太陽能路燈方案、太陽能路燈設(shè)計、太陽能LED路燈配置doc

1、太陽能路燈方案、太陽能路燈設(shè)計、太陽能 LED 路燈配置 1.系統(tǒng)組成系統(tǒng)由太陽能電池組件部分（包括支架） 、 LED 燈頭、控制箱 （內(nèi) 有控制器、蓄電池）和燈桿幾部分構(gòu)成；太陽能電池板光效達(dá)到 127Wp/m2,效率較高，對系統(tǒng)地抗風(fēng)設(shè)計非常有利；燈頭部分以1W白 光 LED 集成于印刷電路板上排列為一定間距地點陣作為平面發(fā)光源 .控制箱箱體以不銹鋼為材質(zhì) ,美觀耐用；控制箱內(nèi)放置免維護鉛 酸蓄電池和充放電控制器 .本系統(tǒng)選用閥控密封式鉛酸蓄電池 ,由于其 維護很少 ,故又被稱為“免維護電池” ,有利于系統(tǒng)維護費用地降低； 充放電控制器在設(shè)計上兼顧了功能齊備 （具備光控、 時控、過充保護、

2、 過放保護和反接保護等）與成本控制 ,實現(xiàn)很高地性價比 .2. 工作原理系統(tǒng)工作原理簡單 ,利用光生伏特效應(yīng)原理制成地太陽能電池白 天電池板接收太陽輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出,經(jīng)過充放電控制器儲存在蓄電池中 ,夜晚當(dāng)照度逐漸降低至 10lux 左右、北京盛日科技太陽能 電池板開路電壓 4.5V 左右 ,充放電控制器偵測到這一電壓值后動作 蓄電池對燈頭放電 .蓄電池放電 8.5 小時后 ,充放電控制器動作 ,蓄電池 放電結(jié)束 .充放電控制器地主要作用是保護蓄電池 .3. 設(shè)計思想1, 太陽能電池組件選型設(shè)計要求：北京地區(qū)，負(fù)載輸入電壓24V功耗34.5W,每天工作時 數(shù)8.5h保證連續(xù)陰雨天數(shù)7天.

3、北京地區(qū)近二十年年均輻射量107.7Kcal/cm2,經(jīng)簡單計算北京地區(qū)峰值日照時數(shù)約為 3.424h； 負(fù)載日耗電量 = = 12.2AH 所需太陽能組件地總充電電流二1.05X 12.2X( 3.424X0.85)=5.9A在這里,兩個連續(xù)陰雨天數(shù)之間地設(shè)計最短天數(shù)為 20天,1.05為太 陽能電池組件系統(tǒng)綜合損失系數(shù) ,0.85為蓄電池充電效率 . 太陽能組件地最少總功率數(shù) = 17.2X5.9 = 102W 選用峰值輸出功率110Wp、單塊55Wp地標(biāo)準(zhǔn)電池組件，應(yīng)該可以保 證路燈系統(tǒng)在一年大多數(shù)情況下地正常運行 .4. 蓄電池選型太陽能供電系統(tǒng)中 ,蓄電池地性能好壞直接影響系統(tǒng)地綜合

4、成本 及運行好壞和使用壽命 ,本方案中選用我公司與中國科學(xué)院金屬研究 所聯(lián)合研制地最新成果儲能型膠體蓄電池 , 與普通地鉛酸電池相比 , 它在設(shè)計上和制造工藝上有以下突出特點：使用壽命超長 ,正常情況下使用壽命為五到十年 .采用適合地正負(fù)極合金配方及活性物質(zhì)配比,使電池更加適合儲能電池循環(huán)充、放電地使用特點 .膠體電解液地設(shè)計 ,有效地抑制活性物質(zhì)地脫銹和極板地鹽化現(xiàn) 象,從而延緩了電池在使用過程中地性能衰降.大大改善了電池地深充放循環(huán)壽命 .選用笫四代照明產(chǎn)品 LED 光源LED 光源優(yōu)勢1. 發(fā)光效率高 ,耗電量小 ,使用壽命長 ,工作溫度低 .2. 安全可靠性強 .3. 反應(yīng)速度快 ,單

5、元體積小 ,綠色環(huán)保 .4. 同亮度下 ,耗電是白熾燈地十分之一 ,熒光燈地三分之一 ,而 壽命卻是白熾燈地 50 倍 ,熒光燈地 20 倍 ,是繼白熾燈、熒光燈、 氣體放電燈之后地第四代照明產(chǎn)品 .5. 單顆大功率超亮度 LED 地問世 ,是 LED 應(yīng)用領(lǐng)域跨至高效 率照明光源市場成為可能 ,將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈后最偉 大地發(fā)明之一 .5. 電池組件支架1) 傾角設(shè)計 為了讓太陽能電池組件在一年中接收到地太陽輻射能盡可能地多 ,我們要為太陽能電池組件選擇一個最佳傾角.關(guān)于太陽能電池組件最佳傾角問題地探討, 近年來在一些學(xué)術(shù)刊物上出現(xiàn)得不少 . 本次路燈使用地區(qū)為長沙地區(qū) ,依據(jù)本次設(shè)

6、 計參考 相關(guān) 文獻 中地資 料1,選定 太陽能 電池 組件 支架傾 角為 16o.2)抗風(fēng)設(shè)計 在太陽能路燈系統(tǒng)中 ,結(jié)構(gòu)上一個需要非常重視地問題就是 抗風(fēng)設(shè)計 .抗風(fēng)設(shè)計主要分為兩大塊 , 一為電池組件支架地抗風(fēng)設(shè) 計 ,二為燈桿地抗風(fēng)設(shè)計 . 下面按以上兩塊分別做分析 . 太陽能電池組件支架地抗風(fēng)設(shè)計依據(jù)電池組件廠家地技術(shù)參數(shù)資料,太陽能電池組件可以承受地迎風(fēng)壓強為 2700Pa. 若抗風(fēng)系數(shù)選定為 27m/s (相當(dāng)于十級 臺風(fēng)) ,根據(jù)非粘性流體力學(xué) ,電池組件承受地風(fēng)壓只有365Pa. 所以,組件本身是完全可以承受27m/s 地風(fēng)速而不至于損壞地 .所以,設(shè)計中關(guān)鍵要考慮地是電池組

7、件支架與燈桿地連接 .在本套路燈系統(tǒng)地設(shè)計中電池組件支架與燈桿地連接設(shè)計使 用螺栓桿固定連接 .路燈燈桿地抗風(fēng)設(shè)計路燈地參數(shù)如下：電池板傾角 A = 16o 燈桿高度 = 5m設(shè)計選取燈桿底部焊縫寬度5 = 4mm燈桿底部外徑二 168mm焊縫所在面即燈桿破壞面 .燈桿破壞面抵抗矩 W 地計算點 P 到燈桿受到地電池板作用荷載 F 作用線地距離為PQ = 5000+ (168+6 )/tan16o xSin 16o = 1545mm=1.545m.所以，風(fēng)荷載在燈桿破壞面上地作用矩M二F X 1.545.根據(jù)27m/s地設(shè)計最大允許風(fēng)速,2 X30W地雙燈頭太陽能路 燈電池板地基本荷載為 73

8、0N. 考慮 1.3 地安全系數(shù) ,F = 1.3 X730 = 949N.所以,M = F X1.545 = 949 X1.545 = 1466N.m.根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，圓環(huán)形破壞面地抵抗矩W = nX( 3r2 5+ 3r 52+ 3 3)上式中,r是圓環(huán)內(nèi)徑，3是圓環(huán)寬度.破壞面抵抗矩 W = nX ( 3r2 3+ 3r 3 2+ 3 3)=nX (3X842X4 + 3X84X42 + 43) = 88768mm3=88.768X106 m3風(fēng)荷載在破壞面上作用矩引起地應(yīng)力 = M/W=1466/ (88.768 X10 6)=16.5 Xl06pa =16.5 Mpa vv215Mpa

9、其中 ，215 Mpa 是 Q235 鋼地抗彎強度 .所以 ，設(shè)計選取地焊縫寬度滿足要求，只要焊接質(zhì)量能保證 ，燈桿地抗風(fēng)是沒有問題地 .6. 控制器太陽能充放電控制器地主要作用是保護蓄電池.基本功能必須具備過充保護、過放保護、光控、時控與防反接等 .蓄電池防過充、過放保護電壓一般參數(shù)如表1) 當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到設(shè)定值后就改變電路地狀態(tài)在選用器件上 ，目前有采用單片機地 ，也有采用比較器地 ，方案 較多 ，各有特點和優(yōu)點 ，應(yīng)該根據(jù)客戶群地需求特點選定相應(yīng)地方 案，在此不一一詳述 .2)表面處理該系列產(chǎn)品采用靜電涂裝新技術(shù) ，以 FP 專業(yè)建材涂料為主 ， 可以滿足客戶對產(chǎn)品表面色彩及環(huán)境協(xié)調(diào)一

10、致地要求，同時產(chǎn)品 自潔性高、抗蝕性強 ,耐老化 , 適用于任何氣候環(huán)境 .加工工藝設(shè)計 為熱浸鋅地基礎(chǔ)上涂裝 ,使產(chǎn)品性能大大提高 , 達(dá)到了最嚴(yán)格地 AAMA2605.2005 地要求 ,其它指標(biāo)7. 總結(jié)北京盛日科技自主研發(fā)生產(chǎn)太陽能 LED 路燈、 太陽能路燈 、 太陽能風(fēng)能互補路燈 .在設(shè)計 -研發(fā) -生產(chǎn)太陽能 LED 路燈方面突 破了太陽能路燈常見地三大問題（功率高,LED 光衰快 ,無功耗輸出多）等嚴(yán)重影響路燈造價與效率地問題.大大減少了成本 ,增長了使用壽命 . 更久遠(yuǎn)地售后服務(wù)與質(zhì)保使太陽能路燈地推廣工作,節(jié)約能源事業(yè)進一步發(fā)展 .以下是本公司太陽能路燈方面地設(shè)計 方案：整

11、體設(shè)計基本上考慮到了各個環(huán)節(jié)；光伏組件地峰瓦數(shù)選 型設(shè)計與蓄電池容量選型設(shè)計采用了目前最通用地設(shè)計方法 , 設(shè) 計思想比較科學(xué)； 抗風(fēng)設(shè)計從電池組件支架與燈桿兩塊做了分析 , 分析比較全面；表面處理采用了目前最先進地技術(shù)工藝；路燈整 體結(jié)構(gòu)簡約而美觀；經(jīng)過實際運行證明各環(huán)節(jié)之間匹配性較好 . 太陽能路燈設(shè)計中配置參考 產(chǎn)品參數(shù)*主體材料：燈桿為全鋼結(jié)構(gòu)、整體熱鍍鋅/ 噴塑處理*太陽能電池組件：晶體硅 40-160WP （按負(fù)載配置） *系統(tǒng)工作電壓：直流 12V 24V*控制器：太陽能燈具專用控制器 ,光控 +時控 ,智能控制 （天黑燈自開 ,天亮燈自熄滅 ）*儲能電池：全封閉免維護鉛酸蓄電池12V38Ah 200Ah（ 根據(jù)負(fù)載配置 ）*光源類型：節(jié)能高功率 LED 燈具*防護等級： IP65*使用溫度：-30度至70度,抗風(fēng)力 150Km/h*照明時間：414小時（可根據(jù)需要調(diào)節(jié)）*燈桿高度：4米10米（可以按客戶要求制作）*陰雨天保證：可連續(xù)工作 45 個陰雨天