导言
LED发光原理为固体发光,按固体发光物理学原理,LED的光谱简直悉数集中于可见光频段,所以发光功率高达90%以上,因而,LED被誉为21世纪新光源,行将成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源,被公认为当时十大前沿技能之一,LED光源这种新式照明光源必将会替代传统照明光源,正带动着一场新的产业革新——照明革新。
1体系简介
一套完好的LED太阳能路灯体系包含:LED光源、操控器、蓄电池、太阳能电池组件及灯体。白日,太阳能电池组件将光能转化为电能经过操控器贮存到蓄电池内,晚上蓄电池经过操控器给光源供电,使其转化为光能,照明路途。灯体首要起体系防护及白日的装修作用,确保这一循环正常运转。其间LED光源、操控器、蓄电池是决议路灯体系功用的要害,在规划中有必要对其进行优化规划,合理装备。
1)体系匹配问题
现在做太阳能灯具的厂家往往过多的寻求造型规划,而把最重要的体系匹配规划疏忽了,不经过深化考虑,简略核算完事,最终导致灯具呈现许多问题;还有些厂家为了营建自己产品的价格优势,不惜牺牲体系稳定性,这些作法都是不可取的。
匹配规划是关系到体系可靠性和稳定性的重要要素,要引起注重,首要应考虑以下几个方面:
(1)太阳电池发电量和负载耗电量配比合理。
(2)耗电量和蓄电池容量配比应满意继续阴雨天数要求且放电深度合理。
(3)太阳电池充电电流和蓄电池容量配比合理。
(4)负载放电电流与蓄电池容量配比合理。
2)LED路灯技能特色
路途照明的意图是为夜间行车者供给一个视觉安全可靠的条件,高亮度的LED路灯,它的亮度有必要在契合现有路途条件下,交通安全所有必要到达的亮度要求。其发光功率和发光强度能够到达现有路途照明所需求的亮度要求。路途照明自2007年7月1日起施行建设部的行业标准CJJ45-2006《城市路途照明规划标准》,对路途照明照度要求见表1.为了使规划更趋于完美,首要应该对以下几点进行精心的考虑:
(1)光源的挑选
与惯例照明比较,LED优势显着。LED归于低压供电,绝缘要求不高,不需求变压器、镇流器、启动器等附件,显着节约出资;结构简略,归于固体光源,不需求充气,不需求玻璃外壳,也不存在气体密封等问题,并且耐冲击,耐轰动,不易破碎;LED是冷光源,可控性好,呼应时刻快,可重复频频亮灭,不会疲倦;超低能耗,超长寿数等。
LED路灯的智能化中心在于开关电源的规划。现在运用较广泛的LED路灯开关电源一般具有整流滤波电路、调整电路、采样电路、过流维护电路和DC恒流输出电路。
在大功率LED运用中,散热是另一个首要考虑的方面,现在LED的能耗中约80%以上转化为热量,而半导体器材是不耐高温的,散热做欠好,会引起很严峻的光衰,一些严峻的半年内或许降到本来的一半,在路灯上大功率LED多是多颗串并联运用,必需选用铝合金多翅片风)令散热器。
(2)蓄电池的挑选
阀控式密封铅酸电池在我国推广运用已有十多年了,因为其具有体积小、分量轻、自放电小、寿数长、节约出资、装置简洁、安全可靠、运用方便、少维护不溢酸雾、对环境无腐蚀、无污染等优秀特性,并可完成无人值守和微机监控的现代化管理方法;因而在光电路灯、光伏工程中被许多运用。但要正确理解“免维护”的意义,确保体系的安全可靠。
在运用过程中,对阀控式铅酸蓄电池的维护需求树立准确的充放电准则并加以施行,才能使该蓄电池到达最优的功用和最长的运用寿数。国内外许多研讨的结果表明,充放电方法决议了蓄电池运用的寿数,有一些蓄电池与其说是运用坏的,不如说是充电方法不当被损坏的。
太阳能灯具从经济性和可靠性视点归纳考虑,一般以全年均匀日照时数规划核算灯具装备,而实际作业时,往往都是由操控器时控功用设定一个作业时数,如6小时、8小时、1O小时等,这样就形成了一年里每天作业时刻都相同,即每天耗电量相同,但太阳能灯具是靠太阳作业的,而太阳辐射量随不同的时节是有很大差异的,即每个灯具(太阳电池组件必定)各个时节的均匀日发电量是大不相同的。
德州区域全年均匀峰值日照时数约为4.44小时,春季:4.43小时、夏日:6.1 7小日寸、秋季:4.47小时、冬天:2.65小日寸。因均匀每天发电量是和均匀峰值日照实数成正比的,所以可得春季和秋季发电量和耗电量根本到达一个平衡,夏日电量殷实;冬天电量短少。
这样夏日形成了必定的糟蹋,而冬天却严峻不足,很简单形成蓄电池过放电,影响蓄电池寿数。出于自放电、体系匹配、本钱等要素是极端不经济和不实用的。所以操控负载时刻不失为一种解决办法,依据德州峰值日照时数可得:夏日均匀峰值日照时数比全年均匀峰值日照时数比冬天均匀峰值日照时数=6.1 7:4.44:2.65=7:5:3,则按全年峰值日照时数规划每天作业1O小时的太阳能灯具依据7:5:3这个比值可得出夏日最多答应作业14小时,冬天最多答应作业6小时(留意:未考虑时节不同温度等的影响)。鉴于此,为了使蓄电池在冬天不至于过放电,可调整负载作业时刻为小于或等于6小时。
(3)操控器的规划
因为太阳能电池组件的发电量随天气状况、日照时刻而改变,十分不稳定,因而太阳能光伏独立发电体系中对蓄电池的充放电操控要比一般运用中对蓄电池的充放电操控更杂乱一些。操控器规划是否完善,直接决议整个太阳能路灯体系能否顺畅运转。
操控器最重要的模块便是PWM调光操控器和恒流模块。曩昔许多出资都投向太阳能电池和LED.很少有人关心到这两部分,以至于现在市面上的操控器大都没有PWM调光的才能,而现在的恒流模块绝大多数都是选用从国外进口的芯片。在太阳能路灯中通常是选用铅蓄电池作为能量贮存单元的,而铅蓄电池的输出电压从满充到满放,其电压改变是会挨近20%的。所以它所引起的LED电流改变就有或许超越4倍以上。明显这是彻底不能答应的。所以必定要把电流稳定。
别的,经过在LED路灯中参加智能型操控器,使LED路灯有了光控、时刻操控和温度操控,能够依据环境亮度主动启闭路灯,避免白日亮灯形成糟蹋;能够使路灯鄙人深夜至拂晓时刻段路途行车和行人流量削减时主动下降供电电流,将照度操控在安全规模,然后起到添加节能作用和延伸灯具运用寿数的成效;当LED作业温度挨近其极限临界温度时,主动下降其作业电流,既维护光源不受危害,又确保路途的安全照度。
(4)其他方面
因为路灯是悬臂结构,在自然环境下,遭到风的剪力,高空悬挂,结构安满是第一位的。所以,尽量简化结构,规划为流线型,以削减风阻,添加雨水的流速,并留意减轻分量,一是节约有色金属,二是削减自重所带来的应力问题,添加路途照明的安全性。现在公知的太阳电池组件,所选用的封装结构为:玻璃一EVA一单体太阳电池一EVA-TPT膜层叠封装,再拼装导线、接线盒、边际密封带和铝边框,这种结构中的单体电池的衔接是经过互连条直接衔接的。太阳电池组件仅仅起到了将太阳能转换成的电能的发电作用,装修作用很少,而其要留意防风防尘等长时间野外条件下的气候影响。
2结束语
我国的路灯总数超越1亿盏,只需其间的6 000万盏改成太阳能路灯,其每年节约的电量就超越一个三峡水电站的发电量。如果把往后每年新增的2 000万盏路灯悉数改用太阳能路灯,三年下来又是一个三峡水电站。其节能的作用是十分可观的。