在动力日益缺少、环境污染和环境维护越来越受注重的状况下,充沛开发运用太阳能已成为当时社会各界所重视的焦点之一。太阳能路灯作为新动力的一种典型运用,在国内的不少区域都有相应的运用实例。太阳能路灯具有装置后无需付出电费、无需架起输电线路或铺设电缆、清洁环保、维护费用低一级长处,受到了相关方的喜爱,在许多城市和村庄都能看见以实验或演示方式呈现的太阳能路灯。但现在太阳能路灯在运用中也存在不少问题,跟着实践运用的增多,接到用户投诉和报修的问题也越来越多。
1 太阳能路灯体系组成及运用中存在的问题
太阳能照明体系能够分红3大类型,包含独立体系、并网体系和混合体系。独立体系常见于居民区路灯、停车场标志灯和电网公共照明体系,它们一般需求电池,有较高的存储修正损耗和维护费用。
太阳能独立路灯体系依据负载可分红沟通型和直流型,如图所示。现在由于干流灯具都是沟通灯具,因而第1类太阳能照明体系运用较多(如太阳能低压节能灯) 。第2 类太阳能照明体系由于受现在光效、本钱等要素影响,运用量还不大,但跟着往后技能的改造,其运用也会越来越多。无极灯太阳能路灯的体系组成。
在保证灯具在规则作业条件的状况下,体系装备的好坏首要看太阳能组件、路灯操控器、蓄电池之间的匹配与否。而依据现在太阳能路灯呈现的问题和当时的技能水平,存在的问题首要有2点:
(1)路灯在运用一段时刻后,常常几天不作业;(2)规划蓄电池运用寿数在2~5年左右,实践蓄电池运用往往低于规划寿数,乃至缺乏1年。
2 问题剖析
不少厂家在路灯装备时不重视各个区域日照的详细不同,仅仅经历性地选配光伏组件,有时候为了满意客户低本钱的要求,低配了太阳能组件,或许只考虑单日发电量与耗电的匹配,而没有考虑蓄电池充电问题。
(1)路灯在运用一段时刻后,常常几天不作业。
呈现该问题的首要原因在于组件装备过低,也会有蓄电池装备过高的状况,但首要仍是前者。接连几天阴雨后,路灯体系蓄电池会过放,操控器会呈现过放维护,此刻假如太阳能发电量偏少,蓄电池电压达不到操控器的康复放电电压,操控器与负载间一向断电,组件容量过小或阴雨天过长必定导致长期不放电。因而在组件容量核算时需求考虑蓄电池充电时刻问题,尽可能2~3天充溢。
(2)规划蓄电池运用寿数在2~5年左右,实践蓄电池运用往往低于规划寿数,乃至缺乏1年。
呈现该问题的首要原因在于蓄电池装备或作业不妥。比方蓄电池容量相对于接连阴雨的天数偏小,或蓄电池作业时一向处于深度循环。其间第2种是首要原因。
有些厂家,为了削减呈现上面问题,往往把操控器康复放电电压设置过小,导致蓄电池往往充电很少就又处于放电状况,没有很好运用蓄电池,削减了其运用寿数。
因而在操控器康复放电的电压设置上需求合理挑选。
3 体系优化装备过程
以下就装备及以上问题提出相应的应对和优化办法。
以24V的40W无极灯为例,按每天运用小时数为8h、接连阴雨天4天要求,在镇江运用时,结合当地光照(如表1)详细装备过程如下:
(1)先确认蓄电池容量。
装备蓄电池时考虑放电深度0175、充放电功率0185及安全系数111等,依据负载预算蓄电池容量:
111 &TImes;40 &TImes;8 &TImes;4 ÷0185 ÷0175 ÷24 = 9211Ah此刻实践选用2个12V /100Ah蓄电池串联即可。
(2)开始装备太阳能组件。
在装备组件时参照当地日照辐射量,选取适宜的倾斜角,和并网发电不同,太阳能路灯应保证最低日照月份辐射尽可能大,如表1 所示。此刻倾斜角在30°,最低辐射在10月份,只要4113kWh /m2 /d,折算到规范日照强度1kW /m2 时为4113h /d。
考虑发电量会受方位角、尘埃、部分阳光遮挡、组件的光电转化功率和体系其他功率丢失等影响,体系规划寿数期内均匀发电功率按78%取值,一起考虑蓄电池体系功率问题。
光伏组件容量= 40 &TImes;8 ×111 ÷0185 ÷4113 ÷0178 = 12816Wp。此刻假如认为组件130Wp 够了,很可能呈现上面接连几天路灯不作业现象。
(3)优化组件装备
考虑到路灯接连作业要求在4天,为了保证在接连4天放电后,能赶快康复作业,组件容量需增大,缩短充溢电时刻,假如当地接连4天阴雨的天数较多,则充电时刻要操控在2天以内。
以选用160Wp 组件为例,预算充电时刻。充电功率在019~0195,取019。
均匀蓄电池充电时刻= 2 ×100 ×12 ×0175 / (019×0178 ×160 ×4145 ) = 316 天, 时刻过长。选取190Wp,此刻充电时刻在3 天左右。而240Wp 组件也需充电214天。考虑本钱等要素实践挑选190Wp组件。
从中能够看出在装备组件时不能只看单日耗电量,还要结合蓄电池容量来优化装备。
(4)路灯操控器挑选及优化
由于路灯作业电压是24V,蓄电池串联输出额外电压也是24V,所以操控器也应该挑选24V额外作业电压,其光伏组件的额外输出电压为34V。现在市场上大部分操控器最大输入电压是额外作业电压的2倍。因而对总容量为190Wp 的体系, 能够用2 块ZXM095W18V – 12502组件(单晶硅太阳能电池)串联构成,其参数见表。假如单块190Wp组件最大功率作业电压在30~34V亦可选用。
此刻串联作业电压= 3414V,最大输出开路电压= 4214V,短路电流= 5199A。因而操控器额外充电电流选用10A。
在操控器挑选时,还需求重视过充维护、康复充电、过放维护、康复放电电压,如图3所示。特别是针对康复放电电压,现在市场上24V操控器首要设置在25V以上,有些乃至是26V。就如前面剖析的第1个问题,此刻很可能呈现太阳能路灯接连几天不亮。
假如体系装备不合理,很可能会长期不作业,用户很可能就认为路灯坏了,企业名誉必定受到影响。因而对康复放电电压不能设置过高。
但相同的,假如为了削减呈现这种问题的时机,把康复放电电压设置过低,乃至低于23V,就如前面剖析的第2个问题,很可能会呈现运用寿数缩短的问题,特别对蓄电池更是如此。
针对操控器的这2个问题,为了统筹平衡,能够设置多项康复条件,而不再是固定的值。
4 作业原理
太阳能路灯作业原理是将太阳能提转化为电能然后完成照明,路灯顶部是太阳能电池板又叫光伏组件,白日这些多晶硅制成的光伏组件将太阳能转化为电能存储在蓄电池中,使太阳能路灯在智能操控器的操控下,太阳能电池板经过太阳光的照耀,吸收太阳能光并转化成电能,白日太阳电池组件向蓄电池组充电。黄昏,经过操控器的操控将电能输送给光源,为人们在夜晚进行照明。晚上蓄电池组供给电力给LED灯光源供电,完成照明功用。
太阳能路灯是经过太阳能进行发电,所以没有电缆线,不会发生漏电和其他的意外状况。直流操控器能保证蓄电池组不因过充或过放而被损坏,一起具有光控、时控、温度补偿及防雷、反极性维护等功用。无需铺设线缆、无需沟通供电、不发生电费。
太阳能路灯的低碳环保、安全可靠等一系列的长处,被广大客户认可,然后得到了大力的推行。因而,它能够广泛运用于城市主、次干道、小区、工厂、旅游景点、停车场等场所。
5 结束语
太阳能路灯是当时国内太阳能发电运用的一个首要范畴,特别在一些区域是作为太阳能运用的演示工程在做。其实践运用的好坏将很大程度上影响往后光伏体系在国内的推行运用。因而作为光伏工业中的一员,咱们需求加强对实践运用体系的经历堆集,归纳考量用户的本钱和体系的安稳。
跟着工业技能的改造,新材料、太阳能电池的转化功率、蓄电池的性价比、中心操控转化环节的改进,本钱必定会大大下降。