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太阳能LED照明原理与技术详析

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     太阳能是地球上最直接最遍及也是最清洗的动力,太阳能作为一种巨量可再生动力,每天到达地球外表的辐射能大概等于2.5亿万桶石油,能够说是取之不尽、用之不竭。led的光谱简直悉数集中于可见光频段,所以发光功率高,通常人都以为,节能灯可节能4/5是巨大的壮举,但LED比节能灯还要节能1/4,这是固体光源更巨大的变革。
  太阳能LED照明集成了太阳能与LED的长处。

  1、太阳能LED照明体系简介及作业原理

  体系由太阳能电池组件有些(包含支架)、LED灯头、操控箱(内有操控器、蓄电池)和灯杆几有些构成;太阳能电池板光效到达127Wp/m2,功率较高,对体系的抗风描绘十分有利;灯头有些以1W白光LED和1W黄光LED集成于打印电路板上排列为必定间隔的点阵作为平面发光源。

  操控箱箱体以不锈钢为原料,漂亮经用;操控箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电操控器。本体系选用阀控密封式铅酸蓄电池,因为其维护很少,故又被称为“免维护电池,有利于体系维护费用的下降;充放电操控器在描绘上统筹了功用完备(具有光控、时控、过充维护、过放维护和反接维护等)与本钱操控,完成很高的性价比。

  体系作业原理简略,利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白日太阳能电池板接纳太阳辐射能并转化为电能输出,通过充放电操控器储存在蓄电池中,夜晚当照度逐步下降至101ux左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右,充放电操控器侦测到这一电压值后动作,蓄电池对灯头放电。蓄电池放电8.5小时后,充放电操控器动作,蓄电池放电完毕。充放电操控器的首要效果是维护蓄电池。

  2、太阳能LED照明体系描绘思维

  2.1太阳能电池组件选型

  描绘需要:广州区域,负载输入电压24V功耗34.5W,每天作业时数8.5H,确保接连阴雨天数7天。

  ⑴广州区域近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2,经简略核算广州区域峰值日照时数约为3.424H;

  ⑵负载日耗电量=12.2AH

  ⑶所需太阳能组件的总充电电流=1.05×12.2×÷(3.424×0.85)=5.9A

  在这里,两个接连阴雨天数之间的描绘最短天数为20天,1.05为太阳能电池组件体系归纳丢失系数,0.85为蓄电池充电功率。

 ⑷太阳能组件的最少总功率数=17.2×5.c=102W
  选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件,大概能够确保路灯体系在一年大多数情况下的正常运转。

  2.2蓄电池选型

  蓄电池描绘容量核算比拟于太阳能组件的峰瓦数要简略。

  依据上面的核算知道,负载日耗电量12.2AH.在蓄电池充溢情况下,能够接连作业7个阴雨天,再加上第一个晚上的作业,蓄电池容量:

  12.2×(7+1)=97.6(AH),选用2台12V100AH的蓄电池就能够满意需要了。

  2.3太阳能电池组件支架描绘

  2.3.1倾角描绘

  为了让太阳能电池组件在一年中接纳到的太阳辐射能尽可能的多,咱们要为太阳能电池组件挑选一个最佳倾角。

  关于太阳能电池组件最佳倾角疑问的讨论,本次路灯运用区域为广州区域,选定太阳能电池组件支架倾角为16度。

  2.3.2太阳能LED照明体系抗风描绘

  在太阳能路灯体系中,布局上一个需要十分重视的疑问即是抗风描绘。抗风描绘首要分为两大块,一为电池组件支架的抗风描绘,二为灯杆的抗风描绘。下面按以上两块别离做剖析。

  ⑴太阳能电池组件支架的抗风描绘

  依据电池组件厂家的技能参数材料,太阳能电池组件能够接受的顶风压强为2700pA.若抗风系数选定为27M/s(相当于十级飓风),依据非粘性流体力学,电池组件接受的风压只需365pA。所以,组件自身是完全能够接受27M/s的风速而不至于损坏的。所以,描绘中要害要思考的是电池组件支架与灯杆的衔接。

在本套路灯体系的描绘中电池组件支架与灯杆的衔接描绘运用螺栓杆固定衔接。
  ⑵路灯灯杆的抗风描绘

  路灯的参数如下:

  电池板倾角A=16°灯杆高度=5M

  描绘选择灯杆底部焊缝宽度δ=4MM灯杆底部外径=168MM

  焊缝地点面即灯杆损坏面。灯杆损坏面反抗矩W的核算点p到灯杆遭到的电池板效果荷载F效果线的间隔为pQ=[5000+(168+6)/tAn16°]×Sin16°=1545MM=1.545M.所以,风荷载在灯杆损坏面上的效果矩M=F×1.545。

  依据27M/s的描绘最大答应风速,2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的根本荷载为730N。思考1.3的安全系数,F=1.3×730=949N。

  所以,M=F×1.545=949×1.545=1466N.m。

  依据数学推导,圆环形损坏面的反抗矩W=π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。

  上式中,r是圆环内径,δ是圆环宽度。

  损坏面反抗矩W=π×(3r2δ+3rδ2+δ3)=π×(3×842×4+3×84×42+43)=88768mm3=88.768×10-6m3

  风荷载在损坏面上效果矩导致的应力=M/W=1466/(88.768×10-6)=16.5×106pA=16.5MpA《215MpA

  其间,215MpA是Q235钢的抗弯强度。

  所以,描绘选择的焊缝宽度满意需要,只需焊接质量能确保,灯杆的抗风是没有疑问的。

  2.4太阳能LED照明体系操控器

  太阳能充放电操控器的首要效果是维护蓄电池。根本功用有必要具有过充维护、过放维护、光控、时控与防反接等。

蓄电池防过充、过放维护电压通常参数如表1,当蓄电池电压到达设定值后就改动电路的状况。

  在选用器材上,当前有选用单片机的,也有选用比拟器的,计划较多,各有特色和长处,大概依据客户群的需要特色选定相应的计划,在此不逐个胪陈。

  2.5太阳能LED照明体系外表处置

  该系列商品选用静电涂装新技能,以Fp专业建材涂料为主,能够满意客户对商品外表颜色及环境协调一致的需要,一起商品自洁性高、抗蚀性强,耐老化,适用于任何气候环境。加工技能描绘为热浸锌的基础上涂装,使商品功能大大进步,到达了最严厉的AAMA2605.2005的需要,其它目标均已到达或超越GB的关联需要。

  3、完毕语

  全体描绘根本上思考到了各个环节;光伏组件的峰瓦数选型描绘与蓄电池容量选型描绘选用了当前最通用的描绘办法,描绘思维比拟科学;抗风描绘从电池组件支架与灯杆两块做了剖析,剖析比拟全部;外表处置选用了当前最领先的技能技能;路灯全体布局精约而漂亮;通过实践运转证明各环节之间匹配性较好。

  当前,太阳能LED照明的初出资疑问仍然是困惑咱们的一个首要疑问。可是,太阳能电池光效在逐步进步,而价钱会逐步下降,同样地市场上LED光效在疾速地进步,而价钱却在下降。与太阳能的可再生、清洗无污染以及LED的环保节能比拟,惯例化石动力日趋严重,而且运用后对环境会造成了日益严重的污染。所以,太阳能LED照明作为一种方兴未已的野外照明,展示给咱们的将是无量的生命力和宽广的远景。

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