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    太陽能LED庭院燈設計方案初探
    發布時間:2013-5-14 14:26:04
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       太陽能LED庭院燈由以下幾個部分組成:太陽能電池板、太陽能控制器、蓄電池組、LED光源、燈桿及燈具外殼。因負載用直流電,無須配置逆變器。假設15W太陽能LED庭院燈每晚照明10小時,可保證連續陰雨3天的照明。其電源系統及容量設計步驟如下:
    1.負載的功率和工作時間是選用太陽電池組件和蓄電池容量的前提
    15W太陽能LED庭院燈每晚照明10小時,則平均每天負荷用電量為15W×10h=150Wh。
    2.太陽電池組件功率的計算
    太陽能電池板是太陽能路燈中的核心部分,也是太陽能路燈中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能,或送至蓄電池中存儲起來。
    太陽電池功率可選用下面的簡易公式計算:
    太陽電池組件功率=用電器功率×用電時間當地峰值日照時間×損耗系數
    其中損耗系數可取1.6-2.0,這里取1.6;當地峰值日照時間根據山東地理位置取4小時。
    則:15W太陽能LED庭院燈太陽電池組件功率=15W×10h4h×1.6=60Wp
    所以,選用峰值功率為60Wp的電池組件。
    3.根據系統工作電壓等級確定太陽電池組件串聯數及蓄電池的電壓
    系統工作電壓一般選擇原則:戶用系統為12VDC或24VDC;通信系統為48VDC;電力系統為110VDC;大型電站為220VDC或更高。
    這里15W LED太陽能燈屬小功率用電器,系統工作電壓選12VDC即可,太陽電池組件串聯數為1,這樣太陽能電池板峰值電壓為17V,正好為對12V蓄電池充電。
    4.計算所需蓄電池容量
    由于太陽能光伏發電系統的輸入能量極不穩定,所以一般需要配置蓄電池系統才能工作。一般有鉛酸蓄電池、Ni-Cd蓄電池、Ni-H蓄電池。蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則:首先在能滿足夜晚照明的前提下,把白天太陽能電池組件的能量盡量存儲下來,同時還要能夠存儲滿足連續陰雨天夜晚照明需要的電能。蓄電池容量過小不能夠滿足夜晚照明的需要,蓄電池過大,一方面蓄電池始終處在虧電狀態,影響蓄電池壽命,同時造成浪費。蓄電池應與太陽能電池、用電負荷(路燈)相匹配。
    蓄電池容量=用電器功率×用電時間系統電壓×陰雨天數×系統安全系數
    系統安全系數一般選為1.4-1.8,這里選為1.4,則
    15W太陽能LED庭院燈蓄電池容量=15W×10h12V×3×1.4=52.5AhAh
    所以選擇12V,50Ah的鉛酸蓄電池即可。
    5.太陽能控制器的選用
    無論太陽能燈具大小,一個性能良好的充電放電控制器是必不可少的。需具備以下功能:
    (1)高壓(HVD)斷開和恢復功能:控制器應具有輸入高壓斷開和恢復連接的功能。
    (2)欠壓(LVG)告警和恢復功能:當蓄電池電壓降到欠壓告警點時,控制器應能自動發出聲光告警信號。
    (3)低壓(LVD)斷開和恢復功能:這種功能可防止蓄電池過放電。通過一種繼電器或電子開關連結負載,可在某給定低壓點自動切斷負載。當電壓升到安全運行范圍時,負載將自動重新接入或要求手動重新接入。
    (4)保護功能:①防止任何負載短路的電路保護;②防止充電控制器內部短路的電路保護;③防止夜間蓄電池通過太陽電池組件反向放電保護;④防止負載、太陽電池組件或蓄電池極性反接的電路保護;⑤在多雷區防止由于雷擊引起的擊穿保護。
    (5)溫度補償功能:當蓄電池溫度低于25℃時,蓄電池應要求較高的充電電壓,以便完成充電過程。相反,高于該溫度蓄電池要求充電電壓較低。通常鉛酸蓄電池的溫度補嘗系數為-5mv/oC/CELL。
    LED燈光源,壽命長,可達1000000小時,工作電壓低,不需要逆變器,光效較高,國產50Lm/w,進口80Lm/w。隨著技術進步,LED的性能將進一步提高,LED作為太陽能路燈的光源將是一種趨勢。

    資訊來源:http://www.ouluzm.com
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