太阳能路灯的安装流程

太阳能路灯的安装流程（9篇）

1.太阳能路灯的安装流程 篇一

太阳能路灯安装施工方案

太阳能光伏发电系统的基本原理相同，因而太阳能路灯的设计思路也可依据一般的太阳能发电系统，先确定光源的功率，每天的工作时间，保证几个阴雨天然后计算蓄电池的容量和太阳电池组件的功率。但太阳能路灯又有其特殊性，需要确保系统工作的稳定与可靠，所以在设计时需要特别注意。

1、太阳电池组件

太阳电池组件的电压会随着温度的升高而降低，由于高温的影响，电池组件的电压损失约2V，而充电过程控制器上的二极管压降0.7V，所以选择工作电压为18V的组件。由于太阳能路灯的特殊性，太阳能电池板一般安装在灯杆上，对于路灯杆而言，一般都是5米以上，重心较高，而且大部分太阳电池板都是悬挂式，为增强整套设备的抗风力，一般选择多块太阳电池板组成所需要的组件功率。

2、蓄电池(组)

在选择蓄电池时，须要考虑放电率对蓄电池容量的影响，温度对蓄电池容量的影响，放电深度对蓄电池容量的影响等几个方面。所以一定要选用深循环的太阳能专用蓄电池。蓄电池在进行并联连接时，需要考虑各单体电池间的不平衡影响，通常情况下并联组数不宜超过4组。

3、控制器

控制器是整个路灯系统中充当管理者的关键部件，它的最大功能是对蓄电池进行全面的管理，好的控制器应当根据蓄电池的特性，设定各个关键参数点，比如蓄电池的过充点、过放点，恢复连接点及SOC放电控制等。在选择路灯控制器时，特别需要注意控制器恢复连接点参数，由于蓄电池有电压自恢复特性，当蓄电池处于过放电状态时，控制器切断负载，随后蓄电池电压恢复，如果些时控制器各参数点设置不当，则可能出现灯具闪烁不定，缩短蓄电池和光源的寿命。

4、光源的.选择

光源的选型对于太阳能路灯来说是最关键的一步，目前针对太阳能路灯专用的光源较少，为减少有限能量的损失，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，LED路灯光源是一款多功能、环保节能型路灯光源，适合在各种场合的照明使用。LED路灯驱动器是专门针对LED路灯系统所研发的产品，用于提供LED灯具稳定的电源。

运用先进的电子电力技术，设计了高效率增强以及超节能脉波宽度调变(PWM)两种输出模式，配合时间控制，可以在需要的时候(上半夜天黑人多车多的时候)以高效率增强模式点亮LED灯具，提供良好的照明，而其它时间段(后半夜人车稀少的时候)则以超节能模式输出，节约蓄电池的电力的消耗。另外，国内大部分太阳能路灯项目照明亮度需满足城市道路照明标准。

2.太阳能路灯的安装流程 篇二

在城市郊区的道路, 路灯供电线路成本高, 线路损耗大, 而太阳能路灯和风光互补路灯不需要输电线路, 没有电能消耗, 有明显的经济效益。太阳能、风能照明技术是绿色照明的重要组成部分, 在条件允许的地区, 应推广使用太阳能路灯和风光互补路灯, 充分利用这2种新能源是可持续发展的能源战略决策。

欧洲、日本、美国等发达国家正在普及太阳能路灯和风光互补路灯。

1 太阳能路灯

太阳能路灯以太阳光为能源, 白天充电晚上使用, 无需复杂昂贵的管线铺设, 可任意调整灯具的布局, 安全节能无污染, 无需人工操作, 工作稳定可靠, 节省电费, 免维护。

1.1 太阳能路灯的结构

太阳能路灯是一个独立的照明系统, 该系统从太阳光中获取能量, 无需另外铺设电缆。太阳能路灯系统包括太阳能组件、蓄电池、灯负载及相关控制电路等。负载的类别决定照明效果, 其功率决定太阳能组件及蓄电池的选型。

(1) 太阳能组件。太阳能组件主要是指太阳能电池板。当太阳能电池板受到光的照射时, 能把光能转变为电能, 使电流从一方流向另一方。太阳能电池板只要受到阳光或灯光的照射, 一般就可发出相当于所接收光能1/10的电能。为了使太阳能电池板最大限度地减少光反射, 将光能转变为电能, 一般在它的上面都蒙上一层防止光反射的膜, 使太阳能电池板的表面呈紫色。

(2) 蓄电池。太阳能路灯供电系统中, 蓄电池的性能好坏直接影响系统的综合成本及使用寿命, 一般采用的蓄电池为太阳能专用胶体蓄电池, 其使用寿命是普通铅酸免维护电池的3倍以上, 寿命可达5～8年, 有利于降低系统维护费用;充放电控制器具备光控、时控、过充电保护、过放电保护和反接保护等, 实现很高的性价比。

(3) 灯具光源。目前常用的太阳能灯具的光源有LED (发光二极管) 、节能灯、无级灯和低压钠灯4种。

(4) 控制电路。太阳能路灯是一个自动控制的工作系统。控制模式分为光控和计时控制方式, 一般采用光控或光控与计时组合工作方式。灯在光照强度低于设定值时控制器启动灯点亮, 同时计时开始, 当计时到设定时间时就停止工作。根据光控或时控不同的要求, 蓄电池充电和放电的时间、放电的强度大小可以得到控制。

1.2 太阳能路灯的工作原理

太阳能路灯系统工作原理是:电路工作过程可简述为通过充电控制电路将太阳能储存到蓄电池组中, 负载再从蓄电池获取能量。由于蓄电池端输出直流电压, 因此对于交流负载需要逆变电路将直流转换为交流;对于直流负载, 虽然不需要逆变器, 但是为了达到恒流、恒压等控制, 往往需要DC/DC变换电路。

利用光伏效应原理制成的太阳能电池板, 白天接收太阳辐射能转化为电能输出, 经过充放电控制器储存在蓄电池中。夜晚当照度逐渐降低、太阳能电池板开路电压为4.5V左右时, 充放电控制器动作, 蓄电池对灯头放电。灯亮8.5～12小时后, 充放电控制器动作, 熄灯。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池及控制开灯、熄灯时间。

可根据使用地每日需照明的时间、需保证照明的最大天数以及所用光源等情况, 由用电负荷来设计蓄电池的大小, 根据日照时间调整确定连续照明时间。也就是说, 只要不是天气出现异常, 太阳能路灯大多能有效运行, 即使连续5～7天的阴雨, 太阳能路灯储备的电量基本可维持正常工作。

1.3 太阳能路灯的应用

(1) 合肥市皖绿新能源科技有限公司太阳能路灯应用。由安徽省合肥市皖绿新能源科技有限公司与中国科技大学、中科院合肥分院研发、生产的太阳能LED路灯于2006年向投入市场。此灯经纳米高吸附材料处理, 经久耐用, 使用寿命为20年, 价格也与普通灯具相当。这种太阳能灯每日正常照明时间为8～10小时, 只需晒一天太阳, 就能保证供电5～7天, 即使连着下7天雨, 太阳能灯也能正常照明。

(2) 北京凌云光伏科技有限公司太阳能路灯应用。北京凌云光伏科技有限公司生产的太阳能路灯, 2006年应用于青海省囊谦县城太阳能路灯工程、北京陆航学院太阳能路灯工程、北京乡村旅游道路太阳能路灯工程, 2007年出口到印度尼西亚应用于太阳能路灯工程。太阳能路灯配置如表1所示。

(3) 太阳能景观灯。由于城市景观照明规划的滞后, 城市景观照明建设中片面追求高亮度, 大功率高压气体放电灯的大量使用, 对人们视觉环境产生的光干扰和光污染问题已经开始显现。这不仅浪费能源, 还影响市民的娱乐、健康、交通安全。因此, 景观照明规划要有绿色照明的理念, 采用高效照明产品和多种照明方式, 达到经济、安全、保护环境的目的。

江苏无锡规模最大的太阳能路灯电站在太湖新城落成并投入使用。该系统由太阳能电池组件部分 (包括支架) 、LED灯头、控制箱 (控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器) 和灯杆几部分构成。太阳能电池板光效达到127W/m2, 效率较高, 对系统的抗风设计非常有利。灯头部分以1W～5W白光LED和1W～5W黄光LED集成于印刷电路板上, 排列为一定间距的点阵作为平面发光源。

在太湖新城市民广场周围的立德道、清舒道、观山路上, 看见所有的路灯杆顶端都盛开着一朵硕大的“向日葵”。这批新型的太阳能路灯是与市电互补型的。市区中心大厦东南侧的绿树丛中, 有12组巨大的太阳能发电板方阵。这12组太阳能板发的电, 被通到一个“小房间”里, 这里储备着电池, 夜晚再把储藏的电能分配到附近尚贤河一期绿地的113套路灯及沿湖地埋灯上使用。仅这套系统, 一年就可节电37960kWh, 折算成标准煤大约是13664kg。

2 风光互补路灯

风光互补路灯是集环保和节能为一体的产品, 随着全球常规能源短缺情况的加剧, 风能和太阳能这种清洁可再生的自然能源的利用将会普及, 风光互补路灯代表着未来路灯的发展方向。

2.1 风光互补路灯的结构

风光互补路灯系统主要由风力发电机、太阳能电池板、风光互补系统控制器、蓄电池和电容器混合储能装置、LED路灯、卸荷电路等部分组成。

(1) 风力发电机。风力发电机主要分为2类:水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。水平轴风力发电机风轮的旋转轴与风向平行, 而垂直轴风力发电机的旋转轴垂直于地面或者气流方向。垂直轴风力发电机在风向改变时无需对风, 在这点上相比水平轴负力发电机是一大优势, 能减少风轮对风时的陀螺力, 在低风速运转时的发电量也比较大。垂直轴风力发电机又分为阻力型和升力型2种, 升力型垂直轴风力发电机的效率比阻力型的高得多。近年来, 又推出了全永磁悬浮风力发电机。

(2) 太阳能电池板。太阳能电池是通过光电效应将光能转换成电能的装置。

(3) 风光互补控制器。风力发电机发出的三相交流电经三相整流电路后, 送入降压斩波电路。降压电路能使整流电路输出的不稳定直流电压转换成稳定的直流电压, 给混合储能装置充电。当混合储能电路达到负力发电机卸载电压值时, 使负力发电机卸载, 以保护负力发电机。同时, 停止对混合储能装置充电。当混合储能装置降至负力发电机卸载恢复电压时, 断开卸载负荷电路, 恢复充电。

(4) 蓄电池及超级电容器混合储能。风光互补发电系统受气候等自然条件的影响大, 其发电输出功率不稳定, 间隔性大, 因此, 电能的储存显得十分重要。

超级电容器是一种双电层电容器, 是一种新型储能器件, 具有充电速度快、循环使用寿命长、功率密度高、超低温特性好等特点。蓄电池通过双向功率变换器与超级电容器相并联。当太阳能电池和风力发电机发电的功率很大时, 超级电容器储存大部分电能, 并在系统输出功率低时释放电能。当负载功率发生脉动时, 超级电容器及时输出电流, 使蓄电池的充电过程不受影响, 延长蓄电池的使用寿命。

(5) 光源。风光互补光源可采用LED灯、无极灯等, 如果采用LED灯, 可选100多个发光二级管阵列作为光源。

2.2 风光互补路灯的选择

(1) 风力发电机选择。风光互补路灯的选择中, 最关键是选择风力发电机。风力发电机的选择有2个要求:一是要求风力发电机运行平稳, 因为风光互补路灯的灯杆是无拉索塔, 最担心因风机运行时的振动引起灯罩和太阳能支架的固定件松脱;二是要求风机的造型要美观, 重量要轻, 以减小塔杆的负荷。

采用MUCE垂直轴风力发电, 其优点为:故障率低 (转速慢、无转向机构) ;无噪音;发电曲线饱满 (启动风速低、在中低风速运行时发电量较大) ;不受风向及近地面团风的影响;抗台风能力较强 (抗风能力达到45m/s) 。

(2) 供电系统的最佳配置。保证路灯的亮灯时间是路灯的重要指标, 风光互补路灯作为一个独立供电系统, 从路灯光源的选择到风力发电机, 太阳能电池及储能系统容量的配置都有一个最佳配置设计的问题, 需要结合安装路灯地点的自然资源条件来进行系统最佳容量配置的设计。

(3) 灯杆的强度。担心风光互补路灯的风车和太阳能电池板会被风吹落到公路上伤及车辆和行人。实际上, 风光互补路灯的风车和太阳能电池板的受风面积远小于公路指示牌和灯杆广告牌, 而且, 路灯的强度应按抗12级台风的标准设计, 保证安全上不出问题。

要根据选定的风力发电机及太阳能电池的容量及安装高度要求, 结合当地的自然资源条件进行灯杆强度的设计, 确定合理的灯杆尺寸和结构形式。

(4) 风光互补路灯配置示例。垂直轴风力发电和太阳能电池板以10∶3的配比进行设计。例如10米高路灯配置:灯笼型垂直轴风力发电机—300W;太阳能电池板—75W;灯杆高度—10m;灯泡—80W无极灯;蓄电池—100AH免维护;亮灯时间—10h/d;

2.3 风光互补路灯的应用

(1) 湖南省应用。益阳市中心城区高新大道56基风光互补路灯每天只需晒晒太阳、吹吹风, 夜晚就能照亮大道, 每年可节电9万kWh。风光互补路灯节能环保备受亲睐, 益阳市立波路88基风光互补路灯也已经投入使用。

长沙五合垸浏阳河风光带推出长沙首条全长1.5km的风光互补路灯带。随着全永磁悬浮风力发电机生产基地在益阳投产, 风光互补路灯供电系统将得到推广应用。

(2) 其他城市应用。天津市南开区梅苑路使用的风光互补路灯, 每盏路灯的头顶都顶着1只有3个叶片的小风车, 在其下面1m多的地方, 托举着1块太阳能电池板。白天, 小风车和太阳能电池板将风能和太阳能转化为电能, 储存到埋在地下的蓄电池里, 晚上自动给路灯供电。

上海崇明岛上的工业园区内、观光大道上以及前卫村中, 安装的风光互补路灯已经有200多盏;江西南昌滕王阁景区、海南海口市南海大道均安装了风光互补路灯。

宁波风神风电科技有限公司生产, 也是我国出口的第一套风光互补新能源发电系统在马来西亚槟城的土地上矗立起来。马来西亚MAYANG公司在东盟博览会上看中了“风神”, MAYANG公司派人到宁波考察, 当他们看到东钱湖旅游度假区湖小线路上的58盏风光互补路灯后决定购买这个系统。

广州红鹰能源科技有限公司风光互补路灯早在2004年就已研发成功, 但目前也只应用在“东钱湖”、“鄞州投资创业中心”、“春晓油田”等地方。

目前风光互补路灯市场还没有真正打开, 人们不仅担心风光互补路灯的风力发电机和太阳能电池板会被风吹落到公路上伤及车辆和行人, 受天气影响亮灯时间不保证, 还普遍认为其造价高无法投入应用。“示范工程策略”是到目前为止最有效的推广方式。通过示范工程, 让更多的人了解风光互补路灯并改变传统观念, 定将取得事半功倍的效果。

3.太阳能路灯照亮老区扶贫路 篇三

“这种灯不用接电都很亮，真神奇！”丈古岭村的陶大哥赞叹地说。“以前，太阳下山后整个村都乌灯黑火的，村民一般都呆在家里不出门。现在，我们也能像城里人那样，晚上出门都不用带电筒了。”

其田村、丈古岭村是老区村，也是广东省新一轮扶贫开发“双到”村。其田村由市委组织部、市直属机关工委挂点帮扶；丈古岭村由曲江区人大办牵头，16个区直机关单位对口帮扶。这两个扶贫村地处韶关市区东部的丘陵地带，村级基础设施极不完善，村集体经济薄弱，丈古岭村年收入仅有480元。为解决村民的夜间出行问题，改善村民的居住环境和生活质量，挂钩帮扶单位、镇党委政府积极筹集资金，实行村庄亮化工程。其田村共投入资金30万元，在3553人分布的14个村小组安装了110盏高瑞太阳能路灯；丈古岭村共投入资金15万元，在1680人分布的13个村小组安装了30盏粤佳太阳能路灯。

4.太阳能路灯的安装流程 篇四

招标公告

河南鼎誉工程咨询有限公司受卢氏县官道口镇人民政府的委托，就卢氏县官道口镇社区土地综合整治项目太阳能路灯采购及安装进行公开招标采购，本项目资金来源为财政拨款，项目已具备招标条件，诚邀对本项目有意的潜在投标人报名并参加投标。

一、工程概况

（1）工程名称：卢氏县官道口镇社区土地综合整治项目太阳能路灯采购及安装

（2）项目编号：HNDYZB-2012110（3）工程地点:卢氏县官道口镇（4）资金来源：财政拨款（5）招标方式：公开招标

（6）质量要求：国家工程质量验收规范合格标准

二、发包范围

采购清单内所有内容及安装，详细内容以招标人提供的有效书面文件为准。

三、报名条件

（1）报名企业必须具备独立法人资格、遵守国家法律法规、行政法规、具有良好企业信誉，具有良好资金财务状况；（2）本次招标不接受联合体投标。

四、报名须知

报名企业须携带企业营业执照、税务登记证、授权委托书及被委托人身份证原件、投标人若为经销商还需持有厂家授权书、近二年类似业绩。（所有证件查看原件、留复印件加盖单位公章两套）

五、报名时间、地点：

时间： 2012年 10 月 18 日至 2012年 10 月 24 日上午9：30-11：30 下午14：30-17：00（北京时间，节假日除外）地点：郑州市建设西路187号泰隆大厦1309室

六、投标保证金的缴纳：

投标保证金：壹万元人民币，2012年 10 月 25 日17时（以实际到账时间为准）前以现金或从本公司银行基本账户转账至河南鼎誉工程咨询有限公司财务室：

账 号：4110604000*** 单位名称：河南鼎誉工程咨询有限公司

转账后必须持银行转账凭证到河南鼎誉工程咨询有限公司财务室换领保证金收据。

七、联系方式

招 标 人： 卢氏县官道口镇人民政府

5.非晶硅太阳能路灯系统的设计 篇五

随着世界能源危机的加剧,各国都在寻求解决能源危机的办法,一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用;另一条是寻求新的节能技术,降低能源的消耗,提高能源的利用效率。太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源,太阳能作为一种巨量可再生能源,可以说是取之不尽、用之不竭[1]。同时,随着太阳能光伏发电技术的发展和进步,太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。本文主要介绍非晶硅太阳能LED路灯系统,并以沈阳汉锋工厂内安装的太阳能路灯为例进行说明。

1 非晶硅太阳能电池的基本原理

非晶硅太阳能电池是薄膜太阳能电池中最成熟的产品,是在晶体硅制成的前道工序中,将含有硅的烷气采用化学方式沉积到非硅基板(如玻璃基板)上制造而成。加工原理为:使用硅烷(SiH4)等离子体分解法,通过在硅烷掺杂乙硼烷(B2H6)和磷化氢(PH3)等气体,在基板上(玻璃、不锈钢)低温成膜。

非晶硅太阳电池的结构各有不同,其中有一种较好的结构叫PIN电池,它是在衬底上先沉积一层掺磷的N型非晶硅,再沉积一层未掺杂的I层,然后再沉积一层掺硼的P型非晶硅,最后用电子束蒸发一层减反射膜,并蒸镀银电极。

非晶硅薄膜太阳能电池光吸收系数高,对太阳光适应范围较广,非最佳角度阳光下的工作情况好于其他太阳能电池,具有易于实现集成化的特性,可以适合不同需求的多品种产品。尤其适合用于太阳能路灯,建筑光伏一体化(BIPV)以及大型太阳能并网发电系统[2]。

2 太阳能路灯的工作原理及基本结构

2.1 太阳能路灯的工作原理

太阳能路灯利用太阳电池的光生伏特效应原理[3],白天太阳能电池吸收太阳能光子能量产生电能,通过控制器储存在蓄电池里,当夜幕降临或灯具周围光照度较低时,蓄电池通过控制器向光源供电,到达设定的时间后切断。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制,保证蓄电池的正常使用。系统还具有限荷保护和防雷装置,以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击,维护系统设备的安全使用。

2.2 太阳能路灯系统的基本结构

太阳能路灯系统由非晶硅太阳能电池方阵(包括支架)、太阳能充放电控制器(含路灯光控和时控)、控制箱、LED灯、蓄电池组和灯杆几部分构成,若输出电源为交流220V或110V,还要配置逆变器,其结构如图1所示。

(1)非晶硅太阳能电池方阵。

非晶硅太阳能电池方阵能产生光伏效应,是进行光电转换的部分。光伏效应是半导体在吸收光能后,内部带电载流子分布状态和浓度发生变化从而产生出光生电流和光生电动势的效应。利用这种特性,半导体材料的光伏阵列将太阳能转换成电能,是整个光伏应用系统能量的来源。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。

(2)太阳能控制器。

太阳能路灯系统中,性能良好的充放电控制器是必不可少的[4,5,6]。为了延长蓄电池的使用寿命,必须对它的充放电条件加以规定和限制,并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出,防止蓄电池过充电及深度充电,是整个系统的核心控制部分。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时太阳能控制器除具有路灯控制功能外,还应具有光控、时控功能,并应具有夜间自动切控负载功能,便于阴雨天延长路灯工作时间。

(3)蓄电池组。

将太阳电池组件产生的电能储存起来,当光照不足或晚上、或者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时,将储存的电能释放以满足负载的能量需求,它是太阳能光伏系统的储能部件。目前太阳能光伏系统常用的是铅酸蓄电池,对于较高要求的系统,通常采用深放电阀控式密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等[7]。

对铅酸蓄电池的选择,主要考虑的是蓄电池的容量和工作电压。其中蓄电池的容量指的是在一定放电条件下蓄电池能连续提供的能量的总和,单位为安时(Ah),这个参数的选择主要与太阳能光伏系统的工作条件下的太阳辐射平均强度和需要连续供应负载电量的时间和功率有关;工作电压是蓄电池接通负载放电时在负载上所呈现出来的电压,其大小主要决定于后面负载的额定工作电压值。

(4)逆变器。

在太阳能路灯系统中,如果含有交流负载,那么就要使用逆变器设备,将太阳电池组件产生的直流电或者蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电。

3 非晶硅太阳能路灯系统的设计

沈阳汉锋工厂厂区6盏太阳能路灯,每盏24W,每天工作12h,保证连续阴雨天数3天。该太阳能路灯系统配套设备的容量可按以下方式计算。

3.1 非晶硅太阳能电池方阵容量计算

太阳电池容量与负载日用电量、当地的地理位置、阳光资源、气候条件密切相关。因此,首先应确定日平均负载Q,组件日输出QL及年均标准日照时数H。

Q=It (1)

式中:I—负载工作电流,取I=6A;t—负载每天工作时间,h。

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式中:S—年总辐射量,kcal/cm2;1.163—换算系数,Wh/kcal;q—热流密度,按AM1.5标准取0.1W/cm2。

QL=Imax×H×Kop×Cz (3)

式中:Imax—光伏板组件的最大工作电流,I=0.9A;Kop—斜面修正系数,取Kop=1.0671;Cz—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。

代入数据得Q=72Ah,H=4.6h,QL=3.53Ah。

并联的组件数量undefined。

串联的组件数量undefined。

V为系统工作电压,Vmax为组件最大工作电压。

太阳电池组件的输出,会受到一些外在因素的影响而降低,根据上述基本公式计算出的太阳电池组件数量,在实际情况下通常不能满足光伏系统的用电需求,为了得到更加正确的结果,有必要将环境和组件自身衰减等因素考虑在内,综合考虑以上因素,可以得到下面的修正公式。

并联组件的数量undefined

式中:c—蓄电池的库仑效率;α—非晶硅太阳能电池的衰减因子。

根据以上计算数据,可以选择并联组件数量为25,串联组件数量为1,所需的非晶硅太阳电池组件数为:

总的太阳电池组件数=25×1=25块

总的太阳电池组件功率=25×30=750W

此外,非晶硅太阳电池组件由于生产批次工艺参数漂移,所以在订货时应根据组装方阵的串并联情况对电参数提出要求。具体原则为:同一方阵应选择输出功率相近的组件;方阵并联应选择工作电压相近的组件,串联应选择工作电流相近的组件,然后再考虑它们之间的串并联问题。

3.2 蓄电池容量计算

蓄电池的设计包括蓄电池容量的设计计算和蓄电池组的串并联设计。首先,给出计算蓄电池容量BC的公式。

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式中:D—自给天数,通常自给天数取3～5d;CC—蓄电池的最大放电深度,一般铅酸蓄电池取0.75,碱性镍镉蓄电池取0.85;T0—温度修正系数,一般在0℃以上取1,-10℃以上取1.1,-10℃以下1.2。经计算,近似得BC=288。

每个蓄电池都有它的标称电压。为了达到负载工作的标称电压,将蓄电池串联起来给负载供电,在该工程中,蓄电池选2V/490Ah。

串联蓄电池数undefined

式中:V—负载标算电压,取24V;V单—单体蓄电池的标称电压,取2V。故串联蓄电池数=12。

并联蓄电池数undefined

式中:BC单—单体蓄电池的容量。

根据以上计算数据,可以选择并联蓄电池数量为1,串联组件数量为12,所需要的蓄电池总数为:

总的蓄电池数=12串×1 并 =12 个

3.3 太阳能电池组件倾角设计

为了让太阳能电池组件在一年中接收到的太阳辐射能尽可能的多,要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。

关于太阳能电池组件最佳倾角问题的探讨,近年来在一些学术刊物上出现不少。本次路灯使用地区为沈阳地区,依据本次设计参考文献[8],选定太阳能电池组件支架倾角为42.77°。

3.4 最终技术方案确定及运行数据记录

经过计算比较、校核,最后确定出如表1所示的太阳能路灯系统参数,并且在表2中列出系统正常工作时的性能参数。

4 结语

非晶硅薄膜太阳能电池光吸收系数高,对太阳光适应范围较广,非最佳角度阳光下的工作情况好于其他太阳能电池,因此光伏组件方阵的功率要小于其他太阳能电池。随着非晶硅薄膜电池制造成本的不断降低和集成化技术的不断成熟,太阳能路灯将成为道路照明的主体,与人们的生活更加密切。

参考文献

[1]中国太阳能利用协会.新编太阳能产品设计与太阳能利用新技术新工艺实务全书[M].北京:中国科技文化出版社,2007.

[2]J.K.Rath,Y.Liu,A.Borreman.Thin film siliconmodules onplastic superstrates[J].Journal of Non-Crystalline Solids,2008,354:2381-2385.

[3]鞠振河.太阳能路灯系统的优化设计[J].可再生能源,2007,25(5):79-83.

[4]华坤,李彦.太阳能LED路灯控制器的设计[J].微计算机信,2009,25(1):105-107.

[5]冯显争,李训铭.智能型太阳能充电电路设计[J].东南大学学报,2008,38:194-198.

[6]何朝阳,戴君,吴立琴.太阳能路灯控制器的设计[J].电力电子技术,2006,(12):69-72.

[7]汪小云,胡赤兵,彭燕.蓄电池智能检测[J].微计算机信息,2007,(1):213-214.

6.太阳能路灯的安装流程 篇六

“以前夜晚村里一片乌黑，村民们晚上很少出门，现在有了太阳能路灯，又不怕停电，整个村里亮堂堂的，村民晚上在路灯照耀下或散步，或唱歌跳舞，或打牌，或喝茶聊天，既丰富了群众业余生活，又锻炼了身体，她极大地提升了村民幸福指数。吕庄村地处偏僻，“三多两少”，这在以前我们连想都不敢想，真是感谢法院工作组的领导！”支部书记于明春激动地对前来采访的媒体和记者如此说。

寅寺镇吕庄村地处汶上县西北部，南边是次丘镇，西边是梁山县地界，距离县城较远，经济文化相对落后，是当时寅寺镇四个未完成“户户通”工程的落后村之一。在法院工作组来之前，不但户户通工程没有完成，而且村里更没有路灯和文化广场，更不用说健身器材和群众业余文化生活。过去一提起吕庄村“病人多、贫困户多和光棍多，钱少和能人少”的状况远近闻名。

县法院工作组了解该情况后迎难而上，积极应对，量力而行，一步一个脚印，及时开展精准扶贫工作。走访群众，协调资金和关系，先修路，后建文化广场，调整产业结构，成立竹业合作社，安装太阳能路灯......一幅生态节能环保社会主义美丽乡村画卷逐渐展开。

“以前村里没路灯，我家商店门口和文化广场上基本没人。自从安装上太阳能路灯，晚上乡亲们都爱到这里下棋、打牌、聊天和健身，到我商店买东西的人也多了。”商店经营户胡秀芬高兴地说。

县法院驻吕庄工作组没有忘记党的宗旨，时刻为了驻地群众，他们用实际行动服务基层百姓，点燃了群众热爱生活的热情，点燃了富强民主的中国梦！

7.改进型太阳能路灯控制器的研制 篇七

1、引言

太阳能路灯系统如图一所示, 它由太阳能电池、DC-DC变换器、蓄电池、控制器及驱动电路及负载组成。

针对目前市场上控制器由于对于蓄电池的保护不够充分, 改进型太阳能路灯控制器在设计时对充电方式采用了两阶段充电方式, 即为保护蓄电池不过充, 设定一恒压充电阀值, 当蓄电池端电压未达到这一阀值时, 太阳能电池工作在MPPT状态以脉冲方式对蓄电池充电;当蓄电池端电压达到设定的阀值时, 采用浮充 (恒定电压) 模式对蓄电池充电, 当蓄电池电压与浮充电压值相等时自动停充;为避免蓄电池给负载供电时导致深度放电, 缩短蓄电池的使用寿命, 改进型太阳能路灯控制器采用在线检测蓄电池电压来避免蓄电池发生过放现象, 保护蓄电池, 提高其使用寿命。

2、控制器硬件设计

控制器系统总体结构如图2所示, 该系统以Atmega48单片机为核心。外围电路主要由单片机工作基准电压供给电路、电压采集电路、充电控制电路和负载输出控制与检测电路等部分组成。电压采集电路包括太阳能电池板和蓄电池电压采集, 用于对太阳光线强弱的识别以及蓄电池电压的获取。

Atmega48是基于AVR RISC、低功耗CMOS的8位单片机, 芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路, 它具备AVR高档单片机的性能和特点, 但由于其采用了小引脚封装, 所以其价格仅与低档单片机相当。

2.1 电源电路设计

Atmega48单片机需要5v的供电, 由于太阳能极板输出电压的不稳定, 设计中采用电源管理芯片LM2931对太阳板电池输出电压进行稳压后供给Atmega48单片机。电源电路如图3所示。

2.2 采样电路

控制器中主要有三路采样信号:太阳能电池输出电压、蓄电池端电压和蓄电池工作电流。控制器电压采样信号经高阻值精密电阻分压得到, 避免分压电阻流过的电流对主电路和采样电路的影响;电流采样电路是利用霍尔电流传感器将电流信号转换为电压信号。

图4的电路包括三个部分:输出电压电阻分压部分, 通过这一部分得到0一3.3V的电压;然后是一个二阶滤波电路, 以便减小高频信号的干扰, 得到平缓的直流电压信号, 输出端加一个稳压管, 使输出电压不超过3.3v, 其中跟随器采用LM324, 最后由Atmega48单片机的A/D转换模块的将采集到的电压信号转换为数字信号。

霍尔电流传感器采用CSM025A型霍尔电流传感器, 它应用霍尔效应闭环原理的电流传感器, 能在电隔离条件下测量直流、交流、脉冲以及各种不规则波形的电流, 其电路如图5所示。

2.3 温度检测电路

温度的检测采用负温度系数的热敏电阻进行, 其电路如图6所示。

在单片机的基准电压源A R E F两端串联热敏电阻R11和电阻R12, 单片机通过对R11和R12分压点的采样, 从而对环境温度进行判断, 并进行相应的温度补偿。基准电压通过AREF引脚上加一个电容C5进行解耦, 以便更好的抑制噪声。

2.4 充电电路及放电路

充电电路采用功率场效应管IPF3808S作为充电电路中的开关器件, 并由单片机通过判断蓄电池端电压和太阳能电池电压来决定是否充电。

在放电模块中, 同样采用功率场效应管IPF3808S, 放电电路如图7所示。

放电过程如下:当PB0输出低电平时, Q2截止, 从而Q6导通, 将蓄电池的负端和负载的负端接通, 此时蓄电池为负载提供电源, 蓄电池放电。当PB0输出高电平时, Q2导通, 从而Q6截止, 将蓄电池的负端和负载的负端断开, 蓄电池停止对负载的供电。至于PB0何时输出高电平, 何时输出低电平, 通过单片机的软件实现。

3、软件设计

控制器在白天 (光照强) , 控制太阳能电池向蓄电池充电, 在晚上 (光照弱) , 控制蓄电池向负载供电, 所以可简单的将系统的工作模式设定为强光照模式和弱光照模式, 通过检测太阳能电池输出电压确定系统工作在强光照模式还是弱光照模式, 若太阳能电池输出电压大于3V, 则系统进入强光照模式;反之, 则进入弱光照模式, 再根据蓄电池的荷电状态确定系统具体的工作状态。系统的工作模式和工作状态如表1所示。

系统根据太阳能电池的输出电压对工作模式进行判别, 如果VPv≥3V, 系统进入强光照模式;如果VPv<3V, 系统进入弱光照模式。

在强光照工作模式下, 控制器首先检测蓄电池端电压, 判定蓄电池的工作状态, 以确定蓄电池的充电方式, 从而执行相应的流程操作。在任一工作状态下, 系统还要周期性的检测太阳能电池端电压, 以判断是否进行工作模式的转换;在某一工作状态的进程中, 还要周期性的检测蓄电池端电压, 以判断是否进行工作状态的转换。强光照模式下的流程图如图8所示。

进入弱光照工作模式后, 控制器首先检测蓄电池端电压, 判定蓄电池的工作状态, 以确定蓄电池能否为负载供电, 从而执行相应的流程操作。在任一工作状态下, 系统还要周期性的检测太阳能电池端电压, 以判断是否进行工作模式的转换;在某一工作状态的进程中, 还要周期性的检测蓄电池端电压, 以判断是否进行工作状态的转换。弱光照模式下的流程图如图9所示。

4、结语

改进型太阳能路灯控制器对充电方式采用了两阶段充电方式, 为避免蓄电池深度放电, 缩短蓄电池的使用寿命, 采用在线检测蓄电池电压来避免蓄电池发生过放现象, 经实践证明该控制器能有效地保护蓄电池, 提高其使用寿命。

参考文献

[1]高峰, 孙成权, 刘全根.太阳能开发利用的现状及发展趋势.世界科技研究与发展, 2001, 23 (4) :35～39.

[2]朱亚杰, 李锦堂.太阳能与可再生能源.太阳能, 1995, 4:2～6.

[3]时璟丽.我国和世界光伏发电技术、产业、市场发展情况比较.光伏技术专栏, 2004 (4) :26～29.

[4]赵玉文.我国太阳能光伏发电产业趋势探讨.光伏技术专栏, 2004 (4) :19～25.

[5]王长贵, 王淳, 董路影.小型新能源和可再生能源发电系统建设与管理.北京:中国电力出版社, 2004.20～21.

8.太阳能LED路灯照明系统设计 篇八

随着环境污染的不断加重及能源资源的日益稀缺, 太阳能作为一种新型可再生能源, 因为其资源丰富、清洁环保、受地域限制小等优点, 在许多领域已经得到了广泛的发展和应用, 尤其太阳能发电领域业已发展成为成熟的朝阳产业[1]。LED灯具有高效节能、寿命长、环保等优点。因此, 文章将太阳能与LED路灯有机地结合在一起, 设计了基于STM8S单片机的太阳能LED路灯照明系统, 实现了节能环保的照明模式, 解决了市场上一些太阳能控制器存在的缺陷。

1 太阳能LED路灯照明系统简介

1.1 太阳能LED路灯照明系统组成结构

太阳能LED路灯系统主要由太阳电池板、蓄电池、路灯控制器、LED灯具组成[2]。文章主要为太阳能直流供电系统、太阳能直流路灯照明系统设计了一款高性能太阳能控制器。

1.2 太阳能LED路灯照明系统的工作原理

太阳能LED路灯照明系统中, 太阳能电池板在太阳光照射下, 其内部PN结形成新的电子-空穴对, 在一个回路里产生直流电流;这个电流流入控制器, 会对蓄电池进行充电。蓄电池白天接受充电, 而晚上则会提供能量给LED。LED是通过控制器驱动工作的, 控制器在驱动LED恒流工作同时, 也会监测LED的状态以及控制LED工作时间。在蓄电池电能不足的情况下, 控制器会发出控制信号启动外部的市电供电系统, 保证LED的正常工作[3]。

2 系统硬件电路方案

太阳能LED路灯照明控制系统电路组成结构如图1所示。主要电路包括:太阳能电板电压检测电路、蓄电池电压检测电路、、PWM充电电路、放电和保护电路、温度检测电路等。其中, 充放电控制、电流、和温度采样电路实现的功能为: (1) 电池充电模式, 以选择一个不同的状态; (2) LED照明时间或可选自动定时控制;采样的太阳能电池的输出电压和太阳能电池板的电流; (3) 取样线的开路电压, 该充电状态的电压; (4) 在样品上, 所述电池的电流值, 包括两个充电和放电状态。

3 系统硬件电路设计

根据系统的功能要求, 基于STM8S单片机设计的太阳能控制器电路主要包括充放电主回路、光电检测电路、电源电路以及各种保护电路等。

3.1 充电电路及控制策略

太阳能电池板电压经半桥分压电路R1和R2分压后, 送至STM8S的片上ADC1口实时监测来判别光线的强弱。白天光线充足时, 由太阳能电池板给蓄电池充电。控制器根据实时采集的蓄电池端电压大小, 控制器把不断检测蓄电池端电压作为控制充电程度的方法;另外设定转换点的蓄电池端电压值, 控制充电各阶段的自动转换和停充。

较好的充电策略是智能三阶段充电方式 (快充、过充和浮充) 。

(1) 快充阶段。相当于电流源的充电电路的输出端。输出电流是根据可接受的最大电池电流。在充电过程中, 电池的端电压进行实时检测, 当电池端电压上升到所述阈值的转换后, 通过充电电路进行充电阶段。使用MPPT算法来控制输出电压, 输出电流是固定的。

(2) 过充阶段。充电电路, 而被检测到的充电电流, 以提供一个较高电压的电池。当充电电流下降到阈值转换器, 当电池被完全充电可以被识别, 一个充电电路, 在下一阶段如下-浮充的阶段。

(3) 浮充阶段。当电池充满电, 最好的办法是保持电源给电池提供准确, 具有温度补偿功能的浮充电压。

3.2 放电电路及控制策略

当放电电路检测到所述太阳能电池板的电压低于1V时, 打开控制电路, 1分钟后的延迟, 由电池供电的负载, 使LED灯。刚充满电的电池电压较大, 一般在22.6~24.6V。作为最好的单个LED灯的负载的驱动电流13~18毫安, 3~3.2V的驱动电压。因此, 流过LED的电流约为26.7~31.5毫安, 远高于可接受13~18毫安更大。当电池电压低于23.5V时, 单片机I/O发出一个高电平信号的过放电保护电压时, 晶体管Q2导通时, MOSFET Q2被关断时, 电池不再供应给负载;当电池电压上升到过放电恢复点24V, 然后也通过I/O的低电平信号发出时, 晶体管Q2截止, 场效应管Q2导通, 则电池将继续向负载供电, 当在24.6V的电压?25.6V变化, 然后再次PWM供电负荷。

3.3 供电电路设计

太阳能LED路灯控制器电源由蓄电池提供, 由于蓄电池输出的是直流24V, 而控制器上的MCU和运放等其他电子元件需要的是直流5V电源, 故需要进行DC/DC变换, 本系统采用电压转换芯片LM2931AM对蓄电池端电压实现降压变换至5V。

4 系统软件设计

软件主要是设计来协助完成硬件电路控制器的控制策略, 在图2所示的主程序。采用MPPT算法快充阶段可提高输出功率光伏电池成为可能。把电子节目采用PWM技术来调整负载电流可以在午夜被完全切断负载, 实现半功率点亮负载。

5 结束语

太阳能LED路灯照明系统是太阳能新能源与新生代绿色光源LED的完美结合。文章以意法半导体的STM8S单片机为核心设计的路灯照明控制系统, 总体上, 实现了三个阶段的智能电池充电控制功能, 并能有效地防止电池的过充电, 同时还实现定时和切断的半功率点负载, 电池电压小于过放电电压的负载会切断, 所以电池过度放电保护, 延长电池寿命。该系统在能源利用率和工作可靠性方面有一定的实用价值。

参考文献

[1]王亚南, 黄鹤松, 刘华东等.基于AVR的智能太阳能路灯控制器的设计[J].技术与产品太阳能, 2011 (13) :31-41.

[2]赵争鸣, 刘建敏, 孙晓瑛等.太阳能光伏发电及其应用[M].北京:科学出版社, 2005.

[3]施钰川.太阳能原理与技术[M].西安:西安交通大学出版社, 2009.

9.太阳能路灯的安装流程 篇九

一、实施现状

该路段全长4480m, 线路长度8880m, 道路宽度50m, 其中:主车道36m, 非机动车道10m, 绿化隔离带4m, 为配套道路功能性设施, 投资1800万元, 安装大功率跟踪式太阳能LED路灯280组, 560盏, 路灯间距33±2m, 单组功率250W即1×96W+1×154W, 充分考虑其照明的可靠性, 全路段设置了3台路灯控制系统;工程实施效果表明:该道路照明工程设计工艺精湛, 构思巧妙, 环境协调, 路灯总高度11m, 仰角12度;形如人体, 灯臂洽似迎宾小姐的双手, 拱手献花, 寓意大足荷花种飞向太空后, 锭开的鲜花纯洁无遐, 笑迎八方宾客, 与该路段6个节点的开门红雕花灯饰相得益彩, 体现了大足厚重的人文历史, 成就了大足文化的一脉相承, 彰显城市独特风韵。大功率跟踪式太阳能LED路灯在该路段的成功实施, 是道路照明工程的一大创意, 在重庆地区乃至全国罕见。

二、工作原理及关键技术

大功率跟踪式太阳能LED路灯主要由高效太阳电池板、太阳能跟踪系统、大功率高效LED光源、灯杆、蓄电池、充放电控制器等部分组成, 它是利用光伏特效应原理制成的高效太阳电池板, 采用太阳能跟踪时刻稳定跟踪太阳, 使高效太阳电池板时刻受光面正对太阳, 有效提高发电量, 达到最大功率输出。白天高效太阳电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出, 经过充放电控制器储存在蓄电池中, 夜晚当照度逐渐降低, 蓄电池对LED灯工作放电。

太阳能光伏发电技术能与LED照明完美结合的关键在于两者同为直流电、电压低且能相互匹配。二者的结合不需要将太阳能电池产生的直流电转化为交流电, 因此, 极大地提高了整个照明系统的效率, 获得很高的能源利用率, 较高的安全性能和可行性, 实现节能、环保、安全、高效的照明系统, 达到十分完善的结合。

大功能跟踪式太阳能LED路灯的关键技术在于太阳能跟踪技术, 在“太阳能自动跟日器”的控制下, 能够全天候、无累计误差精确跟踪太阳, 极大地提高太阳能电池组件的光电转换效率;采用单轴跟踪发电方式, 将比普通平板太阳电池组件发电量提高42%左右, 从而提高总体发电量, 进而减少太阳能电池组件的用量, 降低输出电能成本。

三、运行状况

大功率跟踪式太阳能LED路灯投入运行近两年, 通过对各种气候条件下的测试, 在气温5~10℃的条件下, 太阳能运行时间每天约40分钟, 在气温25~30℃之间, 太阳能运行时间每天约90分钟, 在气温35~40℃以上, 无需直接供电。可见, 一是气温高、光照强而运行时间越长, 是太阳能运行最佳效果, 全年平均有近220天可完全使用太阳能, 当太阳能发电不足时, 它自动切换到直供电照明, 不需人工操作, 非常便捷。二是照度值及亮度值, 实测路面平均照度为22.8LX, 照度均匀度为0.39, 基本能够满足城市一级主干道照明设计要求。三是光衰不明显, 它由固体冷光源、环氧树脂封装, 灯体内也无松动的部位, 不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰明显等缺点, 亮灯率常年保持在99%以上。四是节电及运行成本:全路段总功率为70KW, 年电费15.6万元, 相应组装匹配的高压钠灯总功率则为196KW, 年电费44.9万元, 品迭后全年节电29.3万元;而使用太阳能天数节电约10万元。所以, 全年节电应为40万元。按前3年免维护费, 再按造价及年度梯坎指数计算, 10年节约电费、维护费1789万元, 相当于开发商无偿建设一条迎宾大道路灯工程。

四、社会效益

该路段大功率跟踪式太阳能LED路灯, 符合国家“十一五规划纲要”和“大力发展可再生能源”的目标要求, 是新一代绿色能源和新一代绿色光源完美结合, 具有良好的社会效益。该新光源在阳光充足正常使用时不消耗常规电力, 使用过程中不污染环境。用一度太阳能所发的电, 相当于节约0.4公斤标准煤、4升净水, 减少0.272碳粉尘、0.997公斤二氧化碳、0.03公斤二氧化硫、0.015公斤氮氧化合物的排放。以300盏大功率跟踪式太阳能LED路灯计算:在20年的全寿命周期中, 可减排二氧化碳23430吨, 减排二氧化硫191.7吨, 减排氮氧化合物93.72吨。可见使用该产品环保, 为人类社会将是巨大贡献。

五、建议

1、道路照明维护部门应更新观念, 接受新事物、掌握新

技术, 作为LED路灯新光源的研发应用, 必然经历了长期的过程, 若开发不成功, 国家发改委、科技部等六部委就不会推广或提出明确目标要求。所以, 在应用过程中, 要进行跟踪监测具体参数指标, 用数据说话, 要把节能节电、亮度值、低炭环保、寿命作为应用中的重要指标检测。

2、权威机构对LED (含大功率太阳能光源) 产品质量应进行随机抽检, 测试出产品性能具体指标。

说实话, 产品质量监督部门只接受送检产品是不够的, 现在, LED产品项目存在盲目上马现象, 全国在去年末有4000多家生产企业投入LED生产线, 争相分食蛋糕, 但一些企业并不是都能掌握LED核心技术, 有的微型企业还是作坊式生产, 采购元件组织拼装, 贴上套购的商标即是出厂的合格商品。

3、市政部门决策者, 应认真听取管理维护单位的意见,

选择有规模, 技术实力雄厚的生产厂家提供产品, 现在是有技术的而不能决策, 而决策者并不懂产品的性能和使用周期, 只是阅资料、听供货商的广告之词。所以, 严把采购质量关非常重要, 否则, 就会象前些年部分厂家生产的节能灯, 既不节能又不节电。

4、大功能跟踪式太阳能LED新光源应广泛用于城市次 (支) 干道。