太陽能路燈組成系統

太(tai)陽(yang)能(neng)路燈(deng)系統可以(yi)保障陰(yin)雨天氣(qi)15天以(yi)上正常工作！它的系統組(zu)成(cheng)是由LED光源（含驅動）、太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板、蓄(xu)電(dian)池(chi)（包括蓄(xu)電(dian)池(chi)保溫箱）、太(tai)陽(yang)能(neng)路燈(deng)控制(zhi)器、路燈(deng)燈(deng)桿（含基礎）及輔(fu)料(liao)線材等(deng)幾部(bu)分構成(cheng) [1]  。

太陽(yang)能(neng)電池(chi)(chi)組件(jian)一(yi)般選用單晶硅(gui)(gui)或(huo)者(zhe)多晶硅(gui)(gui)太陽(yang)能(neng)電池(chi)(chi)組件(jian)；LED燈(deng)頭一(yi)般選用大功(gong)率LED光(guang)(guang)源；控(kong)(kong)制器一(yi)般放置(zhi)在(zai)燈(deng)桿(gan)內，具有(you)光(guang)(guang)控(kong)(kong)、時控(kong)(kong)制、過充過放保護及反接保護，更高級的(de)控(kong)(kong)制器更具備四(si)季調(diao)整亮燈(deng)時間功(gong)能(neng)、半功(gong)率功(gong)能(neng)、智能(neng)充放電功(gong)能(neng)等；蓄(xu)(xu)電池(chi)(chi)一(yi)般放置(zhi)于(yu)地下(xia)或(huo)則會有(you)專(zhuan)門的(de)蓄(xu)(xu)電池(chi)(chi)保溫箱(xiang)，可(ke)采用閥控(kong)(kong)式鉛(qian)酸蓄(xu)(xu)電池(chi)(chi)、膠(jiao)體蓄(xu)(xu)電池(chi)(chi)、鐵鋁蓄(xu)(xu)電池(chi)(chi)或(huo)者(zhe)鋰電池(chi)(chi)等。太陽(yang)能(neng)燈(deng)具全自動工作，不需要挖(wa)溝布(bu)線(xian)，但(dan)燈(deng)桿(gan)需要裝置(zhi)在(zai)預(yu)埋件(jian)（混凝土底座）上。 [2] 

LED光源

1.發(fa)光(guang)效率高，耗電量小，使用壽命長，工(gong)作溫度低。

2.安全可靠性強。

3.反應速(su)度快，單元(yuan)體積小，綠色環(huan)保。

4.同亮度(du)下，耗電(dian)是(shi)白熾燈(deng)的(de)十分(fen)之一，熒(ying)光燈(deng)的(de)三分(fen)之一，而壽命卻是(shi)白熾燈(deng)的(de)50倍，熒(ying)光燈(deng)的(de)20倍，是(shi)繼白熾燈(deng)、熒(ying)光燈(deng)、氣體放電(dian)燈(deng)之后的(de)第四代照明產品(pin)。

5.單顆大功(gong)率超亮(liang)度LED的(de)問世(shi)，是LED應用領(ling)域(yu)跨至(zhi)高(gao)效率照(zhao)明(ming)光源市場(chang)成(cheng)為可能，將是人類繼(ji)愛迪生(sheng)發明(ming)白熾燈后***偉大的(de)發明(ming)之一(yi)。 [3] 

電池組件支架

1） 傾角設計

為(wei)了讓(rang)太陽(yang)能(neng)電池組(zu)件(jian)(jian)在一年中接收到(dao)的太陽(yang)輻射能(neng)盡可能(neng)的多，我們要為(wei)太陽(yang)能(neng)電池組(zu)件(jian)(jian)選擇一個******傾角。

關于(yu)太陽能電池組(zu)件******傾角問題的探討，在(zai)不同地區使(shi)用(yong)，是根據不同地區而定(ding)。

2）抗風設計

在太(tai)陽能路燈系統中，結構(gou)上一(yi)個需要(yao)非常(chang)重(zhong)視的(de)(de)問題(ti)就(jiu)是抗(kang)風設計(ji)。抗(kang)風設計(ji)主(zhu)要(yao)分(fen)為(wei)兩大塊，一(yi)為(wei)電池組件(jian)支架的(de)(de)抗(kang)風設計(ji)，二(er)為(wei)燈桿的(de)(de)抗(kang)風設計(ji)。下面按以上兩塊分(fen)別做(zuo)分(fen)析(xi)。

⑴太(tai)陽能電(dian)池組件(jian)支架的抗(kang)風設計

依據(ju)電(dian)池(chi)(chi)組(zu)件(jian)廠家的(de)(de)技術(shu)參數資(zi)料，太(tai)陽能電(dian)池(chi)(chi)組(zu)件(jian)可(ke)以承受的(de)(de)迎風(feng)(feng)壓(ya)(ya)強(qiang)為(wei)2700Pa。若抗風(feng)(feng)系數選定為(wei)27m/s（相當于(yu)十級臺風(feng)(feng)），根據(ju)非粘(zhan)性流體(ti)力學(xue)，電(dian)池(chi)(chi)組(zu)件(jian)承受的(de)(de)風(feng)(feng)壓(ya)(ya)只有365Pa。所以，組(zu)件(jian)本身(shen)是完全可(ke)以承受27m/s的(de)(de)風(feng)(feng)速而不至于(yu)損壞的(de)(de)。所以，設計中關鍵要考慮的(de)(de)是電(dian)池(chi)(chi)組(zu)件(jian)支架(jia)與燈桿的(de)(de)連接。

在本套路(lu)燈系統的(de)(de)設計中(zhong)電池組件支架與燈桿的(de)(de)連接設計使(shi)用螺栓桿固(gu)定(ding)連接。

⑵路(lu)燈燈桿(gan)的抗風設計

路燈的參數如下：

電池板傾(qing)角A = 16o 燈(deng)桿高度 = 5m

設計選取燈桿(gan)底部焊縫寬度δ = 4mm 燈桿(gan)底部外徑 = 168mm

焊縫所(suo)在面即燈(deng)(deng)桿(gan)(gan)破壞面。燈(deng)(deng)桿(gan)(gan)破壞面抵(di)抗矩W 的計算(suan)點(dian)P到(dao)燈(deng)(deng)桿(gan)(gan)受到(dao)的電池板作用荷載F作用線的距(ju)離(li)為

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

根據27m/s的(de)設計(ji)***大允許風速，2×30W的(de)雙燈頭太陽(yang)能路燈電(dian)池板(ban)的(de)基本荷載為730N。考慮1.3的(de)安(an)全系數，F = 1.3×730 = 949N。

所(suo)以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。

根據數學推導，圓(yuan)環形破壞(huai)面的抵抗矩W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）。

上式中，r是圓環內(nei)徑(jing)，δ是圓環寬(kuan)度(du)。

破壞面抵抗矩(ju)W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）

=π×（3×842×4+3×84×42+43）= 88768mm3

=88.768×10－6 m3

風(feng)荷(he)載在破壞面上作用矩引(yin)起(qi)的應力 = M/W

= 1466/（88.768×10－6） =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa

其中，215 Mpa是Q235鋼(gang)的抗彎(wan)強度。

所以，設(she)計(ji)選取的(de)焊縫寬度滿(man)足要求，只要焊接質(zhi)量(liang)能(neng)保證，燈(deng)桿的(de)抗風是沒(mei)有(you)問(wen)題的(de)。

控制器

太陽能(neng)(neng)充放電(dian)控(kong)制(zhi)器的主要作用是(shi)保(bao)護(hu)蓄電(dian)池。基本功能(neng)(neng)必須具(ju)備過充保(bao)護(hu)、過放保(bao)護(hu)、光控(kong)、時(shi)控(kong)、防反接、充電(dian)涓流保(bao)護(hu)、欠壓保(bao)護(hu)、防水保(bao)護(hu)等。

1）器件選用

在選用器件上，目前有采用單片機的(de)，也有采用比較(jiao)器的(de)，方案較(jiao)多，各(ge)有特點(dian)和優點(dian)，應(ying)該根據(ju)客戶群(qun)的(de)需求特點(dian)選定相應(ying)的(de)方案，在此不一一詳(xiang)述。

2）表面處理

該(gai)系(xi)列產(chan)品(pin)采用靜電涂(tu)(tu)裝新技(ji)術(shu)，以FP***建材涂(tu)(tu)料為(wei)主，可以滿(man)足客戶對產(chan)品(pin)表面色彩及(ji)環境協調一致的(de)(de)要求，同時產(chan)品(pin)自潔性(xing)高、抗蝕性(xing)強(qiang)，耐老化，適用于(yu)任何氣候環境。加工(gong)工(gong)藝設計為(wei)熱(re)浸鋅(xin)的(de)(de)基礎(chu)上涂(tu)(tu)裝，使產(chan)品(pin)性(xing)能大大提高，達到了***嚴格的(de)(de)AAMA2605.2005的(de)(de)要求，其它指(zhi)標(biao)均已達到或超過GB的(de)(de)相關要求。

3）充電涓流保護

易***太陽(yang)能電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)板(ban)對蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)時，蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)在達到峰(feng)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)后，如果(guo)繼續高(gao)壓(ya)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)容易造成蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的失(shi)水(shui)或失(shi)控(kong)(kong)；如果(guo)停止充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)時，蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)又(you)無(wu)法飽(bao)和。此款控(kong)(kong)制器(qi)在充(chong)(chong)(chong)(chong)到峰(feng)值(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)后立即降(jiang)壓(ya)1V，然后進(jin)入涓(juan)流充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)狀態，保證了(le)蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)可以穩定于飽(bao)滿狀態，同時又(you)避免(mian)了(le)失(shi)水(shui)或失(shi)控(kong)(kong)，類似于對蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)進(jin)行循環充(chong)(chong)(chong)(chong)，不僅高(gao)效的保護了(le)蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)，還(huan)提升了(le)蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)次(ci)數，使用壽命(ming)更(geng)長。