2021-03-31

新闻详情 太阳能路灯照明设计浅谈

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太阳能路灯照明规划浅谈

太阳能作为一种重要的绿色可再生动力技术,在民用方面首要运用在太阳能光伏照明中。比方城市或村庄,非骨干道上的太阳能路灯,太阳能草坪灯与庭院灯以及太阳能装饰灯等等方面照明技术现已逐渐的运用到各个领域,并构成规划。在太阳能光伏照明的规划中,触及光源、太阳能电池板系统、蓄电池、充放电操控等许多要素,其间任何一个环节出现问题都会构成产品的缺陷。  1.1
我国太阳能资源及分布  太阳能资源的分布与各地的维度、海拔高度、地舆状况和气候条件有关。资源丰富度一般以全年总辐射量和全年日照总时数标明。我国属太阳能资源丰富的国家之一,太阳能总辐射量大致在930~2330MJ/m2之间。全国总面积2/3以上区域年日照时数大于2000 h。特别是在甘肃、新疆、青藏高原、内蒙古一带,运用太阳能的条件特别有利。  1.2
国内外光伏工业的展开  1839年法国学者贝克勒尔发现光伏效应,1954年美国贝尔实验室的三位科学家初度制成有用的单晶硅太阳能电池。2004年德国推出光伏补助启动了全球第一阶段需求驱动,从2012年初步,德国首要进入了第二阶段需求驱动时期。2013年美国、日本和我国刚进入第一阶段需求驱动时期,商场结束结构性改动后进入一轮新的展开周期。按照我国政府的规划,2015年前我国平准化动力本钱(LCOE)抵达环保水平,我国将进入第二阶段需求驱动时期。太阳能是未来最清洁、安全和可靠的动力,发达国家正在把太阳能的开发作为动力改造首要内容长时刻规划,光伏工业正日益成为国际上继IT、微电子工业之后又一爆炸式展开的工业。  1.3
太阳能光伏动力的优势  (1)照射在地球上的太阳能动力在运用上是取不尽,用不竭的,但关于人类其时运用的小号能量,太阳能要比其大6000倍,一同它不受地域和海拔等相关要素的约束,其运用与分布比较广泛。  (2)太阳能动力不管在任何时候都可以就近获得,人们供电就可以经过太阳能就近供电,不必进行长距离的运送供电,而这样就避免了长距离输电给电能带来的丢掉。  (3)光伏发电能量的改换是直接从光子到电子的改换,这个改换进程比较简略,其间没有机械运动和中心进程这两个方面,就不存在对机械方面的磨损。根据热力学方面分析,光伏发电的理论发电功率很高,抵达了80%以上,这就说清楚这项技术开发的潜力是很大的。  (4)光伏发电是绿色环保的动力,也是最新型的、可再生的动力,它不污染空气,不发生噪声,不运用燃料,不会给燃料商场带来不安稳和冲击,不会遭受动力丢掉的危机等特色。  (5)光伏发电的进程中是冷却水是不需求的,而光伏发电可以在没有水的荒漠戈壁设备,一同可以与建筑物进行有用结合,构成先进的光伏与建筑一体化的发电系统,不需求在单的占用土地进行缔造,这就给土地资源得到了节省。  (6)光伏发电无机械传动部件,操作、保护简略,工作安稳可靠。一套光伏发电系统只需有太阳能电池组件就能发电,加之自动操控技术的广泛选用,基本上可完结无人值守,保护本钱低。  (7)光伏发电作业功用安稳可靠,运用寿数(30年以上)。晶体硅太阳能电池寿数可达20~35年。在光伏发电系统中,只需规划合理、造型恰当,蓄电池的寿数也可长达10~15年。  (8)太阳能电池组件结构简略,体积小,重量轻,便于运送和设备。光伏发电系统缔造周期短,而用根据用电负荷容量可大可小,便当灵敏,极易组合、扩容。  2
太阳能路灯照明规划  2.1
太阳能路灯的组成、规划选配及作业原理  跟着太阳能光伏技术的展开和前进,太阳能LED灯具产品在节能环保上的两层优势现已逐渐闪现,太阳能路灯的运用也日见遍及,太阳能发电在路灯照明领域展开现已日趋完善。  2.1.1
作业原理  太阳能光伏系统的作业原理是运用光生伏特效应原理制成的太阳能电池,白日太阳能电池板接纳太阳辐射能并转化为电能输出,经过充放电操控器储存在蓄电池中,夜晚当照度低于设定值(一般为10Lx左右)时,蓄电池对灯头放电。蓄电池放电数小时后,充放电操控器动作,蓄电池放电结束。第二天白日,太阳出来后,重复前一日的进程。充放电操控器的首要作用是保护蓄电池。其原理如图1所示。  2.1.2
太阳能路灯的组成及规划选配  太阳能路灯首要由以下几部分组成:太阳能电池板、充放电操控器、蓄电池组、光源和灯具外壳等。如输出电源为沟通220 V或110 V,还要配备逆变器。  太阳能电池板是太阳能路灯的中心部分,其作用是将太阳的光能转化为电能后,输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一,其改换率和运用寿数是抉择太阳电池是否具有运用价值的重要要素。太阳能电池首要分为以下几种:  (1)单晶硅太阳能电池。  单晶硅太阳能电池的光电改换功率为15%左右,最高的抵达24%,这是现在一切种类的太阳能电池中光电改换功率最高的。单晶硅电池的运用寿数一般可达20年左右。但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响,价格相对较高。在阴雨天比较多、阳光相对不是很满足的南边区域宜选用单晶硅太阳能电池。  (2)多晶硅太阳能电池。  多晶硅的制造本钱比单晶硅太阳能电池要廉价材料制造更简洁,总的生产本钱较低。多晶硅太阳能电池的光电改换功率相对较低,运用寿数也比较短。多晶硅薄膜电池由于所运用的硅远较单晶硅少,无功率衰退问题,并且有可能在廉价衬底材料上制备,其本钱远低于单晶硅电池,而功率高于非晶硅薄膜电池。因此,多晶硅薄膜电池将会在太阳能电地商场上占有主导地位。在太阳光满足日照好的东西部区域宜选用多晶硅太阳能电池。
  (3)非晶硅太阳能电池。  非晶硅太阳电池的制造工艺进程简化,硅材料消耗少,电耗低,它的首要利益是在弱光条件也能发电,首要问题是光电改换功率偏低,现在国际先进水平为10%左右,且不行安稳,跟着时刻的延伸,其改换功率衰减。在光照缺少的区域或小型电子设备(如核算器、电子表)上宜选用非晶硅太阳能电池。  
太阳能路灯系统中,一个功用出色的充放电操控器是必不可少的,其作用是保护蓄电池。基本功用是有必要具有过充保护、过放保护、光控、时控与防反接等。即当蓄电池电压抵达设定值后就改动电路的状况,还应具有光控、时控功用,以及夜间自动切控负载功用,便于阴雨天延伸路灯作业时刻。  太阳能路灯光源的选择原则是选择适宜环境要求、光效高、显色性好、寿数长的光源。一同为了进步太阳能发电的运用功率,尽量选择直流输入光源,避免由于引入逆变器而带来的功率丢掉(由于小型逆变器的功率比较低,一般低于80%)。  2.2
太阳能路灯规划  2.2.1
太阳能路灯系统在运用中存在的问题  在保证路灯灯具正常作业的状况下,太阳能电池板、充放电操控器、蓄电池组之间的匹配与否关于整个照明系统的正常工作、保护保养有着重要的影响。许多规划人员在进行太阳能路灯规划时不考虑当地的日照要素,只是阅历性的选配光伏组件,有时为满足客户低本钱的要求,配低了太阳能组件,或许只考虑了单日发电与耗电的匹配,而没有考虑蓄电池充电问题。导致路灯在运用一段时刻后,常常几天不能正常作业。出现该问题的原因首要是连续几天阴雨天后,路灯系统蓄电池回过放,操控器会出现过放保护,此刻假设太阳能发电量偏小,蓄电池电压达不到操控器的恢复放电电压,操控器与负载间一向断电,组件容量过小或阴雨天过长必定导致长时刻不放电。因此,在组件容量核算式需求考虑蓄电池充电时刻问题,尽可能2~3天布满。  2.2.2
路灯系统配备核算  
太阳能路灯配备的核算一般按照独立光伏系统的规划办法进行,下面介绍太阳能路灯配备的规划进程:  规划要求:某区域负载输入电压24 V功耗20 W,每天作业时数9 h,保证连续阴雨天数6天,年辐射量为103.6 Kcal/cm2。  (1)太阳能电池板的选型。  ①峰值日照时数:A×0.0116÷365= 103.6×1000×0.0116÷365=3.3 h。  A为歪斜面的上年均辐射量,单位为Kcal/cm2;  0.0116为将辐射量(卡/cm2)换算成峰值日照时数的换算系数。  ②负载日耗电量:20 W÷24 V×9 h=7.5 Ah。  ③所需太阳能组件的总充电电流:1.05×7.5×1.34÷(3.3×0.85)=3.8A。  这儿两个连续阴雨天数之间的规划最短天数为20天,系数为1.34,太阳能电池组件系统概括丢掉系数为1.05,蓄电池充电功率为0.85。  ④太阳能组件的最少总功率数:17.2 V×3.8 A=65.4 W。  太阳能组件最低输出电压为17.2 V。  选用峰值输出功率70wp的标准电池组件可以满足路灯系统的正常工作。  (2)蓄电池的选型。  首要根据当地的阴雨天状况判定选用的蓄电池类型和蓄电池的存贮天数,一般北方选择的存贮天数在3~5天,西部少雨区域可以选用2天,南边的多雨区域存贮天数可以恰当添加。容量核算公式如下:  蓄电池容量=负载功率×日作业时刻×(存贮天数+1)÷放电深度÷系统电压  其间:蓄电池容量单位为Ah;  负载功率单位为W;  日作业时刻单位为h;  存贮天数单位为d;  放电深度,一般取0.7左右;  系统电压单位为V。  根据上面核算:负载日耗电量7.5 Ah。在蓄电池布满的状况下,在阴雨天可连续正常作业6天,则需求的蓄电池容量为:7.5×10×7÷0.7÷12=63 Ah。  然后根据系统电压和容量的要求选配蓄电池。  以上核算没有考虑温度的影响,若蓄电池的最低作业温度低于-20 ℃,应对蓄电池的放电深度加以修改,具体修改系数可咨询蓄电池厂家。  (3)路灯操控器的选择  因路灯作业电压是24 V,蓄电池串联输出额定电压也是24 V,所以太阳能路灯操控器应该选择24 V额定作业电压,其光伏组件的额定输出电压为34 V。在选择操控器时还需留意过充保护、恢复充电、过放保护、恢复放电电压。假设系统配备不合理,很可能长时刻不作业,因此对恢复放电电压不能设置过高,但相同的,把恢复放电电压设置过低,甚至低于23 V,很可能会出现运用寿数缩短的问题,特别对蓄电池更是如此。  3
定论  跟着全球性的动力危机和大气污染问题日益突出,寻求绿色替代动力已成为世界各国面临的一同课题。因此,无论是在未来城市的缔造中,仍是在日常日子中更广泛、更合理的运用太阳能光伏技术是具有实际意义的,这不仅可以减轻咱们对石油、煤炭等化石动力的依托,并且可以削减对自然环境的影响。国外在这方面的研讨起步较早,已出具成效,我国近年来也初步重视该问题。跟着绿色工程的增多,太阳能光伏照明缔造的阅历会更多、技术会愈加老到,除了规划时要尽可能完善之外,工程施工也是一个非常重要的环节,有关施工方面的专业知识,这儿不再赘述。

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