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太阳能、市电互补LED路灯控制器研究

2022-04-06 00:43分类:电子元器件 阅读:

 

文章内容详细介绍了一种光学相辅相成LED 路灯控制, 该控制板操纵太阳能发电太阳能电池板对电池组蓄电池充电,即时检验蓄电池容量,并且用光学相辅相成方法对负荷供电系统。与此同时论述了太阳能发电LED 道路路灯选用光学相辅相成技术性,既能提升稳定性,又能控制成本,是当前处理太阳能发电LED 道路照明的最好的选择,并依据LED路灯负荷测算了蓄电池容量和太阳能发电太阳能电池板容积的搭配关联。

  前言

  光学相辅相成LED 道路照明系统软件也是以太阳能电池板发电量为主导,以一般220V交流电流填补电磁能辅助的道路照明系统软件,选用此系统软件,太阳能电池组和蓄电池容量能够制定得小一些,大部分是当日大白天有太阳,当日就用太阳能发电站与此同时给电瓶充电,到天黑了时电瓶充放电把负荷LED 照亮。在中国大多数地域,全年度大部分都是有三分之二之上的晴空万里气温,那样该系统软件全年度就会有三分之二之上的时长用太阳能发电点亮道路路灯,剩下的时间用电压填补动能,既减少了光伏发电照明灯具系統的一次性项目投资,又拥有明显的节能环保实际效果,是太阳能发电LED路灯照明灯具在目前营销推广和推广的有效的方式。

  1 光学相辅相成LED 照明灯具控制系统设计

  1.1 LED 照明灯具负荷

  假定光学相辅相成LED 路灯杆高宽比为10m,阳光照射流明值大概25 lm,采用1W、3.3V、350mA 的LED 灯构成双路道路路灯,每一路14 串2 并共28W,双路为56W。设道路路灯每日均值照明灯具10 钟头,LED 道路路灯前5 钟头全亮,后5 钟头色度递减,即充电电池耗费降低一半。

  所需具体工作电压为:

  350mA&TImes;2&TImes;2=1.4A

  每日以10 小时计算,负荷需要安时长为:

  1.4A&TImes;5h 1.4A&TImes;0.5×5h=10.5Ah

  工作电压为:

  3.3V×14=46.2V

  1.2 电瓶组容积设计方案

  1.2.1 电瓶的采用

  太阳能灯用电瓶因为经常处在电池充电、充放电循环系统中,并且会时常产生过度充电或深层充放电等状况,因而电瓶工作中特性和循环系统使用寿命变成 最受关心的难题。阀控式密闭式型铅酸蓄电池具备不用维护保养、不向空气中排出来氡气和有机气体、安全系数好、价钱劣等优势,因此被广泛运用。电瓶过电池充电、过充放电及其电瓶工作温度等全是危害电池使用寿命的主要要素,因此 在控制板时要关键采用保障措施。

  1.2.2 电瓶组容积的测算

  在光学相辅相成道路路灯体系中,是靠太阳能发电和电压相辅相成对LED 道路路灯开展供电系统的。因为自然光随天气变化区别非常大,大白天自然光强时,太阳能发电光伏板给电瓶充电;夜里电池给负荷供电系统。阴雨天时,负荷用电量从电瓶获得,当电瓶充放电工作电压降至最少容许程度时,全自动变为电压补充。电瓶的容积对确保稳定性供电系统很重要,电池电量过大造成 成本费价钱上升,容积过小,又不可以充分运用太阳能发电做到节能环保的目地。

  蓄电池容量Bc 计算方法:

  Bc = A×QL×NL×T0/CC Ah (1)

  式(1)中A 为安全性能,取1.1~1.4 中间,本式为A=1.2;QL 为负荷日均值用电量,为工作中电流量乘于日工作中钟头,QL=10.5Ah;NL 为最多持续下雨天数,因为选用光学相辅相成,故能够取NL=1 天;T0 为溫度修正系数,一般在0℃左右为1.1,- 10℃下列取1.2,本式取T0=1.1;CC 为电瓶充放电深层,一般铅酸蓄电池取0.75,偏碱镍镉电瓶取0.8,本式中CC =0.75。

  因而,Bc = A×QL×NL×T0/CC=1.2 ×10.5 ×1×1.1/0.75=18.5Ah,具体设计方案中,大家采用48V、40Ah 免维护保养阀控密封性铅酸电池。

  1.2.3 太阳能电池板矩阵设计方案

  太阳能电池板部件以一定数量串连起來,可得到所须要的工作标准电压。可是太阳能电池板的串连务必适度,串连数太少,串联电压小于电瓶浮充工作电压,太阳能发电锂电池组矩阵就无法对电瓶充电;若串连数过多,使输出电压远超浮充工作电压时,电流也不会有显著增加。因而,仅有当太阳能电池板部件串联电压相当于适合电池充电工作电压时,才可以达到最佳情况。

  太阳能发电锂电池组的输出电压一般取汽车电瓶电压的1.2~1.5 倍,当取1.35 倍时,汽车电瓶电压为48V×1.35=64.8V,这里取65V。

  若当日无自然光时,电瓶夜里给负荷充放电容积为:

  Bcb = A×QL×NL = 1.2×10.5×1 = 12.6Ah

  郑州市地域按5 钟头自然光给电瓶充电,电流量为:

  I = 12.6Ah/5h = 2.52A

  因此 太阳能电池板矩阵输出功率为:

  P = UI = 65V×2.52A = 163.8W

  具体可选用4 块36V 48W 太阳能发电太阳能电池板,共192W,分2组,每一组2 块串连,工作电压为72V。

  2 控制板及原理介绍

  2.1 光学相辅相成LED 路灯控制体系结构

  光学相辅相成LED 道路路灯自动控制系统构造方框图如图所示1所显示,本体系中核心部件是控制板,控制板的基本功能具体有:

  (1)大白天对光伏光伏板的工作电压和电流量开展检验,根据MPPT 优化算法跟踪太阳能发电太阳能电池板较大功率点,使太阳能发电太阳能电池板以较大功率给电瓶充电,并操纵太阳能电池板对电瓶开展快速充电的方法;(2)操纵光学相辅相成全自动变换,夜里操纵电瓶充放电,推动LED 负荷照明灯具;当在太阳光阳光照射不够或下雨气温,电瓶充放电工作电压达最少工作电压时,能自行转换到电压供LED 道路路灯照亮;(3)对电瓶推行过充放电维护、过充电保护、过流保护、接反维护和旋光性维护;(4)操纵LED 灯的电源开关,根据对外开放环保监测,能够操纵LED 灯打灯、熄灯時间。

  

光电互补LED路灯控制系统结构框图

  

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