太阳能LED路灯项目实施方案设计

太阳能LED灯实施方案

一、项目实施步骤

一、需求分析（略）

二、功能分析

LED太阳能灯，具有节能、环保、寿命长，免维护等优点，光源可以采用几百颗高亮度LED组成，内置路灯控制器（光控、时控）及LED恒流驱动器，用户只需要连接灯杆、蓄电池，就可以完成太阳能路灯的组装生产。产品适用于小区道路、庭院、工业园区及新农村亮化工程的照明。

太阳能LED灯不需要外接220V电源，提高安全性。采用太阳能作为驱动。每个LED灯组都配置一个单独的太阳能电池板，该电池板能够使电池在阳光充足的条件下充电。可以将它们放置在家门口，信箱上，柱子等白天或者夜晚需要高亮度照明的地方。灯的电池不需要直接的太阳光，仅仅需要对着天空即可。只要有太阳光，灯的电池就可以自动充电，同时，日落之后灯就会自动发亮。不需要保养，不需要更换电池，不需要更换灯泡。

灯的特点：

1.采用太阳能驱动，不需要电力

2.采用LED为光源，不需要更换灯泡

3.电池在充足电之后可以维持发光

4.灯可以自动启动和关闭

5.具备良好的防水和耐环境侵蚀的性能

2.1、系统组成

太阳能LED灯指的是用太阳能电池板作为能源采集方式替代传统的市电接入方式，采集太阳能转换为电能存储到蓄电池，在需要照明时驱动照明设备，这里的照明设备采用高亮度LED替代传统的照明灯。

产品由四大部分组成，即：

1）太阳能采集和转换部分——太阳能板；

2）电能存储部分——蓄电池；

3）照明部分——高亮度LED灯

4）控制电路；

5）其它——如支撑部件，控制箱灯。

图3 系统电气连接示意图

表1、部件功能

2.2、系统部件指标：

1、太阳能电池板指标：

●材料（单晶硅，多晶硅，非晶体）；非晶硅

●光电效率；

●价位； 30元/W

●峰值电压；17.5

●接口；

●工作寿命

●工作电流

●太阳能板的面积、重量

●工作条件（温度、湿度范围）-20度——80度

使用单晶和多晶的电池片，功率从 1W 到 190W 。电池片的厚度大约在200-350 微米，使用高透光的钢化玻璃和TPT ，保证组件在恶劣环境下的良好性能。组件用电镀的铝型材框架便于安装和携带，组件边框和电池片之间的距离确保抵御气候变化的影响，同时保证组件的最经济尺寸。

2、电池指标：

●过充电压14.4V+ -0.2V

●容量 50AH

●无电时的电压

●接口（连线标准）

●太阳能电池对电池充电的开关控制方式（放电-待机-充电）

●电池的品种免维护铅酸电池

●价位

●工作寿命

●工作条件

3、LED灯：

●实现方式

●色彩

●价位 17元/W

●功耗

●电路形式

4、控制电路：

太阳能LED系统的控制电路需要具备以下四大功能：

●充放电控制功能

●路灯控制功能：时控、光控

●LED驱动

●其他辅助功能。

另外，还需要有以下的特别功能：

1：太阳能板、蓄电池、负载反接无忧设计。绝对不用烧保险丝的办法来保护电路。

2：智能电子保险丝设计具有过流保护、过温保护（特有）功能。

3：大过流率TVS雷击保护

以上三项保护措施，可以使产品更可靠。

具体技术数据有：

●12V, 24V

●防蓄电池反接

●防太阳能板反接

●防负载反接

●蓄电池过充保护

●蓄电池过放保护

●LED灯恒流驱动

●负载短路保护

●智能充电算法

●温度补偿(选件)

●系统状态指示

●内置微控制器

●路灯控制－时控(4-10小时，0：无定时)，光控

三、实现

1、类似产品资料收集，市场分析；

2、产品分析，原理分析；

3、电路设计；

4、试验；

5、BOM表，询价，试生产

二、项目研制分析

太阳照在地面太阳能电池方阵上的辐射光的光谱、光强受到大气层厚度(即大气质量)、地理位置、所在地的气候和气象、地形地物等的影响,其能量在一日、一月和一年内都有很大的变化,甚至各年之间的每年总辐射量也有较大的差别。

太阳能电池方阵的光电转换效率,受到电池本身的温度、太阳光强和蓄电池电压浮动的影响,而这三者在一天内都会发生变化,所以太阳能电池方阵的光电

转换效率也是变量。

蓄电池组也是工作在浮充电状态下的,其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化.蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。

太阳能电池充放电控制器由电子元器件制造而成,它本身也需要耗能,而使用的元器件的性能、质量等也关系到耗能的大小,从而影响到充电的效率等。

负载的用电情况,也视用途而定,如通信中继站、无人气象站等,有固定的设备耗电量.而有些设备如灯塔、航标灯、民用照明及生活用电等设备,用电量是经常有变化的。

因此,太阳能电源系统的设计,需要考虑的因素多而复杂.特点是:所用的数据大多为以前统计的数据,各统计数据的测量以及数据的选择是重要的。

设计者的任务是:在太阳能电池方阵所处的环境条件下(即现场的地理位置、太阳辐射能、气候、气象、地形和地物等),设计的太阳能电池方阵及蓄电池电源系统既要讲究经济效益,又要保证系统的高可靠性。

某特定地点的太阳辐射能量数据,以气象台提供的资料为依据,供设计太阳能电池方阵用.这些气象数据需取积累几年甚至几十年的平均值。

地球上各地区受太阳光照射及辐射能变化的周期为一天24h.处在某一地区的太阳能电池方阵的发电量也有24h的周期性的变化,其规律与太阳照在该地区辐射的变化规律相同.但是天气的变化将影响方阵的发电量.如果有几天连续阴雨天,方阵就几乎不能发电,只能靠蓄电池来供电,而蓄电池深度放电后又需尽快地将其补充好.设计者多数以气象台提供的太阳每天总的辐射能量或每年的日照时数的平均值作为设计的主要数据.由于一个地区各年的数据不相同,为可靠起见应取近十年内的最小数据.根据负载的耗电情况,在日照和无日照时,均需用蓄电池供电.气象台提供的太阳能总辐射量或总日照时数对决定蓄电池的容量大小