太陽(yáng)能路燈由以下幾個(gè)部分組成:太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器、蓄電池組、光源、燈桿及燈具外殼,有的還要配置逆變器。
太陽(yáng)能系統(tǒng)工作原理:
系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)單,利用光生伏特效應(yīng)原理制成的太陽(yáng)能電池白天電池板接收太陽(yáng)輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出,經(jīng)過(guò)充放電控制器儲(chǔ)存在蓄電池中,夜晚當(dāng)照度逐漸降低至10lux左右、長(zhǎng)沙光合太陽(yáng)能電池板開(kāi)路電壓4.5V左右,充放電控制器偵測(cè)到這一電壓值后動(dòng)作,蓄電池對(duì)燈頭放電。蓄電池放電8.5小時(shí)后,充放電控制器動(dòng)作,蓄電池放電結(jié)束。充放電控制器的主要作用是保護(hù)蓄電池。
1、太陽(yáng)能電池板
太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能路燈中的核心部分,也是太陽(yáng)能路燈中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能,或送至蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)。太陽(yáng)能電池主要使用單晶硅為材料。用單晶硅做成類似二極管中的P-N結(jié)。工作原理和二極管類似。只不過(guò)在二極管中,推動(dòng)P-N結(jié)空穴和電子運(yùn)動(dòng)的是外部電場(chǎng),而在太陽(yáng)能電池中推動(dòng)和影響P-N結(jié)空穴和電子運(yùn)動(dòng)的是太陽(yáng)光子和光輻射熱。也就是通常所說(shuō)的光生伏特效應(yīng)原理。目前光電轉(zhuǎn)換的效率,大約是光伏電池效率大約是單晶硅13%-15%,多晶硅11%-13%。目前最新的技術(shù)還包括光伏薄膜電池。
2、太陽(yáng)能控制器
太陽(yáng)能燈具系統(tǒng)中最重要的一環(huán)是控制器,其性能直接影響到系統(tǒng)壽命,特別是蓄電池的壽命。控制器用工業(yè)級(jí)MCU做主控制器,通過(guò)對(duì)環(huán)境溫度的測(cè)量,對(duì)蓄電池和太陽(yáng)能電池組件電壓、電流等參數(shù)的檢測(cè)判斷,控制MOSFET器件的開(kāi)通和關(guān)斷,達(dá)到各種控制和保護(hù)功能。智能型太陽(yáng)能燈具控制器能為蓄電池提供全面保護(hù),使蓄電池更能可靠地長(zhǎng)久工作。
3、蓄電池
由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定,所以一般需要配置蓄電池系統(tǒng)才能工作。一般有鉛酸蓄電池、Ni-Cd蓄電池、Ni-H蓄電池。蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則:首先在能滿足夜晚照明的前提下,把白天太陽(yáng)能電池組件的能量盡量存儲(chǔ)下來(lái),同時(shí)還要能夠存儲(chǔ)滿足連續(xù)陰雨天夜晚照明需要的電能。蓄電池容量過(guò)小不能夠滿足夜晚照明的需要,蓄電池過(guò)大,一方面蓄電池始終處在虧電狀態(tài),影響蓄電池壽命,同時(shí)造成浪費(fèi)。蓄電池應(yīng)與太陽(yáng)能電池、用電負(fù)荷(路燈)相匹配??捎靡环N簡(jiǎn)單方法確定它們之間的關(guān)系。太陽(yáng)能電池功率必須比負(fù)載功率高出4倍以上,系統(tǒng)才能正常工作。太陽(yáng)能電池的電壓要超過(guò)蓄電池的工作電壓20~30%,才能保證給蓄電池正常負(fù)電。蓄電池容量必須比負(fù)載日耗量高6倍以上為宜。
4、光源
太陽(yáng)能路燈采用何種光源是太陽(yáng)能燈具是否能正常使用的重要指標(biāo),一般太陽(yáng)能燈具采用低壓節(jié)能燈、低壓鈉燈、無(wú)極燈、LED光源。 LED燈光源,壽命長(zhǎng),可達(dá)1000000小時(shí),工作電壓低,不需要逆變器,光效較高,國(guó)產(chǎn)50Lm/w,進(jìn)口80Lm/w。隨著技術(shù)進(jìn)步,LED的性能將進(jìn)一步提高。筆者認(rèn)為L(zhǎng)ED作為太陽(yáng)能路燈的光源將是一種趨勢(shì)。 目前多數(shù)草坪燈選用LED作為光源,主要利用太陽(yáng)能電池的能源來(lái)進(jìn)行工作。當(dāng)白天太陽(yáng)光照射在太陽(yáng)能電池上,把光能轉(zhuǎn)變成電能存貯在蓄電池中,再由蓄電池在晚間為草坪燈的LED(發(fā)光二極體)提供電源。LED節(jié)能、安全、壽命長(zhǎng),工作電壓低,非常適合應(yīng)用在太陽(yáng)能草坪燈上。特別是LED技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了其關(guān)鍵的突破,并且其特性在過(guò)去5年中有很大提高,其性能價(jià)格比也有較大的提高。
5、燈桿及燈具外殼
燈桿的高度應(yīng)根據(jù)道路的寬度、燈具的間距,道路的照度標(biāo)準(zhǔn)確定。燈具外殼根據(jù)我們收集了許多國(guó)外太陽(yáng)燈資料,在美觀和節(jié)能之間,大多數(shù)都選擇節(jié)能,燈具外觀要求不高,相對(duì)實(shí)用就行。