太陽能路燈系統(tǒng)容量計算

太陽能路燈系統(tǒng)容量計算

1太陽能燈在國內(nèi)的應(yīng)用情況作為一種“無用、無所用為、無用”的安全環(huán)保新能源，太陽越來越受到重視。近年來，日本電視臺在中國許多城市的應(yīng)用越來越激烈，其良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)得到了高度的認(rèn)可。目前太陽能路燈主要應(yīng)用于學(xué)校、公園、住宅小區(qū)、別墅、道路、警示照明等區(qū)域。2能源路燈的基本組成和工作原理2.1太陽能路燈的基本組成太陽能路燈主要由太陽能電池組件、組件支架、光源、燈具、控制器、蓄電池組和燈桿等構(gòu)成。2.2蓄電池上充放電控制器響應(yīng)太陽能電池組件利用“光生伏打”效應(yīng)原理,在白天接收太陽輻射能并轉(zhuǎn)化為電能,經(jīng)過充放電控制器儲存在蓄電池中,夜晚當(dāng)照度逐漸降低至設(shè)定照度值,太陽能電池組件開路電壓達(dá)到設(shè)定電壓,充放電控制器檢測到這一電壓值后立即動作,蓄電池便開始為光源提供電源。蓄電池放電達(dá)到設(shè)定小時后,充放電控制器立即動作,蓄電池放電結(jié)束。3能源能源路燈的系統(tǒng)設(shè)計3.1燈的排列布置道路平均照度(E)計算公式式中:φ為光源的總光通量;N為路燈布置取值,當(dāng)路燈為相對矩形排列布置時取2,當(dāng)單側(cè)和交錯布置時取1;U為利用系數(shù);K為維護(hù)系數(shù);S為燈桿間距;W為路面寬度。根據(jù)《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》及道路類型的照度要求來確定太陽能路燈燈具的功率,根據(jù)每天照明的時間可計算出每天負(fù)荷的用電量。3.2水平面全年太陽輻射量oh太陽電池組件容量計算公式為式中:Q為日用電量,Wh;η為系統(tǒng)的效率;I0為標(biāo)準(zhǔn)太陽輻射強(qiáng)度,1000W·m-2;Ih為傾斜太陽能組件上的太陽輻射量,MJ·m-2。當(dāng)?shù)厮矫婺昶骄栞椛淞縄t,傾斜面上的太陽輻射量為Ih=1.1*It。經(jīng)計算可以確定太陽能路燈系統(tǒng)太陽電池組件的容量。3.3u2009蓄電池充放電效率蓄電池容量計算公式為式中:D為最長無日照期間用電天數(shù),一般取3d;Q為日用電量,Wh;L為蓄電池組充放電效率;U為蓄電池的放電深度;Ka為線路損失;Vt為系統(tǒng)工作電壓。經(jīng)計算可以確定太陽能路燈系統(tǒng)蓄電池組的容量。4設(shè)備的主要部件分析4.1太陽能電池和鎘電池目前市場上商用太陽能電池主要有以下幾種類型:單晶硅太陽能電池,多晶硅太陽能電池,非晶硅太陽能電池,碲化鎘電池,銅銦硒電池,等。單晶硅、多晶硅太陽能電池由于制造技術(shù)成熟、產(chǎn)品性能穩(wěn)定、使用壽命長、光電轉(zhuǎn)換效率相對較高的特點,被廣泛應(yīng)用于太陽能路燈系統(tǒng)中。4.2蓄電池貯能系統(tǒng)蓄電池是系統(tǒng)中使用壽命最短的部件,到一定時間后要進(jìn)行更新,所以選型時壽命指標(biāo)是很重要的參數(shù)。另外蓄電池在青海高寒地區(qū)的適用性指標(biāo)也很重要。目前可再生能源發(fā)電領(lǐng)域常用的貯能系統(tǒng)主要有鉛酸蓄電池(閥控密封式、開口式、膠體鉛酸蓄電池等)和鎘鎳蓄電池。太陽能路燈系統(tǒng)中大多使用膠體酸蓄電池作為儲能設(shè)備,由于其電池性價比較高,得到較為廣泛的使用。4.3太陽能燈器控制器控制器雖然是整個系統(tǒng)中價值最小的部分,卻是非常重要的一個部件,控制器的好壞直接影響到太陽能路燈系統(tǒng)的壽命?？刂破鞯倪x擇應(yīng)遵循以下原則:功耗較低,充電效率高,功率可調(diào)節(jié),對蓄電池具有最佳保護(hù)方式,等。4.4常用照明體系目前市場上用于太陽能照明系統(tǒng)采用的光源較多,主要有無極燈、高壓鈉燈、陶瓷金鹵燈、LED燈等,各種光源各有特點,在應(yīng)用時應(yīng)根據(jù)道路照明要求及適用性選型。各種光源的特點如下:無極燈:光效60lm·W-1,具有壽命長、啟動快、無頻閃、色溫高、顯色指數(shù)高、發(fā)出的光接近于自然光、性價比高等優(yōu)點;缺點是光效不是太高,在低溫環(huán)境下達(dá)不到預(yù)期照明效果。高壓鈉燈:光效72~107lm·W-1,具有壽命較長、透霧能力強(qiáng)、光效高等優(yōu)點;其缺點是啟動時間長、顯色指數(shù)低、色溫低;一般使用在城市主次干路和農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)主干路上。陶瓷金鹵燈:光效64~80lm·W-1,具有光效高、色溫高、可在環(huán)境較差的條件下正常運行等優(yōu)點;其缺點是壽命短、啟動時間長等;適合安裝在高寒地區(qū)以及對顏色識別較高的道路上。LED燈:具有光效高(70~100lm·W-1)、壽命長(可達(dá)10萬h)、高節(jié)能等優(yōu)點,在現(xiàn)代照明體系中日益凸現(xiàn)優(yōu)越性;其缺點是成本較高。5設(shè)備的選擇與選擇對太陽能路燈設(shè)備進(jìn)行選型和優(yōu)化設(shè)計時不應(yīng)只考慮其經(jīng)濟(jì)性,必