300～1800小时则平均每日峰值日照时数为：1300÷365＝1.6小时/日计算每日负载耗电量为：500Wh÷24V＝21Ah计算所需太阳电池的总充电电流为：21Ah×1.02/(1.6h×0.9)＝6.6A其中：0.9:蓄电池的充电效率1.02:20年内太阳电池衰降，方阵组合损失，尘埃遮挡等综合系数。保证全年能有效地对蓄电池组件充电。因此，太阳能电池组件在任何季节的工作电压须满足A、30瓦备选方案配置一(常规)1、LED灯，单路30W，24V系统；2、当地日均有效光照以4h计算；3、每日放电时间10小时，（以晚7点－晨5点为例）4、满足连续阴雨天5天（另加阴雨前一夜的用电，计6天）。电流＝30W÷24V＝1.25A计算蓄电池＝1.25A×10h×（5＋1）天＝1.25A×60h＝75AH蓄电池充、放电预留10％容量；路灯的实际电流在3A以上（加10％损耗，包括恒流源、线损等）实际蓄电池需求＝75AH加10％预留容量、再加10％损耗75AH÷90%×110%＝92AH实际蓄电池为24V/92AH，需要两组12V蓄电池共计：184AHB、计算电池板1、LED灯30W、电流：1.25A2、每日放电时间10小时（以晚7点－晨5点为例）3、电池板预留最少10％4、当地有效光照以日均4h计算WP÷17.4V＝（1.25A×10h×110％）÷4hWP＝60W实际恒流源损耗、线损等综合损耗在10％左右电池板实际需求＝60W×110％＝66W实际电池板需24V/66W，所以需要两块12V电池板共计：132W根据上述计算本设计可选两块156单晶硅电池板的技术参数如下：功率66W开电voc43V短路电流（A）4.98峰值电压（V）36峰值电流（A）4.57最大系统电压>90w/DC1000V五、太阳能路灯控制器该控制器当没有阳光时，光强降到启动点，控制器延时10分钟确认启动信号后，开通负载，负载开始工作；当有阳光时，光强升到启动点，控制器延时10分钟确认关闭输出信号后关闭输出，负载停止工作。1.3、太阳能路灯照明方式的设计道路及与其有关的特殊场所的照明方式分常规照明和高杆照明两种。常规照明有单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、横向悬索布置、和中心对称布置五种基本布灯方式：如下图所示：采用常规照明方式时灯具的配光类型布灯方式安装高度和间距应满足下表表的规定。且灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4,灯具的仰角不宜超过15°。太阳能灯具照度和亮度均度的要求：安装灯具的照度和亮度均度应符合《城市道路照明标准规定》道路照明配置仿真(根据灯具实际配光曲线特性及光型)3D伪色图–(灯柱：7m；灯距：50m；路宽：6m)双排相对排列，灯杆仰角0°平均照度(Lux)：20，最小照度：9.12最大照度：37，均匀度：0.47双排相对排列，灯杆仰角15°平均照度(Lux)：25，最小照度：17最大照度：38，均匀度：0.68双排交叉排列，灯杆仰角0°平均照度(Lux)：17，最小照度：8.74最大照度：34，均匀度：0.45双排交叉排列，灯杆仰角15°平均照度(Lux)：16，最小照度：7.8最大照度：32，均匀度：0.4单排排列，灯杆仰角0°平均照度(Lux)：18，最小照度：5.39最大照度：36，均匀度：0.29单排排列，灯杆仰角15°平均照度(Lux)：20，最小照度：12最大照度：37，均匀度：0.581.4太阳能路灯的优点：1、市电照明路灯安装复杂：市电照明路灯工程中首先要铺设电缆，需要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。太阳能路灯安装简便：太阳能安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。2、市电照明路灯电费高昂：市电照明路灯工作中需要支付固定高昂的电费，并且需要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。太阳能路灯具免电费：太阳能路灯是一次性投入，无任何维护成本，长期受益。3、市电照明路灯存在安全隐患：市电照明路灯在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面都会带来诸多安全隐患。太阳能路灯没有安全隐患：太阳能路灯是超低压产品，运行安全可靠。太阳能路灯的其它优势：绿色环保。综上对比所述，太阳能路灯具有安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等特性。太阳能路灯系统的组成：太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能智能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及支架。太阳能路灯应用：2008年湖北黄石小区楼盘工程2008年山西晋城次干道道路照明工程2009年浙江丽水工厂节能改造项目工程2009年湖南永州桥梁照明工程