太阳能路灯

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太阳能路灯的控制方案选择：
经纬型控制器采用单片机技术，模拟日照规律，晚 上能自动开灯、早晨能自动关灯。它采取光控开关时间 的优点，克服了光控开关易受干扰的缺点，取钟控器时 间准确之长处，克服了定时开关不会自动变换开关时间 之短处。目前路灯控制常采用这种控制方式，但其价格 较高，在路灯中使用将会增加不必要的成本。
目录：
前言 太阳能路灯的介绍 太阳能路灯方案 照明方式介绍 太阳能路灯的安装 经济效益分析 设备清单
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前言：
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，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。
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太阳能电池板组件功率的确定：
保证全年能有效地对蓄电池组件充电。因此， 太阳能电池组件在任何季节的工作电压须满足 V ＝ Vf +Vd +Vi =27.4+0.7V+4.5V =32.6V 式中， Vf 为蓄电池组件浮充电压； Vd 为因阻 塞二极管和线路直流损耗引起的压降； Vi 为因温度 升高引起的压降。
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太阳能路灯的工作原理：
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太阳能路灯的设计原则：
1、从功能上道路照明系统的主要功能是保证交通安全， 提高交通运输效率、保障人身安全、提供舒适环境。 2、在满足道路照明各项功能需要的基础上，提高道路照 明系统的能效，降低系统功耗，节约能源，减少污染， 以达到节能和环保的目的。 3、另外还要结合当地的光资源情况，当地阴雨天气情况， 电池板受灰尘覆盖、温度影响、控制器、蓄电池的各种 效率等实情况进行综合考虑。
太阳能电池组件板的功率： Pa=Ia*Va*K/1-a(Tmax-25) =5*36*1.2/1-0.005（50-25） =216/0.875 =246W 式中，a、T max取值与上面相同，K 为考虑一些未 知工作因素，而引入的安全系数，可根据电压等 级，数据准确程度，运行环境等，在1.05~1.30 之 间选取。
太阳能路灯是利用太阳能电池板，白天接收太阳辐 射能并转化为电能经过充放电控制器储存在蓄电池中， 夜晚当照度逐渐降低，充放电控制器侦测到这一值后动 作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电10小时后，充放电 控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作 用是控制路灯打开和关闭，同时保护蓄电池，延长蓄电 池使用寿命。 。
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太阳能控制器的技术参数:
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太阳能路灯照明方式的设计：
道路及与其有关的特殊场所的照明方式 分常规照明和高杆照明两种。常规照明有单 侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、横 向悬索布置、和中心对称布置五种基本布灯 方式：如下图所示：
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太阳能路灯照明方式的设计：
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太阳能路灯照明方式的设计：
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太阳能路灯的介绍：
太阳能路灯的优点：
2、市电照明路灯电费高昂：市电照明路灯工作中需 要支付固定高昂的电费，并且需要长期不间断对线 路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。 太阳能路灯具免电费：太阳能路灯是一次性投入， 无任何维护成本，长期受益。
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太阳能路灯的介绍：
太阳能路灯的优点：
3、市电照明路灯存在安全隐患：市电照明路灯在施 工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、 水电气管道的冲突等方面都会带来诸多安全隐患。 太阳能路灯没有安全隐患：太阳能路灯是超低压产 品，运行安全可靠。太阳能路灯的其它优势：绿色 环保。
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太阳能电池板组件功率的确定：
根据上述计算本设计可选两块TW180（35D）单 晶硅电池板并联TW180（35D）的技术参数如下：
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太阳能蓄电池容量的选择：
=21Ah*（5+1）/0.68=186Ah 0.68为放电深度。 因此选择12V，200Ah免维护式铅酸蓄电池，2块 串联。串联后电压24V，200Ah
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太阳能灯具照度和亮度均度的要求：
安装灯具的照度和亮度均度应符合《城市 道路照明标准规定》
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太阳能灯具照度和亮度均度的要求：
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太阳能灯具照度和亮度均度的要求：
本系统中路灯的平均照度： Eav=（φ×U×K×N）/(Weff×S) =( 44000*0.7*0.4*2)/(5*15) =24640/75 =329 本系统中路灯的平均亮度L=R*E =
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太阳能路灯的设计要求：
（1）电池板功率的计算和选用。 （2）蓄电池容量、充放电控制和充放电状态显示。 （3）连续阴雨天五天路灯仍能照明。 (4）光线暗时路灯自动点亮，早上光线强时路灯自动熄 灭。 （5）系统断电时可以保存用户所设定的各种参数。
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太阳能路灯的设计标准：
1、《民用建筑电气设计规范》JGJ16-92 2、《城市道路照明设计标准》
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太阳能路灯的控制方案选择：
采用时钟控器型的路灯控制器，要预先设定开关时 间，使路灯按时亮灯、准时熄灯，从而达到自动控制的 目的。优点是定时开关预先设定的开关时间不受外界干 扰，除本身故障外不会产生误动作。缺点是不能根据季 节变化和特殊的天气情况自动变换开关时间，需人工经 常调整开关时间，费时费力，不利于节省电力。
表 纬度和太阳能电池板倾角的关系
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太阳能电池板组件功率的确定：
由于成都全年平均日照时数为 1042～1412小时 则平均每日峰值日照时数为：1042÷365＝2.87 小时/日
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太阳能电池板组件功率的确定：
计算每日负载耗电量为：500Wh÷24V＝21Ah 计算所需太阳电池的总充电电流为： 21Ah×1.02/(2.87h×0.9)＝10.3A 其中： 0.9: 蓄电池的充电效率 1.02: 20年内太阳电池衰降，方阵组合损失， 尘埃遮挡等综合系数。
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太阳能路灯的控制方案选择：
本设计是考虑以上几种控制方式的特点，综合从节 电、经济和实用等方面考虑，利用光控时控制结合型， 实现太阳能路灯的设计。
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太阳能路灯系统的总体框图：
太阳能电 池板
充放电控 制器
LED路灯 负载
蓄电池
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太阳能路灯的光源的选择：
光源尽量选直流光源。目前常见的光源有直流节能 灯、高频无极灯、低压钠灯和LED光源。LED 作为半 导体光源，其发展势头强劲，是太阳能路灯最为理想的 光源。 本系统采用LED光源，结合成都市区的实际情况 ， 我们采用高效太阳能LED路灯（光源功率50W， DC24V），规格50只LED、每只1 W 。
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太阳能路灯的控制方案选择：
太阳能路灯跟普通路灯控制电路功能基本一样，都 是为了完成晚上亮灯，早晨熄灯的作用。国内外常用的 控制器有单独的光控制型、时钟控器型、经纬型控制器 型等，但由于其工作原理不同，各有优缺点。
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太阳能路灯的控制方案选择：
单独的光控型一般采用感光探头，当晚上光线弱时， 自动开启路灯；早上光线较强时，自动关闭路灯，达到 自动控制的作用。但在实际使用中，感光探头难以判断 各种干扰光线，经常会产生误动作。
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太阳能路灯的介绍：
综上对比所述，太阳能路灯具有安全无隐患、节能 无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等特性。
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太阳能路灯系统的组成：
太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、 太阳能智能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及支架。
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太阳能路灯应用：
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太阳能路灯应用：
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太阳能路灯的工作原理：
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太阳能控制器的技术参数:
太阳能电池与蓄电池间电压降：小于0.4V 蓄电池与负载间电压降：小于0.23V 空载电流：小于10mA 开路电压： 50V 环境温度：-20℃---+50℃ 使用海拔：小于5000米
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太阳能控制器的技术参数:
该控制器当没有阳光时，光强降到启动 点，控制器延时10分钟确认启动信号后，开 通负载，负载开始工作；当有阳光时，光强 升到启动点，控制器延时10分钟确认关闭输 出信号后关闭输出，负载停止工作。
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太阳能电池板组件功率的确定：
式中，a 是太阳能电池组件的温度系数，对单 晶硅和多晶硅电池组件来说，a=0.005，对非晶硅电 池组件来说，a=0.003； Tmax 为太阳能电池组件的 最高工作温度（45℃~60℃）； Va 为太阳能电池组 件的标称工作电压。
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太阳能电池板组件功率的确定：
1.
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太阳能蓄电池的安装：
蓄电池置于控制箱内时须轻拿轻放，防止砸坏 控制箱； 2. 蓄电池之间的连接线必须用螺栓压在蓄电池的 接线柱上并使用 铜垫片以增强导电性； 3. 输出线连接在蓄电池后在任何情况下禁止短接， 避免损坏蓄电池； 4. 蓄电池的输出线与电线杆内的控制器相联时必 须通过PVC穿线管；
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太阳能的最终效果：
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太阳能路灯的安装：
地基浇筑： 1、确定立灯位置；勘察地质情况，如果地 表1米2皆是松软土质，那么开挖深度应加深； 同时要确认开挖位置以下没有其他设施（如 电缆、管道等），要求路灯顶部没有长时间 遮阳物体，否则要适当更换位置。
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太阳能路灯的安装：
2、在立灯具的位置预留（开挖）符合标准的1米3坑； 进行予埋件定位浇筑。预埋件放置在方坑正中， PVC穿线管一端放在预埋件正中间、另端放在蓄 电池储存处。注意保持预埋件、地基与原地面在 同一水平面上（或螺杆顶端与原地面在同一水平 面上，根据场地需要而定），有一边要与道路平 行；这样方可保证灯杆竖立后端正而不偏斜。然 后以C20混凝土浇筑固定，浇筑过程中要不停用震 动棒震动，保证整体的密实性，牢固性。
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太阳能路灯的介绍：
太阳能路灯的优点： 1、市电照明路灯安装复杂：市电照明路灯工程中首先要 铺设电缆，需要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿 线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试， 如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和 线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。太阳能路灯 安装简便：太阳能安装时，不用铺设复杂的线路，只要 做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。
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太阳能控制器的选择:
本系统控制器选用TYK-3 SDRC型 太阳能路灯 智能控制器。
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太阳能控制器的技术参数:
额定工作电压： 24V 额定工作电流：10A 过充电压点： 28.8V±0.2V 过压恢复点： 27.2V±0.2V 过放电压点： 21.6V±0.2V 过放恢复点： 24.6V±0.2V
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太阳能电池板组件功率的确定：
众所周知，厂商出售的太阳能电池组件所标出 的标称工作电压和输出功率最大值（ Wp ），都是 在标准状态下测试的结果。由太阳能电池组件的温 度特性曲线可知，当温度升高时，其工作电压有较 明显的下降，可用下式计算因温度升高而引起的压 降Vi 。 Vi= a（tmax-25）Va
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太阳能路灯的安装：
3、施工完毕，及时清理定位板上残留泥渣，并以废 油清洗螺栓上杂质。 4、混泥土凝固过程中，要定时浇水养护；待混凝土 完全凝固（一般72小时以上），才能进行吊灯安 装。
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太阳能组件的安装：
电池组件的输出正负极在连接到控制器前须采 取措施避免短接； 2. 太阳电池组件与支架连接时要牢固可靠； 3. 组件的输出线应避免裸露，并用扎带扎牢； 4. 电池组件的朝向要朝正南，以指南针指向为准。
采用常规照明方式时灯具的配光类型布 灯方式安装高度和间距应满足下表表的规定。 且灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4, 灯具的仰角不宜超过15°。
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太阳能路灯照明方式的设计：
表灯具的配光类型及布灯方式与安装高度间距的关系
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太阳能路灯照明方式的设计：
本系统中所用灯具属于截光型灯具，且采 用单侧布置。所以该路灯的安装高H>=Weff Weff为路面有效宽度，假设路面的有效宽 度为5米，则安装高度为H >=5米。安装间距 <=3*5=15米。
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Байду номын сангаас
太阳能路灯的光源的选择：
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太阳能电池板倾角的确定：
成都市位于东经102°54′～104°53′和北纬 30°05 ′～31°26′之间，平均海拔高度500m。由表1 规定纬度和太 阳能电池板倾角的关系确立太阳能电池 板的倾角为38°
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太阳能电池板倾角的确定：
纬度 倾角 0°~25° ° ° 等于当地纬 度 26°~40° ° ° 等于当地纬 度加 5°~10° 41°~55° ° ° 等于当地纬 度加 10°~15° >55° ° 等于当地纬 度加 15°~20°