太阳能LED路灯项目实施方案.pdf
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1、太阳能 LED 灯实施方案 一、项目实施步骤 一、需求分析(略) 二、功能分析 LED 太阳能灯,具有节能、环保、寿命长,免维护等优点,光源可以采用几 百颗高亮度 LED 组成,内置路灯控制器(光控、时控)及LED 恒流驱动器,用户 只需要连接灯杆、蓄电池,就可以完成太阳能路灯的组装生产。产品适用于小区 道路、庭院、工业园区及新农村亮化工程的照明。 太阳能 LED 灯不需要外接 220V 电源,提高安全性。采用太阳能作为驱动。每 个 LED 灯组都配置一个单独的太阳能电池板,该电池板能够使电池在阳光充足的条 件下充电。可以将它们放置在家门口,信箱上,柱子等白天或者夜晚需要高亮度照 明的地方。灯
2、的电池不需要直接的太阳光,仅仅需要对着天空即可。只要有太阳 光,灯的电池就可以自动充电,同时,日落之后灯就会自动发亮。不需要 保养,不需要更换电池,不需要更换灯泡。 灯的特点: 1. 采用太阳能驱动,不需要电力 2. 采用 LED 为光源,不需要更换灯泡 3. 电池在充足电之后可以维持发光 4. 灯可以自动启动和关闭 5. 具备良好的防水和耐环境侵蚀的性能 2.1 、系统组成 太阳能LED 灯指的是用太阳能电池板作为能源采集方式替代传统的市电接 入方式,采集太阳能转换为电能存储到蓄电池,在需要照明时驱动照明设备,这 里的照明设备采用高亮度LED 替代传统的照明灯。 产品由四大部分组成,即: 1
3、)太阳能采集和转换部分太阳能板; 2)电能存储部分蓄电池; 3)照明部分高亮度LED 灯 4)控制电路; 5)其它如支撑部件,控制箱灯。 太阳能板蓄电池 LED 灯 控制电路 指示灯 图 3 系统电气连接示意图 组件功能类型 太阳能电池利用光伏效应将太阳能转换为单晶硅太阳电池、多 板电能晶硅太阳电池(总称 晶体硅太阳电池)和 非晶硅太阳电池 电池存储电能有铅酸免维护蓄电 池、普通铅酸蓄电池 和碱性镍镉蓄电池三 种,主要是第一个, 普通铅酸蓄电池需要 维护,而碱性镍镉蓄 电池较贵 LED 灯照明白色,彩色,单个大 功率或多个小功率 电路过充、过放保护,光控、时控,单片机或比较器方式 防反接, L
4、ED 恒流驱动 其它提供物理支撑,连线等灯架,控制箱,连线 表 1、 部件功能 2.2 、系统部件指标: 1、太阳能电池板指标: 材料(单晶硅,多晶硅,非晶体);非晶硅 光电效率; 价位; 30 元/W 峰值电压; 17.5 接口; 工作寿命 工作电流 太阳能板的面积、重量 工作条件(温度、湿度范围) -20度 80 度 使用单晶和多晶的电池片,功率从1W 到 190W 。电池片的厚度大约在 200-350 微米,使用高透光的钢化玻璃和TPT ,保证组件在恶劣环境下的良好 性能。组件用电镀的铝型材框架便于安装和携带,组件边框和电池片之间的距离 确保抵御气候变化的影响,同时保证组件的最经济尺寸。
5、 2、电池指标: 过充电压 14.4V+ -0.2V 容量 50AH 无电时的电压 接口(连线标准) 太阳能电池对电池充电的开关控制方式(放电 - 待机 - 充电) 电池的品种免维护铅酸电池 价位 工作寿命 工作条件 3、LED 灯: 实现方式 色彩 价位17元/W 功耗 电路形式 4、控制电路: 太阳能 LED 系统的控制电路需要具备以下四大功能: 充放电控制功能 路灯控制功能:时控、光控 LED 驱动 其他辅助功能。 另外,还需要有以下的特别功能: 1:太阳能板、蓄电池、负载反接无忧设计。绝对不用烧保险丝的办法来保 护电路。 2:智能电子保险丝设计具有过流保护、过温保护(特有)功能。 3:
6、大过流率 TVS 雷击保护 以上三项保护措施,可以使产品更可靠。 具体技术数据有: 12V, 24V 防蓄电池反接 防太阳能板反接 防负载反接 蓄电池过充保护 蓄电池过放保护 LED 灯恒流驱动 负载短路保护 智能充电算法 温度补偿 ( 选件 ) 系统状态指示 内置微控制器 路灯控制时控 (4-10 小时, 0:无定时 ) ,光控 三、实现 1、类似产品资料收集,市场分析; 2、产品分析,原理分析; 3、电路设计; 4、试验; 5、BOM 表,询价,试生产 二、项目研制分析 太阳照在地面太阳能电池方阵上的辐射光的光谱、光强受到大气层厚度( 即 大气质量 ) 、地理位置、所在地的气候和气象、地形
7、地物等的影响 , 其能量在一日、 一月和一年内都有很大的变化, 甚至各年之间的每年总辐射量也有较大的差别。 太阳能电池方阵的光电转换效率 , 受到电池本身的温度、太阳光强和蓄电池 电压浮动的影响 , 而这三者在一天内都会发生变化, 所以太阳能电池方阵的光电 转换效率也是变量。 蓄电池组也是工作在浮充电状态下的, 其电压随方阵发电量和负载用电量的 变化而变化 . 蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。 太阳能电池充放电控制器由电子元器件制造而成, 它本身也需要耗能 , 而使 用的元器件的性能、质量等也关系到耗能的大小, 从而影响到充电的效率等。 负载的用电情况 , 也视用途而定 , 如通信中继站、
8、无人气象站等 , 有固定的设备 耗电量 . 而有些设备如灯塔、航标灯、民用照明及生活用电等设备, 用电量是经常 有变化的。 因此 , 太阳能电源系统的设计 , 需要考虑的因素多而复杂 . 特点是 : 所用的数据 大多为以前统计的数据 , 各统计数据的测量以及数据的选择是重要的。 设计者的任务是 : 在太阳能电池方阵所处的环境条件下 ( 即现场的地理位置、太 阳辐射能、气候、气象、地形和地物等 ), 设计的太阳能电池方阵及蓄电池电源系统 既要讲究经济效益 , 又要保证系统的高可靠性。 某特定地点的太阳辐射能量数据, 以气象台提供的资料为依据, 供设计太阳 能电池方阵用 . 这些气象数据需取积累几
9、年甚至几十年的平均值。 地球上各地区受太阳光照射及辐射能变化的周期为一天24h. 处在某一地区 的太阳能电池方阵的发电量也有24h 的周期性的变化 , 其规律与太阳照在该地区 辐射的变化规律相同. 但是天气的变化将影响方阵的发电量. 如果有几天连续阴 雨天 , 方阵就几乎不能发电 , 只能靠蓄电池来供电 , 而蓄电池深度放电后又需尽快 地将其补充好 . 设计者多数以气象台提供的太阳每天总的辐射能量或每年的日照 时数的平均值作为设计的主要数据. 由于一个地区各年的数据不相同, 为可靠起 见应取近十年内的最小数据. 根据负载的耗电情况 , 在日照和无日照时 , 均需用蓄 电池供电 . 气象台提供的
10、太阳能总辐射量或总日照时数对决定蓄电池的容量大小 是不可缺少的数据。 对太阳能电池方阵而言 , 负载应包括系统中所有耗电装置 ( 除用电器外还有蓄 电池及线路、控制器等 ) 的耗量。 方阵的输出功率与组件串并联的数量有关 , 串联是为了获得所需要的工作电压, 并联是为了获得所需要的工作电流 , 适当数量的组件经过串并联即组成所需 要的太阳能电池方阵。 一、蓄电池组容量设计 1.1 蓄电池种类 后备式蓄电池通常用在 UPS 系统中,他不适合长期充放电,但是,他可以极 大程度的极限放电,比如 UPS 在短电后,为了保持输出供应,在全速维持着系统 运转,他绝对不允许蓄电池中途没电了或者放不光,否则柴
11、油引擎等还没有来得及 启动可能电力就中断了,这种事对于数据中心等场合,造成的后果可能是整个国 家甚至全世界的网络瘫痪。 而动力型蓄电池,比如电动车的就是,适合经常充电和放电,而且拥有比较 强的放电能力,持续大电流放电的性能的 启动型蓄电池就是通常见的那些,比如汽车等,他低温性能会比较好,可以 在瞬间释放大量的电流,这样启动引擎,但启动几下就要等一会让他恢复过来, 不然就没电了。事实上,除了这 3 类外,还有其他很多呢,比如通讯专用蓄电池, 缓冲蓄电池等。 1.2蓄电池组容量设计 太阳能电池电源系统的储能装置主要是蓄电池. 与太阳能电池方阵配套的蓄 电池通常工作在浮充状态下 , 其电压随方阵发电
12、量和负载用电量的变化而变化. 它的容量比负载所需的电量大得多. 蓄电池提供的能量还受环境温度的影响. 为 了与太阳能电池匹配 , 要求蓄电池工作寿命长且维护简单。 1. 蓄电池的选用 能够和太阳能电池配套使用的蓄电池种类很多 , 目前广泛采用的有铅酸免维护 蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种 . 国内目前主要使用铅酸免维 护蓄电池 , 因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点, 很适合用于 性能可靠的太阳能电源系统, 特别是无人值守的工作站. 普通铅酸蓄电池由于需 要经常维护及其环境污染较大, 所以主要适于有维护能力或低档场合使用. 碱性 镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、过放
13、性能, 但由于其价格较高, 仅适用于较 为特殊的场合。 2. 蓄电池组容量的计算 蓄电池的容量对保证连续供电是很重要的 . 在一年内 , 方阵发电量各月份有很 大差别 . 方阵的发电量在不能满足用电需要的月份 , 要靠蓄电池的电能给以补 足; 在超过用电需要的月份 , 是靠蓄电池将多余的电能储存起来 . 所以方阵发电量的 不足和过剩值 , 是确定蓄电池容量的依据之一 . 同样 , 连续阴雨天期间的负载用电也 必须从蓄电池取得 . 所以 , 这期间的耗电量也是确定蓄电池容量的因素之一。 因此 , 蓄电池的容量 BC 计算公式为 : BC=A QLNLTO/CC Ah(1) 公式中 : A 为安全
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- 太阳能 LED 路灯 项目 实施方案
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