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太阳能路灯构成及作业原理图

2017-06-25 23:48分类:电工基础知识 阅读:

 

太阳能路灯首要由太阳能电池组件(晶硅、非晶硅)、风机、组件支架、光源、操控器、蓄电池、灯杆等及有些构成。

  而太阳能路灯的工作原理终究是如何的呢?太阳能路灯运用光生伏特效应原理制成的太阳能电池,白日太阳能电池板接纳太阳辐射能并转化为电能输出,通过充放电操控器储存在蓄电池中,夜晚当照度逐步下降至10LX摆布、太阳能电池板电压为4.5v摆布,充放电操控器侦测到这一电压值后动作,蓄电池对光源放电,蓄电池放电设守时刻后,充放电操控器动作,蓄电池放电结束。

  太阳能电池板光效到达127Wp/m2,功率较高,对体系的抗风计划十分有利;灯头有些以1W白光LED和1W黄光LED集成于打印电路板上摆放为必定间隔的点阵作为平面发光源。

  操控箱箱体以不锈钢为质料,美丽经用;操控箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电操控器。本体系选用阀控密封式铅酸蓄电池,因为其维护很少,故又被称为“免维护电池”,有利于体系维护费用的下降;充放电操控器在计划上统筹了功用完备(具有光控、时控、过充维护、过放维护和反接维护等)与本钱操控,结束很高的性价比。


 工作原理介绍

  体系工作原理简略,运用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白日

  太阳能电池板接纳太阳辐射能并转化为电能输出,通过充放电操控器储存在蓄电池中,夜晚当照度逐步下降至10lux摆布、太阳能电池板开路电压4.5V摆布,充放电操控器侦测到这一电压值后动作,蓄电池对灯头放电。蓄电池放电8.5小时后,充放电操控器动作,蓄电池放电结束。充放电操控器的首要效果是维护蓄电池。

  体系计划思维

  太阳能路灯的计划与通常的太阳能照明比照,根柢原理一样,可是需要思考的环节更多。下面将以香港真明媚集团有限公司的这款太阳能LED大功率路灯为例,分几个方面做剖析。

  太阳能电池组件选型

  计划恳求:广州区域,负载输入电压24V功耗34.5W,天天工作时数8.5h,确保接连阴雨天数7天。

  ⑴广州区域近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2,经简略核算广州区域峰值日照时数约为3.424h;

  ⑵负载日耗电量==12.2AH

  ⑶所需太阳能组件的总充电电流=1.05×12.2×÷(3.424×0.85)=5.9A

  在这儿,两个接连阴雨天数之间的计划最短天数为20天,1.05为太阳能电池组件体系归纳丢掉系数,0.85为蓄电池充电功率。

  ⑷太阳能组件的起码总功率数=17.2×5.9=102W

  选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件,应当能够确保路灯体系在一年大大都状况下的正常工作。

  蓄电池选型

  蓄电池计划容量核算比照于太阳能组件的峰瓦数要简略。

  依据上面的核算知道,负载日耗电量12.2AH。在蓄电池充溢状况下,能够接连工作7个阴雨天,再加上榜首个黑夜的工作,蓄电池容量:

  12.2×(7+1)=97.6(AH),选用2台12V100AH的蓄电池就能够满意恳求了。

  太阳能电池组件支架

  倾角计划

  为了让太阳能电池组件在一年中接纳到的太阳辐射能尽或许的多,咱们要为太阳能电池组件挑选一个最好倾角。

  对于太阳能电池组件最好倾角疑问的议论,这些年在一些学术刊物上呈现得不少。本次路灯运用区域为广州区域,依据本次计划参看有关文献中的材料[1],选定太阳能电池组件支架倾角为16o。

  抗风计划

  在太阳能路灯体系中,构造上一个需要十分注重的疑问便是抗风计划。抗风计划首要分为两大块,一为电池组件支架的抗风计划,二为灯杆的抗风计划。下面按以上两块别离做剖析。

  ⑴太阳能电池组件支架的抗风计划

  依据电池组件厂家的技能参数材料,太阳能电池组件能够接受的顶风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s(恰当于十级飓风),依据非粘性流膂力学,电池组件接受的风压只需365Pa。所以,组件自身是彻底能够接受27m/s的风速而不至于损坏的。所以,计划中要害要思考的是电池组件支架与灯杆的联接。

  在本套路灯体系的计划中电池组件支架与灯杆的联接计划运用螺栓杆固定联接。

  ⑵路灯灯杆的抗风计划

  路灯的参数如下:

  电池板倾角A=16o灯杆高度=5m

  计划挑选灯杆底部焊缝宽度δ=4mm灯杆底部外径=168mm

  3,焊缝地址面即灯杆损坏面。灯杆损坏面抵挡矩W的核算点P到灯杆遭到的电池板效果荷载F效果线的间隔为PQ=[5000+(168+6)/tan16o]×Sin16o=1545mm=1.545m。所以,风荷载在灯杆损坏面上的效果矩M=F×1.545。

  依据27m/s的计划最大容许风速,2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的根柢荷载为730N。思考1.3的安全系数,F=1.3×730=949N。

  所以,M=F×1.545=949×1.545=1466N.m。

  依据数学推导,圆环形损坏面的抵挡矩W=π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。

  上式中,r是圆环内径,δ是圆环宽度。

  损坏面抵挡矩W=π×(3r2δ+3rδ2+δ3)

  =π×(3×842×4+3×84×42+43)=88768mm3

  =88.768×10-6m3

  风荷载在损坏面上效果矩致使的应力=M/W

  =1466/(88.768×10-6)=16.5×106pa=16.5Mpa<<215Mpa

  其间,215Mpa是Q235钢的抗弯强度。

  计划挑选的焊缝宽度满意恳求,只需焊接质量能确保,灯杆的抗风是没有疑问的。

  操控器

  太阳能充放电操控器的首要效果是维护蓄电池。根柢功用有必要具有过充维护、过放维护、光控、时控与防反接等。

  在选用器材上,如今有选用单片机的,也有选用比照器的,计划较多,各有特征和长处,应当依据客户群的需要特征选定相应的计划,在此纷歧一胪陈。

  外表处理

  该系列商品选用静电涂装新技能,以FP专业建材涂料为主,能够满意客户对商品外表颜色及环境谐和一起的恳求,一起商品自洁性高、抗蚀性强,耐老化,适用于任何气候环境。加工技能计划为热浸锌的根底上涂装,使商品功用大大跋涉,到达了最严峻的AAMA2605.2005的恳求,其它方针均已到达或逾越GB的有关恳求。

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