太阳能LED路灯基础知识

太阳能LED路灯

随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓无处不在，太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的安全、环保新能源越来越受重视。同时，也随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的双重优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。

简介

LED灯节能, 光效高, 单位W可以产生80LM甚至更高的光通量.

显色性好, 纯白色的光线, 全部为可见光.

另外最重要的一点是可以用直流驱动, 这点用在太阳能上尤其重要, 因为太阳能发的电也是直流的, 可以省却逆变器这一环节的成本和能量损耗.

太阳能LED路灯以太阳光为能源，白天充电晚上使用，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，无需人工操作工作稳定可靠，节省电费免维护。

系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、LED灯头、控制箱（内有控

制器、蓄电池）和灯杆几部分构成；

系统基本组成

太阳能LED路灯主要由太阳能电池组件部分（包括支架）、LED灯头、控制箱（内有控制器、蓄电池）和灯杆几部分构成；太阳能电池板光效达到127Wp/m2，效率较高，对系统的抗风设计非常有利；LED灯头光源采用单颗大功率LED（30W－100W）作为光源，运用独特的多颗芯片集成式单模组光源设计，选用进口高亮度芯片。

控制箱箱体以不锈钢为材质，美观耐用；控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等）与成本控制，实现很高的性价比。

系统设计思想

太阳能路灯的设计与一般的太阳能照明相比，基本原理相同，但是需要考虑的环节更多。下面将光合太阳能LED大功率路灯为例，分几个方面做分析。

太阳能电池组件选型

设计要求：三门峡地区，负载输入电压24V功耗34.5W，每天工作时数8.5h，保证连续阴雨天数7天。

⑴ 三门峡地区近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2，经简单计算长沙地区峰值日照时数约为3.424h；

⑵ 负载日耗电量 = = 12.2AH

⑶ 所需长沙光合太阳能组件的总充电电流= 1.05×12.2×÷（3.424×0.85）=5.9A

在这里，两个连续阴雨天数之间的设计最短天数为20天，1.05为华豫光伏科技的太阳能电池组件系统综合损失系数，0.85为蓄电池充电效率。

⑷ 光合太阳能组件的最少总功率数= 17.2×5.9 = 102W

选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件，应该可以保证路灯系统在一年大多数情况下的正常运行。

蓄电池选型

蓄电池设计容量计算相比于太阳能组件的峰瓦数要简单。

根据上面的计算知道，负载日耗电量12.2AH。在蓄电池充满情况下，可以连续工作7个阴雨天，再加上第一个晚上的工作，蓄电池容量：12.2×（7+1） = 97.6 （AH），选用2台12V100AH的蓄电池就可以满足要求了。

LED光源

LED光源的风光企业比较多，但是因为企业技术的良莠不齐，所以产品的性能也不同，特别是亮度及光衰、使用寿命区别比较大，下面就大功率LED灯具介绍给大家在选用相关产品时做参考。

材质

真空镀膜反射器；高纯度铝质反射腔、灯壳及散热体；高强度钢化玻璃罩；大功率LED光源；高效率恒流源。适用场所

城市道路，人行道，广场，学校，公园，庭院，居住区，厂区以及其他需要室外照明的场所。

特点

1、采用自主知识产权封装的单颗大功率LED（30W－100W）作为光源，运用独特的多颗芯片集成式单模组光源设计，选用进口高亮度芯片；

2、首创散热器与灯壳一体化设计， LED直接与外壳紧密相接，通过外壳散热翼与空气对流散热，充分保证了LED路灯50000小时的使用寿命。按照每天工作12个小时计算，其寿命也在10年以上，维护费用极低；

3、灯具表面进行了耐紫外线抗腐蚀处理，耐高温发泡硅胶密封，有效防尘防水，整体灯具防护达到IP65

等级；

4、采用单体椭圆铝反射腔，配合多曲面真空镀膜反射器，针对性地将LED发出的光控制在需要范围内，提高了灯具出光效果的均匀性和光能的利用率，更能凸显LED路灯节能优点。与传统的钠灯相比，可节电70%以上；

5、无不良眩光、无频闪。消除了普通路灯不良眩光所引起的刺眼、视觉疲劳与视线干扰，提高驾驶的安全性；

6、启动无延时，通电即达正常亮度，无须等待，消除了传统路灯长时间的启动过程；

7、绿色环保无污染：不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染；

8、与太阳能结合是绝好搭档，充分发挥LED直流低压工作与节能环保的优点，太阳能光伏板与LED光源相结合，为客户实现最佳性价比和高可靠性。

太阳能电池组件

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。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的东西部地区，采用多晶硅太阳能电池为好，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区，采用单晶硅太阳能电池为好，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好，因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。华豫新能源的单晶硅转换效率比较高，钢化玻璃透光性能强，增强其转化效率。

太阳能电池组件支架

1) 倾角设计

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，我们要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。

关于太阳能电池组件最佳倾角问题的探讨，近年来在一些学术刊物上出现得不少。本次路灯使用地区为长沙地区，依据本次设计参考相关文献中的资料，选定长沙光合太阳能电池组件支架倾角为16o。

2)抗风设计

在太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。⑴ 太阳能电池组件支架的抗风设计

依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为

27m/s（相当于十级台风），根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有365Pa。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。

在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。

⑵ 路灯灯杆的抗风设计

路灯的参数如下：

电池板倾角A = 16o 灯杆高度 = 5m