关于太阳能路灯技术的应用.doc

 PAGE - 9 - 关于太阳能路灯技术的应用 摘要：随着世界能源危机的加剧，各国都在寻找解决能源危机的办法，其中一条重要的方法就是寻求新能源和可再生能源。而太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的可再生能源。本文介绍了太阳能路灯的构件，工作原理，智能化控制及技术应用后的有益效果。 关键词： 太阳能路灯 可再生资源 LED 一、引言 随着地球资源的日益贫乏,基础能源的投资成本日益攀高,各种安全和污染隐患可谓无处不在,太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭的安全、环保新能源越来越受重视。同时,也随着太阳能光伏技术的发展和进步,太阳能灯具产品在环保节能的双重优势,太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模, 随着太阳电池、大容量储能元件和低功率大照度照明设备（如LED光源）的生产与制造技术的进步，太阳能路灯在技术上已经逐渐成熟和完善。 二、太阳能路灯的构成及工作原理： 太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、蓄电池组、光源、太阳能路灯专用智能控制器、灯杆及灯具外壳。如输出电源为交流220V或110V，还要配置逆变器。如图： 1、太阳电池板和蓄电池 太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分,也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的东西部地区,采用多晶硅太阳能电池为好,因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单,价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区,采用单晶硅太阳能电池为好,因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好,因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。 由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定,所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能满足夜晚照明的前提下,把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要,蓄电池过大,一方面蓄电池始终处在亏电状态,影响蓄电池寿命,同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷(路灯)相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上,系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20~30%,才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日耗量高6倍以上为宜。 若副灯日均工作时间按12h计，主灯日均工作时间按2h计，控制器功率为0.2W，则负载日均耗电量QL＝9W×2h＋0.2W×24H＝58.8Wh 若设计最长持续阴雨天为5天，2个连续阴雨天的最短时间间隔为15天，按照太阳电池板功率和蓄电池容量的选配方法，并根据市场供货情况，路灯选用25WP多晶硅组件和40Ah阀控密封铅酸蓄电池。 2、光源 太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标,一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED光源。 (1)低压节能灯：功率小,光效较高,但使用寿命2000小时,电压低灯管发黑,一般适合太阳能草坪灯、庭院灯。 (2)低压钠灯：低压钠灯光效高(可达200Lm/w),但需逆变器,低压钠灯价格贵,整个系统造高,采用较少。 (3)无极灯：功率小,光效较高。该灯在220V(纯正弦波,频率50赫兹)普通市电条件下使用,寿命可以达到5万小时,在太阳能灯具上使用寿命大大减少和普通节能灯差不多(因为太阳能灯具都是方波逆变器,太阳能电源220V输出频率、项位、电压都是不能和普通市电相比的)。 (4)LED：LED灯光源,寿命长,可达1000000小时,工作电压低,不需要逆变器,光效较高,国产50Lm/w,进口80Lm/w。随着技术进步,LED的性能将进一步提高。笔者认为LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。 选用12颗标称为1W的超亮白色发光二级管（LED）作为光源，其额定光通量为75lm,故路灯总光通量达90lm,相当于90W的白炽灯，具有良好的照明效果。LED光源具有寿命长、功耗低、反应快和低温性能好等特点，并可由低压直流电直接驱动，无需复杂的电能变换电路，即可很好地与蓄电池匹配，使系统获得较高的能源利用率、良好的安全性能和可靠性。反应速度快，单元体积小，绿色环保。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，所以发光效率高，一般人都认为，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，这是固体光源更伟大的改革。 3、智能控制器 包括传感器组件