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 太陽能路燈燈桿

太陽能路燈是采用晶體硅太陽能電池供電，免維護閥控式密封蓄電池（膠體電池）儲存電能，超高亮LED燈具作為光源，并由智能化充放電控制器控制，用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)公用電力照明的路燈。

中文名

太陽能路燈

儲存方式

免維護閥控式密封蓄電池

工作電壓

直流12V—24V

光    源

超高亮LED燈具

供電方式

晶體硅太陽能電池

用    途

代替?zhèn)鹘y(tǒng)公用電力照明的路燈

太陽能簡介

太陽能是取之不盡，用之不竭，清潔***并可再生的綠色環(huán)保能源。利用太陽能發(fā)電，***的清潔性、高度的安全性、能源的相對廣泛性和充足性、長壽命以及免維護性等其他常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點，光伏能源被認為是二十一世紀最重要的新能源。而太陽能路燈無需鋪設線纜、無需交流供電、不產(chǎn)生電費；采用直流供電、控制；具有穩(wěn)定性好、壽命長、發(fā)光效***，安裝維護簡便、安全性能高、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟實用等優(yōu)點�？蓮V泛應用于城市主、次干道、小區(qū)、工廠、旅游景點、停車場等場所。產(chǎn)品部件燈桿結構：鋼質(zhì)燈桿及支架，表面噴塑處理，電池板連接采用專用防盜不銹鋼螺絲 。

系統(tǒng)組成

太陽能路燈系統(tǒng)可以保障陰雨天氣15天以上正常工作！它的系統(tǒng)組成是由LED光源（含驅動）、太陽能電池板、蓄電池（包括蓄電池保溫箱）、太陽能路燈控制器、路燈燈桿（含基礎）及輔料線材等幾部分構成 [1]  。

太陽能電池組件一般選用單晶硅或者多晶硅太陽能電池組件；LED燈頭一般選用大功率LED光源；控制器一般放置在燈桿內(nèi)，具有光控、時控制、過充過放保護及反接保護，更***的控制器更具備四季調(diào)整亮燈時間功能、半功率功能、智能充放電功能等；蓄電池一般放置于地下或則會有專門的蓄電池保溫箱，可采用閥控式鉛酸蓄電池、膠體蓄電池、鐵鋁蓄電池或者鋰電池等。太陽能燈具全自動工作，不需要挖溝布線，但燈桿需要裝置在預埋件（混凝土底座）上。 

LED光源

1.發(fā)光效***，耗電量小，使用壽命長，工作溫度低。

2.***性強。

3.反應速度快，單元體積小，綠色環(huán)保。

4.同亮度下，耗電是白熾燈的十分之一，熒光燈的三分之一，而壽命卻是白熾燈的50倍，熒光燈的20倍，是繼白熾燈、熒光燈、氣體放電燈之后的第四代照明產(chǎn)品。

5.單顆大功率超亮度LED的問世，是LED應用領域跨至高效率照明光源市場成為可能，將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈后最偉大的發(fā)明之一。 [3] 

電池組件支架

1） 傾角設計

為了讓太陽能電池組件在一年中接收到的太陽輻射能盡可能的多，我們要為太陽能電池組件選擇一個傾角。

關于太陽能電池組件傾角問題的探討，在不同地區(qū)使用，是根據(jù)不同地區(qū)而定。

2）抗風設計

在太陽能路燈系統(tǒng)中，結構上一個需要非常重視的問題就是抗風設計。抗風設計主要分為兩大塊，一為電池組件支架的抗風設計，二為燈桿的抗風設計。下面按以上兩塊分別做分析。

⑴太陽能電池組件支架的抗風設計

依據(jù)電池組件廠家的技術參數(shù)資料，太陽能電池組件可以承受的迎風壓強為2700Pa。若抗風系數(shù)選定為27m/s（相當于十級臺風），根據(jù)非粘性流體力學，電池組件承受的風壓只有365Pa。所以，組件本身是完全可以承受27m/s的風速而不至于損壞的。所以，設計中關鍵要考慮的是電池組件支架與燈桿的連接。

在本套路燈系統(tǒng)的設計中電池組件支架與燈桿的連接設計使用螺栓桿固定連接。

⑵路燈燈桿的抗風設計

路燈的參數(shù)如下：

電池板傾角A = 16o 燈桿高度 = 5m

設計選取燈桿底部焊縫寬度δ = 4mm 燈桿底部外徑 = 168mm

焊縫所在面即燈桿破壞面。燈桿破壞面抵抗矩W 的計算點P到燈桿受到的電池板作用荷載F作用線的距離為

PQ = [5000+（168+6）/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以，風荷載在燈桿破壞面上的作用矩M = F×1.545。

根據(jù)27m/s的設計允許風速，2×30W的雙燈頭太陽能路燈電池板的基本荷載為730N。考慮1.3的安全系數(shù)，F(xiàn) = 1.3×730 = 949N。

所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。

根據(jù)數(shù)學推導，圓環(huán)形破壞面的抵抗矩W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）。

工作原理

太陽能路燈工作原理說明：白天太陽能路燈在智能控制器的控制下，太陽能電池板經(jīng)過太陽光的照射，吸收太陽能光并轉換成電能，白天太陽電池組件向蓄電池組充電，晚上蓄電池組提供電力給LED燈光源供電，實現(xiàn)照明功能。直流控制器能確保蓄電池組不因過充或過放而被損壞，同時具備光控、時控、溫度補償及防雷、反極性保護等功能 [5]  。

1：目前制約太陽能發(fā)電應用的最重要環(huán)節(jié)之一是價格，以一盞雙路的太陽能路燈為例，兩路負載共為60瓦，（以長江中下游地區(qū)有效光照4.5h/天、每夜放電7小時、增加電池板20%預留額計算）其電池板就需要160W左右，按每瓦4元計算，電池板的費用就要640元，再加上180AH左右的蓄電池組費用也在1080左右，整個路燈一次性投入成本大大高于市電路燈，造成了太陽能路燈應用領域的主要瓶頸。

2：蓄電池的使用壽命也應該考慮在整個路燈系統(tǒng)應用中，一般的蓄電池保修三年或五年，但一般的蓄電池在一年、甚至半年以后就會出現(xiàn)充電不滿的情況，有些實際充電率有可能下降到50%左右，這必將影響連續(xù)陰雨天時期的夜間正常照明，所以選擇一款較好的蓄電池尤為重要。

3：一些工程商常選用LED燈作為太陽能路燈的照明，但是LED燈的質(zhì)量參差不齊，光衰嚴重的LED半年就有可能衰減50%光照度。所以一定要選擇光衰較慢的LED燈，或者選用無極燈、低壓鈉燈等。

4：控制器的選擇往往也是被工程商忽略的一個問題，控制器的質(zhì)量層差不齊，12V/10A的控制器市場價格在100-200元不等，雖然是整個路燈系統(tǒng)中價值最小的部分，但它卻是非常重要的一個環(huán)節(jié)。控制器的好壞直接影響到太陽能路燈系統(tǒng)的組件壽命以及整個系統(tǒng)的采購成本，一：應該選擇功耗較低的控制器，控制器24小時不間斷工作，如其自身功耗較大，則會消耗部分電能，選擇功耗在1毫安（MA）以下的控制器。二：要選擇充電效***的控制器，具有MCT充電模式的控制器能自動追蹤電池板的電流，尤其在冬季或光照不足的時期，MCT充電模式比其他高出20%左右的效率。三：應選擇具有兩路調(diào)節(jié)功率的控制器，具有功率調(diào)節(jié)的控制器已被廣泛推廣，在夜間行人***時段可以自動關閉一路或兩路照明，節(jié)約用電，還可以針對LED燈進行功率調(diào)節(jié)。除選擇以上節(jié)電功能外，還應該注重控制器對蓄電池等組件的保護功能，像具有涓流充電模式的控制器就可以很好的保護蓄電池，增加蓄電池的壽命，另外設置控制器欠壓保護值時，盡量把欠壓保護值調(diào)在 ≥ 11.1V ，防止蓄電池過放。

5：距離市區(qū)較遠的地方還應該注意防盜工作，很多工程商因為施工疏忽，沒有進行***防盜，導致蓄電池、電池板等組件被盜，不僅影響了正常照明，也造成了不必要的財產(chǎn)損失。工程案例中被盜居多為蓄電池，蓄電池埋于地下用水泥澆筑是一種有效防盜措施，在燈桿

上加裝蓄電池箱的將其進行焊接加固。

6: 控制器的防水，控制器一般裝于燈罩、電池箱中，一般也不會進水，但在實際工程案例中 控制器端子的連接線往往因為雨水順著連接線流入控制器造成短路。所以在施工時應該注意將 內(nèi)部連接線彎成“U”字型并固型，外部連接線也可以固定為“U”型，這樣雨水就無法淋入造成 控制器短路，另外還可在內(nèi)外線接口處涂抹防水膠。

7：在眾多太陽能路燈實際應用中，很多地方的太陽能路燈不能滿足正常照明需要，尤其在陰雨天更為突出，除使用了質(zhì)量較差的相關組件外，另一個主要的原因就是一味降低組件成本，不按需求設計配置，減小電池板和蓄電池的使用標準，所以導致在陰雨天路燈無法提供照明。