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太阳能LED路灯系统匹配设计

2022-06-04 10:37分类:电子元器件 阅读:

 

  前言

  LED发亮基本原理为固态发亮,按固态发亮物理基本原理,LED的光谱仪基本上所有集中化于能见光频率段,因此 发亮高效率达90%之上,因而,LED被称作二十一世纪新灯源,将要变成 继日光灯、荧光灯管、高韧性金属卤素灯以后的第四代灯源,被认可为当今十大前沿科技之一,LED光源这类新式照明灯具灯源必将会替代传统的照明灯具灯源,正推动着一场新的科技革命--照明灯具改革。

  1 系统软件介绍

  一套详细的LED太阳能灯系统软件包含:LED光源、控制板、电瓶、太阳能电池板部件及灯臂。大白天,太阳能电池板模块将太阳能转变成为电磁能根据控制板存储到电瓶内,夜里电瓶根据控制板给灯源供电系统,使其转换为太阳能,照明灯具路面。灯臂关键起系统软件安全防护及大白天的装修功效,确保这一循环系统一切正常运作。在其中LED光源、控制板、电瓶是决策道路路灯系统软件功能的重要,在制定中需要对其开展可靠性设计,合理布局。

  1)系统软件配对难题

  如今做太阳能灯具的厂商通常太多的追求完美产品造型设计,而把最重要的操作系统配对设计方案忽视了,不历经深层次考虑到,简易测算了事,最终造成 照明灯具发生很多难题;还有一些生产厂家为了更好地打造自身设备的价格的优势,献出系统软件可靠性,这种做法全是不可取的。

  配对设计方案是联系到可靠性指标和稳定的主要要素,要引起重视,关键应充分考虑下面一些层面:

  (1)太阳能电池发电能力和负荷用电量配制有效。

  (2)用电量和蓄电池容量配制应达到不断下雨天数规定且充放电深层有效。

  (3)太阳能电池电流和蓄电池容量配制有效。

  (4)负荷充放电电流量与蓄电池容量配制有效。

  2)LED路灯技术性特性

  路灯照明的目标是为晚间驾驶者给予一个视觉效果可以信赖的标准,亮度高的LED路灯,它的色度务必在合乎目前路面情况下,道路交通安全所务必实现的色度规定。其放光效果和亮度单位可以做到目前路灯照明所须要的色度规定。路灯照明自2007年7月1日起执行住建部的国家标准CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》,对路灯照明光照强度规定见表1.为了更好地使制定更趋向极致,关键应当对以下内容开展细致的考虑到:

  (1)灯源的挑选

  与基本照明灯具对比,LED优点显著。LED归属于低电压供电系统,绝缘层规定不高,不用变电器、电子镇流器、驱动器等配件,显著节约项目投资;构造简易,归属于固态灯源,不用打气,不用夹层玻璃机壳,也不会有汽体密封性等难题,并且抗冲击,耐振动,不易碎;LED是冷光灯,可预测性好,响应速度快,可不断经常亮灭,不容易疲惫;超低能耗,较长使用寿命等。

  LED路灯的智能化系统关键取决于开关电源电路的设计方案。现阶段应用较普遍的LED路灯开关电源电路一般具备整流器低通滤波器、调节电源电路、取样电源电路、过电流保护电源电路和DC恒流电源輸出电源电路。

  在功率大的LED运用中,排热是另一个关键考虑到的层面,现阶段LED的耗能大约80%之上转换为发热量,而半导体元器件不是耐热的,排热做不太好,会造成很严重的光损,一些比较严重的6个月内很有可能降至以前的一半,在道路路灯上功率大的LED多是多个串联和并联运用,必不可少选用铝合金型材多翅片风)令热管散热器。

  (2)电瓶的挑选

  阀控式密封性铅酸蓄电池在中国应用推广已经有十多年了,因为其具备体型小、重量较轻、锂电池寿命小、使用寿命长、节约项目投资、安裝简单、可以信赖、方便使用、少维护保养不溢有机气体、对自然环境耐腐蚀、零污染等优质特点,并可完成无人化和计算机监管的智能化管理方式;因此在光学道路路灯、光伏工程中被大量的应用。但要正确认识“免维护保养”的含意,保证体系的可以信赖。

  在应用全过程中,对阀控式铅酸电池的维护保养必须创建精准的蓄电池充电规章制度并多方面执行,才可以使该电瓶做到最好的性能指标和较长的使用期限。世界各国很多分析的结果显示,蓄电池充电方法确定了蓄电池使用的使用寿命,有一些电瓶与其说应用坏的,倒不如说是电池充电方法不当之处被毁坏的。

  太阳能灯具从合理性和稳定性视角整体考虑到,一般以全年度均值日照时间设计方案测算照明灯具配备,而具体运行时,通常全是由控制板时控作用设置一个工作中时长,如6钟头、8钟头、1O钟头等,那样就导致了一年里每日上班时间都一样,即每日用电量一样,但太阳能灯具是靠太阳光工作中的,而太阳辐射强度随不一样的季節是有非常大差距的,即每一个照明灯具(太阳能电池部件一定)每个时间段的大概日发电能力是有所不同的。

  德州市地域全年度均值最高值日照时间约为4.44钟头,春天:4.43钟头、夏天:6.1 7小日寸、秋天:4.47小时、冬天:2.65小日寸。因均值每日发电能力是和平均最高值光照实数正相关的,因此 可获得春天和秋天发电能力和用电量基本上做到一个均衡,夏天用电量富有;冬天用电量缺乏。

  那样夏天导致了一定的消耗,而冬天却匮乏,非常容易导致电瓶过充放电,危害电池使用寿命。出自于锂电池寿命、系统软件配对、成本费等要素是极为不经济发展和不适用的。因此 操纵负荷時间无外乎一种解决方案,依据德州市最高值日照时间可获得:夏天均值最高值日照时间比全年度均值最高值日照时间比冬天均值最高值日照时间=6.1 7:4.44:2.65=7:5:3,则按全年度最高值日照时间设计方案每日工作中1O钟头的太阳能灯具依据7:5:3这一比率可得到夏天数最多容许工作中14钟头,冬天数最多容许工作中6钟头(留意:未考虑到时节不一样溫度等的危害)。鉴于此,为了更好地使电瓶在冬天不会过充放电,可调节负荷上班时间为小于或等于6钟头。

  (3)控制板的设计方案

  因为太阳能电池板模块的发电能力随天气情况、日照时数而转变 ,十分不稳定,因而光伏发电单独电站体系中对电瓶的蓄电池充电操纵要比一般运用中对电瓶的蓄电池充电操纵更繁杂一些。控制系统设计是不是健全,立即影响全部太阳能灯系统软件能不能顺利运作。

  控制板最重要的控制模块便是PWM变光控制板和恒流电源控制模块。以往许多投資都看向太阳能电池板和LED.非常少有些人关注到这两一部分,以致于现阶段市场上的控制板大多数沒有PWM变光的工作能力,而现在的恒流电源控制模块绝大部分全是选用从海外进口的的集成ic。在太阳能灯中一般 是选用铅酸蓄电池做为动能存储模块的,而铅酸蓄电池的输出电压从满冲到满放,其工作电压转变 是会贴近20%的。因此它所造成的LED电流量转变 就会有很有可能超出4倍之上。显而易见这也是彻底不能允许的。因此 一定要把电流量稳定。

  此外,根据在LED路灯中添加全智能控制板,使LED路灯拥有光控开关、時间调节和温控,能够依据自然环境色度全自动开闭道路路灯,避免 白天闪灯导致消耗;能够使道路路灯在后半夜至黎明曙光时间范围路面驾驶和路人总流量降低时全自动减少供电系统电流量,将光照强度操控在可靠范畴,进而具有提升环保节能成效和增加照明灯具使用期限的作用;当LED操作温度贴近其極限临界压力时,全自动减少其运行电流量,既维护灯源不受损,又确保路面的安全性光照强度。

  

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