太阳能路灯基础知识

太阳能路灯基础知识

太阳能光伏产品的工作原理

太阳能光伏产品以太阳光为能源,白天通过太阳能电池组件接受太阳辐射,将光能转换成电能,并在控制器的管理下不断向蓄电池充电,使用时,控制器根据设定的程序将蓄电池中的电能释放出来向用电设备供电.加装带有保护装置的逆变器,即可具备向交流设备供电的功能.

太阳能光伏产品包括各钟太阳能灯,太阳能控制器,太阳能手电筒和太阳能发电系统.

关于用户关心的几个问题

1、如何选择太阳能灯的光源？

太阳能灯一般选用高效、节能的光源。目前应用在太阳能灯上的光源（灯泡）主要有：高效直流节能灯、超高亮半导体LED灯、无极电磁感应灯(LVD) 、低压钠灯（LPS ）和高压钠灯（HPS ）等。

目前太阳能草坪灯多选用LED 作光源；太阳能庭院灯一般采用LED 和12V直流节能灯作光源；太阳能路灯根据实际情况的需要，可在12V直流节能灯、低压钠灯、高压钠灯、无极电磁感应灯等多种光源中进行选择。

不管选用那种光源，其亮度与光源的功率有直接关系。同一种光源，其功率越大，亮度越高；功率越小，亮度越低。

2、太阳能灯晴朗天气下能照明多长时间？

太阳能灯的照明时间长短可以根据用户要求进行设定。对于同一地点来说，其与太阳能电池组件和蓄电池的选择配比有直接关系。在光源功率确定的前提下，选择太阳能电池组件功率和蓄电池容量越大，可以保证的照明时间越长，反之则缩短。标准的系统配置一般应保证每天5 ～10 小时的照明时间。

3、太阳能灯在阴雨天气下能使用多长时间？

太阳能灯在连续阴雨天的保证时间可以根据具体使用环境和客户要求进行设计的。通常，在遇到连续阴雨天气时，应满足不低于 2 天（每天5～10 小时）的照明时间。

4、光伏产品主要部件的使用寿命有多长？

太阳能电池组件、控制器、蓄电池、照明光源是太阳能灯具产品的四个主要部件，它们各自的使用寿命参考值如下表：

主要部件

太阳能电池组件

控制器

蓄电池

照明光源

参考寿命

25年

10年

3～5年

不同种类各异

5、如何比较光伏产品的性价比？

影响太阳能灯价格的主要因素是太阳能电池组件的功率和蓄电池的容量。高功率，大容量的配置，势必要支付较高的费用；反之，则可降低。太阳能电池组件和蓄电池可根据不同的使用要求组成不同的系统配置。因此，客户应根据实际情况需要，选择科学合理的配置方案，以获得较高的产品性价比。

与常规照明比较,太阳能灯的优劣势

优势（建议理由）

1 、可独立安装，无需挖沟、埋线、回填，节省施工费用；

2 、无需购置电力增容设备，节省相应配套设备的费用支出；

3 、太阳能灯具可实现全自动控制，无需人员管理，节省管理开支；

4 、向太阳索取能量，不使用常规电力能源，节省运行费用；

5 、维护简便，不会发生触电事故，使用安全。

劣势（选择顾虑）

1 、综合效能直接受当地日照强弱的影响，不能满足日照不足地区的安装需求；

2 、太阳能电池组件要接受太阳光直射而避开遮挡物，具体安装位置会受局限；

3 、在不考虑施工、运行、维护等费用的前提下，单盏灯的初期投资费用略高；

4 、如在灯杆上安装太阳能电池组件，则需考虑整体抗风强度，投资会略高于普通灯杆。

太阳能灯的器件选择与组成

在太阳能照明灯的设计中，涉及太阳能电池组件、蓄电池、充放电控制器、光源等多个环节，其中任何一个环节出现问题都会造成产品缺陷。

一个太阳能灯由太阳能电池组件及支架、蓄电池、充放电控制器、光源、灯杆灯具、线缆和连接紧固辅件等六大基本部分组成。

一、太阳能电池

太阳能电池的利用光伏效应把太阳的光能转换成电能。对于硅电池来说，在标准条件下（光谱照度：100W/m 2 ,光谱：AM1.5 ，温度：25 ℃），它的开路电压为0.48 ～0.6V。将多个单体太阳能电池连接，并进行封装，可以构成不同面积、不同功率的太阳能电池组件，也可统称为太阳能电池板。单体太阳能电池一般是不能使用的，实际应用的是太阳能电池组件。

太阳能电池于太阳幅照度的对数成正比，具有负的温度系数，温度每上升一度，电压下降2mV ～

3mV。

单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池是目前较常见、较实用的三种太阳能电池。

多晶硅太阳能电池的生产工艺相对简单，价格比单晶硅低。近年来，由于多晶硅太阳能电池技术的不断进步，其转换效率得到不断提高。单晶硅太阳能电池的效率比较高，但价格高于多晶硅太阳能电池。非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低，可在室内阳光很弱的情况下使用。

目前太阳能电池的封装形式主要层压工艺和滴胶工艺有两种。采用层压工艺封装的太阳能电池可以保证25年以上的工作寿命，其工艺特性和使用寿命优于滴胶封装形式。

不管哪种太阳能电池都具有以下五大电性能：

1 、Isc ＝短路电流；

2 、Im ＝峰值电流；

3 、Voc ＝开路电压；

4 、Vm ＝峰值电压；

5 、Pm＝峰值功率＝（Im × Vm ）

（以上根据太阳能电池的外特性计算）

太阳能电池组件功率的选择

太阳能电池峰值功率是标准条件下（STC ）太阳能电池（组件）的输出最大功率，单位峰瓦，或用符号Wp 表示。（STC 即：欧洲委员会定义的101 标准，辐射强度1000W/m 2 ，大气质量AM1.5 ，电池温度25 ℃）

太阳能电池（组件）的输出功率取决于太阳幅照度、太阳光谱分布和太阳能电池（组件）的工作温度。在不同的时间，不同的地点，同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。并不向有些人想象的那样，只要有阳光就会有额定输出功率，甚至认为太阳能电池在灯光下也可以正常使用。

按面积计算，每平米的太阳能电池的输出功率大约为120W；随着转换效率的提高，其输出功率也相应的增大。太阳能电池组件输出功率的选择，要根据太阳能灯的光源功率、使用时间和当地的气候地理条件等来确定。

太阳能电池组件安装倾角

由于我国南北纬度跨越较大，太阳能电池组件安装倾斜角度要随安装地区纬度的不同发生变化。一般情况下，长江以南地区的安装倾角在30度左右；长江以北地区的安装倾角在45 度左右；东北地区应在50 度左右。方向为正南方或偏西 5 度。

水平放置的太阳能电池，其输出功率将降低15% ～20% 。

太阳能电池组件的热岛效应

太阳能电池组件在使用过程中，如果有一片太阳能电池单独被树叶等遮挡物长时间遮挡，被遮挡的单片太阳能电池在强烈阳光照射下就会发热损坏，甚至会造成整个太阳能电池组件损坏，这就是所谓热岛效应。为了防止热岛效应，一般是将太阳能电池倾斜放置，使太阳能电池表面不能附着遮挡物。

二、控制器

对任何一个太阳能照明系统来说，充放电控制电路的优劣将直接影响到系统应用的成败。由于太阳能光伏发电系统输入的能量极不稳定，光伏发电系统中对蓄电池充电的控制要比普通对蓄电池充电的控制要复杂。

一个性能良好的光伏控制器应具有控制蓄电池充放电、温度调节、最大功率跟踪和过充保护、过放保护、短路保护、反接保护等多种保护功能以及自动开关和时间调整功能。从而保证系统可靠运行，同时使太阳能电池组件可以在不同温度和辐照情况下智能输出最大功率，使照明系统具有很高的效率。

三、蓄电池

由于太阳能照明系统蓄电池的充电直接由太阳能电池提供，得到的能量极不稳定,所以要配置容量合理、性能可靠的蓄电池，以保证光伏发电系统的正常工作。