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成都太阳能路灯

简介—— 成都太阳能路灯的设计及实际应用1 太阳能电池组件的选择太阳能电池组件是发电系统中的核心部分, 其作用是将太阳的辐射能直接转换…

  • 太阳能路灯

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成都太阳能路灯的设计及实际应用

1 太阳能电池组件的选择

太阳能电池组件是发电系统中的核心部分, 其作用是将太阳的辐射能直接转换为直流电, 供负载使用或存贮于蓄电池内备用。 一般根据用户需要, 将若干太阳能电池板按一定方式连接, 组成太阳能电池方阵(阵列) , 再配上适当的支架及接线盒组成太阳能电池组件。

1. 1 太阳电池组件的基本要求

(1) 防水、 防冰雹、 防风。 一般太阳能电池组件采用钢化玻璃封装, 采用的铝合金边框应具有高强度, 抗机械冲击能力要强。 安装时用金属支架固定, 能抵御10 级以上大风。

(2) 标准测试条件: 辐射度为 1000W/㎡, 电池温度为 25℃。

(3) 绝缘电压: ≥600V。

(4) 边框接地电阻: ≤10Ω 。

(5) 迎风压强: 2700Pa 。

(6) 填充因子: 73%。

(7) 短路电压温度系数: + 0. 4mA/℃。

(8) 开路电压温度系数: -60mV/℃。

(9) 工作温度: -40℃~+85℃。

1. 2 单晶硅太阳能电池组件的结构及技术参数

(1) 单晶硅太阳能电池组件的结构

单晶硅太阳能电池组件的实物外形如下图所示, 单晶硅太阳能电池组件的

单晶硅成都太阳能电池组件的实物外形

单晶硅太阳能电池组件的结构


结构如图 5-2 所示, 光伏组件的 I-V 输出曲线如下图所示。

成都光伏组件的 I-V 输出曲线

单晶硅太阳能电池组件技术参数如下:

两块电池板并联正极接正极, 负极接负极, 中间要接二极管。 两块输出功率
和规格不同的太阳能电池组件不可以并连在一起, 因并联会造成内部损耗, 降低
了太阳能电池组件的使用效率, 缩短了使用寿命。
 2 系统设计
2. 1 电源电路
电源电路如下图 所示。 系统太阳能供电, 24V 蓄电池电压经过 7805 稳压后产生 5V 电压, 作为控制器的主电源。 电容 C2、 C3 作为高频旁路电容, 将高频信号旁路到地。 同样电容 C1、 C4 为滤波电容。



太阳能电池板组件

在新能源中, 公认技术含量高、 有发展前途的是太阳能发电。 将吸收的太阳辐射热能转换成电能的装置, 可分为两类: 一类是太阳能热电直接转换; 另一类是太阳能热动力发电, 是将太阳热能通过热机带动发电机发电, 其基本构成包括集热装置、 储能系统、 热机和发电机等。

(1) 太阳能光发电: 直接将太阳的光能转换成电能的利用方式, 可分为光伏发电、 光感应发电、 光化学发电和光生物发电。 目前应用的光伏发电, 是根据“光生伏特” 效应直接将照射到太阳能电池上的光能转换成电能输出, 一般由太阳能电池方阵及支架、 蓄电池、 控制器、 逆变器等部分组成。 其缺点是: 能量密度底、转化效率底、 受自然条件和气候环境因素影响大、 初始投资高和间歇性工作。 目前, 光伏发电主要用于三大方面: 为无电场合提供电源; 太阳能日用电子产品(太阳能充电器、 太阳能灯具等) ; 并网发电。

(2) 太阳能电池板分为晶体硅(包括单、 多晶硅) 电池组件、 非晶硅薄膜电池组件及砷化镓电池组件。 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绝佳倾角。 通过 Hay 模型的计算,可以得到的不同倾角平面的月平均太阳辐照量变化。

  照明负载

由于 LED 是直流供电器件, 很容易制成直流灯具, 广泛应用于直流系统, 如成都太阳能灯具产品。 超高亮白光 LED 应用于太阳能灯具, 单个束光型超高亮度 LED发光管其产生的光线方向性太强, 综合视觉效果较差, 因此应平光型超高亮LED 或平光型与束光型超高亮 LED 组合使用, 将多个 LED 集中于一起, 排列组合成一定规则的 LED 发光源。

4 蓄电池选用

蓄电池 蓄电池组是太阳能 LED 路灯系统的储能装置, 其作用是将白天有日

照时发出的电能储存起来, 在晚间或阴雨天时供负载使用。 一般容量要能在无太阳辐射的日子里, 满足用户要求的供电时间和供电量, 目前常用的是铅酸蓄电池。蓄电池是一种化学电源, 它将直流电能转变为化学能储存起来。 需要时再把化学能转变为电能释放出来, 由于光伏系统的功率输出每天都在变化, 在日照不足发电很少或需要维修光伏系统时, 蓄电池也能够提供相对稳定的电能, 因此在太阳能 LED 路灯系统中, 蓄电池对系统产生的电能起着储存和调节作用。 LED 路灯系统采用铅酸免维护蓄电池, 不需专门的维护; 即便倾倒电解液也不会溢出, 不向空气中排放氢气和酸雾; 安全性能更好。

5 过充、 过放控制电路

过充控制, 就是在蓄电池处于过充状态时断开充电电路, 过放控制电路就是在蓄电池处于过放状态时断开放电电路。 过充、 过放控制都是为了保护蓄电池,延长蓄电池的使用寿命。 过充、 过放控制电路如图 5-6。 过充、 过放判断的依据主要是蓄电池电压的高低, 其工作原理如下:

过充控制电路中将继电器 J1 的开关串联在充电电路中, 当白天有太阳光时处于正常充电状态时, 由太阳能板吸热经继电器开关常闭点向蓄电池充电, 当蓄电池的电压高于 26V 时, 认为蓄电池处于过充状态, U1A“-” 端电压高于“+” 端电19压时 U1A 输出“-” , 低电平, 使 Q1 截止, 同时 Q2 导通, 继电器线圈 J1 通电,则继电器常闭点断开, 常开点闭合, 充电电路断开过充指示灯亮, 停止向蓄电池充电, 达到过充保护功能。

    成都太阳能 LED 照明的初投资问题仍然是困扰我们的一个主要问题。但是,太阳能电池光效在逐渐提高, 而价格会逐渐降低, 同样地市场上 LED 光效在快速
地提高, 而价格却在降低。 与太阳能的可再生、 清洁无污染以及 LED 的环保节能相比, 常规化石能源日趋紧张, 并且使用后对环境会造成了日益严重的污染。 所以, 太阳能 LED 照明作为一种方兴未艾的户外照明, 展现给我们的将是无穷的生命力和广阔的前景。