别墅太阳能庭院灯照明系统设计方案

太阳能路灯工程系统设计方案

1.系统简介

此系统为24V直流供电系统，采用120W太阳能电池供电，负载为1盏低压钠灯功率为35W，太阳能电池供电在蓄电池充满状态下可以连续4个阴雨天给负载供电，负载的工作时间每晚8个小时. 分两段控制：白天到晚上35W的灯亮4H，晚上到凌晨是35W的灯亮4H.

2.系统的原理和组成

太阳能电池发电系统是利用光生伏打效应原理制成的，它是将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。它主要由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池、负载组成。如下图所示:白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电经过控制器存储于蓄电池，晚上蓄电池经过控制器给负载供电。

太阳能和市电互补供电原理图

别墅太阳能庭院灯照明系统示意图（详见附图）

3.1 设计总则

（1）考虑到独立系统在安装及使用过程中的安全及可靠性，在控制

器的直流输入端加装直流配电接线箱。

（2）控制器采用市电互补、光控型。

3.2 电池组件和方阵支架的设计

3.2.1电池组件

选用型号为175（72）P1580x808，主要参数为：输出峰值功率175Wp、峰值电压35.6V、峰值电流4.93A、开路电压44.3V、短路电流5.16A。

太阳能电池由1块串联成1路，共2路，需要175Wp规格组件2块方阵总功率为：175x1x2=350Wp。

太阳能电池方阵的主要技术参数为：

（1）工作电压35.6V，开路电压44.3V；

（2）工作电流9.86A，短路电流10.32A；

（3）转换效率大于16%；

（4）工作温度-40℃～90℃。

太阳能电池方阵的主要特点：

（1）采用高效率晶体硅太阳电池片，转换效率高：≥16%；（2）使用寿命长：≥25年，衰减小；

（3）采用无螺钉紧固铝合金边框，便于安装，抗机械强度高；（4）采用高透光率钢化玻璃封装，透光率和机械强度高；

（5）采用密封防水的多功能接线盒。

3.2.2方阵支架及光电场设计

太阳能电池支架采用槽钢支架，支架倾角与屋顶面一致。

3.3 控制器

控制器控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充、过放电保护；负载的短路、过流保护作用。控制器还应具备温度补偿、光控开关、市电互补功能。

根据以上要求选用北京汇能精电控制器EPRC-G20。本控制器的特征如下：

（1）使用了单片机和专用软件，实现了智能控制；本控制器适用于太阳能发电优先，市电互补型路灯。实现了太阳能优先供电,太阳能与市电不间断软切换,大大提高了负载的供电保障率；

（2）利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性，即不同的放电率具有不同的终了电压；

（3）具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制；以上保护均不损坏任何部件，不烧保险；

（4）采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿；

（5）所有控制全部采用工业级芯片（仅对带I工业级控制器），能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制，定时控制精确；

（6）取消了电位器调整控制设定点，而利用了Flash存储器记录

各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素；

控制器主要参数:

（1）总额定充电电流：20A，总额定负载电流：10A；

（2）系统电压：24V；

（3）过载、短路保护, 1.25倍额定电流60秒.1.5倍额定电流5秒时过载保护动作、≥3倍额定电流短路保护动作；

（4）空载损耗：≤6 mA；

（5）工作温度：工业级：-35℃至+55℃(后缀I)；

（6）提升充电电压29.2； (维持时间：10min，仅当出现过放电时调用)；

（7）温度补偿：-5mv/℃/2V（提升、直充、浮充、充电返回电压补偿）；

（8）控制方式：充电为PWM脉宽调制；

4. 配电箱设计

由于独立发电系统有蓄电池及太阳能充放电控制器及直流配电系统，因此需将控制器、蓄电池、开关放到配电箱内。

5.系统建设及施工

项目的施工包括：配电箱及太阳电池支架的基础制作、安装、太阳能电池方阵的安装、电气设备的安装调试、系统的独立运行调试。

6.施工顺序

基础及配电箱土建施工－太阳电池支架制作安装－太阳电池方

阵安装调试—电气仪表设备安装调试－独立运行调试－试运行—竣工验收。

7.发电系统配置、价格表

发电系统配置、价格表

2008年12月23日