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太陽能路燈的實際應(yīng)用
太陽能路燈的實際應(yīng)用
隨著傳統(tǒng)能源的日益緊缺,太陽能的應(yīng)用將會越來越廣泛,尤其太陽能發(fā)電領(lǐng)域在短短的數(shù)年時間內(nèi)已發(fā)展成為成熟的朝陽產(chǎn)業(yè)。
1:目前制約太陽能發(fā)電應(yīng)用的*重要環(huán)節(jié)之一是價格,以一盞雙路的太陽能路燈為例,兩路負載共為60瓦,(以長江中下游地區(qū)有效光照3.5-4.5h/天、每夜放電7小時、增加電池板20%預(yù)留額計算)其電池板就需要160W左右,按每瓦30元計算,電池板的費用就要4800元,再加上180AH左右的蓄電池組費用也接近1800左右,整個路燈一次性投入成本大大高于市電路燈,造成了太陽能路燈應(yīng)用領(lǐng)域的主要瓶頸。
2:蓄電池的使用壽命也應(yīng)該考慮在整個路燈系統(tǒng)應(yīng)用中,一般的蓄電池保修三年或五年,但一般的蓄電池在一年、甚至半年以后就會出現(xiàn)充電不滿的情況,有些實際充電率有可能下降到50%左右,這必將影響連續(xù)陰雨天時期的夜間正常照明,所以選擇一款較好的蓄電池尤為重要。
3:
因為LED燈的壽命較長、且可以通過夜間分時段調(diào)低功率工作,一般工程商都會選用LED燈做為太陽能路燈的照明,但是LED燈的質(zhì)量層差不齊,光衰嚴(yán)重的LED半年就有可能衰減50%光照度。所以一定要選擇光衰較慢的LED燈,LED燈*主要的要做好散熱與恒流問題,恒流可以通過另加恒流驅(qū)動或者使用控制器恒流,散熱就必需依靠鋁板來散熱,*好是在鋁板下面增加銅片或銅管來更有效的散熱,控制好溫度,LED的壽命才會更長。
4:控制器的選擇往往也是被工程商忽略的一個問題,控制器的質(zhì)量參差不齊,12V/10A的控制器市場價格在100-200元不等,雖然是整個路燈系統(tǒng)中價值*小的部分,但它卻是非常重要的一個環(huán)節(jié)??刂破鞯暮脡闹苯佑绊懙教柲苈窡粝到y(tǒng)的組件壽命以及整個系統(tǒng)的采購成本。
一:應(yīng)該選擇功耗較低的控制器,控制器24小時不間斷工作,如其自身功耗較大,則會消耗部分電能,*好選擇功耗在5毫安以下的控制器。
二:要選擇充電效率高的控制器,具有MCT充電模式的控制器能自動追蹤電池板的*大電流,尤其在冬季或光照不足的時期,MCT充電模式比其他高出20%左右的效率。
三:應(yīng)選擇具有調(diào)節(jié)功率的控制器,具有功率調(diào)節(jié)的控制器已被廣泛推廣,可以在夜間行人
稀少時段自動調(diào)低LED燈的工作電流,節(jié)約用電,同時也節(jié)省了電池板的配置比例。
除選擇以上節(jié)電功能外,還應(yīng)該注重控制器對蓄電池等組件的保護功能,像具有涓流充電模式的控制器就可以很好的保護蓄電池,增加蓄電池的壽命,另外設(shè)置控制器欠壓保護值時,盡量把欠壓保護值調(diào)在
≥ 11.1V ,防止蓄電池過放,蓄電池的過充、過放都會降低使用壽命。
5:
距離市區(qū)較遠的地方還應(yīng)該注意防盜工作,很多工程商因為施工疏忽,沒有進行有效的防盜,導(dǎo)致蓄電池、電池板等組件被盜,不僅影響了正常照明,也造成了不必要的財產(chǎn)損失。目前工程案例中被盜居多為蓄電池與電池板,蓄電池埋于地下用水泥澆筑是一種有效防盜措施,并且可以起到恒溫的作用。在燈桿上加裝蓄電池箱的*好將其進行焊接加固,另外蓄電池如果離控制器較遠,一定要加配溫度傳感線,不然控制器無法探測蓄電池的溫度,無法給予相關(guān)的溫度補償。電池板的被盜主要由于燈桿較低或燈桿周圍有攀附物,所以燈桿的高度*好設(shè)計在5M以上。
6:
控制器的防水,控制器大都裝于燈罩、蓄電池箱中,一般也不會進水,但在實際工程案例中有些因為安裝不當(dāng)或者有的控制器的電路板沒有做三防漆處理,會因為雨水順著控制器端子的外接線流入控制器造成短路。所以在施工時應(yīng)該注意將控制器端子內(nèi)部連接線彎成“U”字型并固
型, 暴露在外部的連接線也固定為“U”型,這樣雨水就無法淋入造成控制器短路,另外還可在內(nèi)外線接口處涂抹防水膠來防水。
7:在眾多太陽能路燈實際應(yīng)用中,很多地方的太陽能路燈不能滿足正常照明需要,尤其在的連續(xù)陰雨天和冬季光照不足時期更為突出,除使用了質(zhì)量較差的相關(guān)組件外,另一個主要的原因就是一味降低組件成本,不按需求設(shè)計配置,減小電池板和蓄電池的使用標(biāo)準(zhǔn),所以導(dǎo)致在陰雨天路燈無法提供照明。
以下提供太陽能電池板和蓄電池配置計算公式:
一:首先計算出電流:
如:12V蓄電池系統(tǒng);30W的燈2只,共60瓦。
電流 = 60W÷12V= 5 A
二:計算出蓄電池容量需求:
如:路燈每夜照明時間9.5小時,實際滿負載照明為 7小時(h);
例一:1 路 LED 燈
(如晚上7:30開啟100%功率,夜11:00降至50%功率,凌晨4:00后再100%功率,凌晨5:00關(guān)閉)
例二:2 路非LED燈 (低壓鈉燈、無極燈、節(jié)能燈、等)
(如晚上7:30兩路開啟,夜11:00關(guān)閉1路,凌晨4:00開啟2路,凌晨5:00關(guān)閉)
需要滿足連續(xù)陰雨天5天的照明需求。(5天另加陰雨天前一夜的照明,計6天)
蓄電池 = 5A × 7h ×( 5+1)天
= 5A × 42h=210 AH
另外為了防止蓄電池過充和過放,蓄電池一般充電到90%左右;放電余留5%-20%左右。所以210AH也只是應(yīng)用中真正標(biāo)準(zhǔn)的70%-85%左右。另外還要根據(jù)負載的不同,測出實際的損耗,實際的工作電流受恒流源、鎮(zhèn)流器、線損等影響,可能會在5A的基礎(chǔ)上增加15%-25%左右。
三:計算出電池板的需求峰值(WP):
路燈每夜累計照明時間需要為 7小時(h);
★:電池板平均每天接受有效光照時間為4.5小時(h);
*少放寬對電池板需求20%的預(yù)留額。
WP÷17.4V = (5A × 7h × 120%)÷ 4.5h
WP÷17.4V = 9.33
WP = 162(W)
★ :4.5h每天光照時間為長江中下游附近地區(qū)日照系數(shù)。
另外在太陽能路燈組件中,線損、控制器的損耗、及鎮(zhèn)流器或恒流源的功耗各有不同,實際應(yīng)用中可能在15%-25%左右。所以162W也只是理論值,根據(jù)實際情況需要有所增加。