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太阳能LED庭院灯设计方案初探
发布时间:2013-5-14 14:26:04
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浏览次数:52542

   太阳能LED庭院灯由以下几个部分组成:太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、LED光源、灯杆及灯具外壳。因负载用直流电,无须配置逆变器。假设15W太阳能LED庭院灯每晚照明10小时,可保证连续阴雨3天的照明。其电源系统及容量设计步骤如下:
1.负载的功率和工作时间是选用太阳电池组件和蓄电池容量的前提
15W太阳能LED庭院灯每晚照明10小时,则平均每天负荷用电量为15W×10h=150Wh。
2.太阳电池组件功率的计算
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。
太阳电池功率可选用下面的简易公式计算:
太阳电池组件功率=用电器功率×用电时间当地峰值日照时间×损耗系数
其中损耗系数可取1.6-2.0,这里取1.6;当地峰值日照时间根据山东地理位置取4小时。
则:15W太阳能LED庭院灯太阳电池组件功率=15W×10h4h×1.6=60Wp
所以,选用峰值功率为60Wp的电池组件。
3.根据系统工作电压等级确定太阳电池组件串联数及蓄电池的电压
系统工作电压一般选择原则:户用系统为12VDC或24VDC;通信系统为48VDC;电力系统为110VDC;大型电站为220VDC或更高。
这里15W LED太阳能灯属小功率用电器,系统工作电压选12VDC即可,太阳电池组件串联数为1,这样太阳能电池板峰值电压为17V,正好为对12V蓄电池充电。
4.计算所需蓄电池容量
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。
蓄电池容量=用电器功率×用电时间系统电压×阴雨天数×系统安全系数
系统安全系数一般选为1.4-1.8,这里选为1.4,则
15W太阳能LED庭院灯蓄电池容量=15W×10h12V×3×1.4=52.5AhAh
所以选择12V,50Ah的铅酸蓄电池即可。
5.太阳能控制器的选用
无论太阳能灯具大小,一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。需具备以下功能:
(1)高压(HVD)断开和恢复功能:控制器应具有输入高压断开和恢复连接的功能。
(2)欠压(LVG)告警和恢复功能:当蓄电池电压降到欠压告警点时,控制器应能自动发出声光告警信号。
(3)低压(LVD)断开和恢复功能:这种功能可防止蓄电池过放电。通过一种继电器或电子开关连结负载,可在某给定低压点自动切断负载。当电压升到安全运行范围时,负载将自动重新接入或要求手动重新接入。
(4)保护功能:①防止任何负载短路的电路保护;②防止充电控制器内部短路的电路保护;③防止夜间蓄电池通过太阳电池组件反向放电保护;④防止负载、太阳电池组件或蓄电池极性反接的电路保护;⑤在多雷区防止由于雷击引起的击穿保护。
(5)温度补偿功能:当蓄电池温度低于25℃时,蓄电池应要求较高的充电电压,以便完成充电过程。相反,高于该温度蓄电池要求充电电压较低。通常铅酸蓄电池的温度补尝系数为-5mv/oC/CELL。
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,LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。

资讯来源:http://www.ouluzm.com
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