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一、太陽能簡介

   太陽能是取之不盡，用之不竭，清潔無污染并可再生的綠色環保能源。利用太陽能發電，無可比擬的清潔性、高度的安全性、能源的相對廣泛性和充足性、長壽命以及免維護性等其他常規能源所不具備的優點，光伏能源被認為是二十一世紀最重要的新能源。而太陽能路燈無需鋪設線纜、無需交流供電、不產生電費；采用直流供電、控制；具有穩定性好、壽命長、發光效率高，安裝維護簡便、安全性能高、節能環保、經濟實用等優點。可廣泛應用于城市主、次干道、小區、工廠、旅游景點、停車場等場所。產品部件燈桿結構：鋼質燈桿及支架，表面噴塑處理，電池板連接采用專用防盜不銹鋼螺絲。

二、系統組成

   太陽能路燈系統可以保障陰雨天氣15天以上正常工作！它的系統組成是由LED光源（含驅動）、太陽能電池板、電池、太陽能路燈控制器、路燈燈桿（含基礎）及輔料線材等幾部分構成 。

   太陽能電池組件一般選用單晶硅或者多晶硅太陽能電池組件；LED燈頭一般選用大功率LED光源；控制器一般放置在燈桿內，具有光控、時控制、過充過放保護及反接保護，更高級的控制器更具備四季調整亮燈時間功能、半功率功能、智能充放電功能等；電池一般放置于地下則會有專門的電池保溫箱，可采用鋰電池等。太陽能燈具全自動工作，不需要挖溝布線，但燈桿需要裝置在預埋件（混凝土底座）上。

三、LED光源

   1.發光效率高，耗電量小，使用壽命長，工作溫度低。

   2.安全可靠性強。

   3.反應速度快，單元體積小，綠色環保。

   4.同亮度下，耗電是白熾燈的十分之一，熒光燈的三分之一，而壽命卻是白熾燈的50倍，熒光燈的20倍，是繼白熾燈、熒光燈、氣體放電燈之后的第四代照明產品。

   5.單顆大功率超亮度LED的問世，是LED應用領域跨至高效率照明光源市場成為可能，將是人類繼愛迪生發明白熾燈后最偉大的發明之一

四、電池組件支架

   1.傾角設計

   為了讓太陽能電池組件在一年中接收到的太陽輻射能盡可能的多，我們要為太陽能電池組件選擇一個最佳傾角。

   關于太陽能電池組件最佳傾角問題的探討，在不同地區使用，是根據不同地區而定。

   2.抗風設計

   在太陽能路燈系統中，結構上一個需要非常重視的問題就是抗風設計。抗風設計主要分為兩大塊，一為電池組件支架的抗風設計，二為燈桿的抗風設計。下面按以上兩塊分別做分析。

   ⑴太陽能電池組件支架的抗風設計

   依據電池組件廠家的技術參數資料，太陽能電池組件可以承受的迎風壓強為2700Pa。若抗風系數選定為27m/s（相當于十級臺風），根據非粘性流體力學，電池組件承受的風壓只有365Pa。所以，組件本身是完全可以承受27m/s的風速而不至于損壞的。所以，設計中關鍵要考慮的是電池組件支架與燈桿的連接。

   ⑵路燈燈桿的抗風設計

   路燈的參數如下：

   電池板傾角A = 16o 燈桿高度 = 5m

   設計選取燈桿底部焊縫寬度δ = 4mm 燈桿底部外徑 = 168mm

   焊縫所在面即燈桿破壞面。燈桿破壞面抵抗矩W 的計算點P到燈桿受到的電池板作用荷載F作用線的距離為

   PQ = [5000+（168+6）/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以，風荷載在燈桿破壞面上的作用矩M = F×1.545。

   根據27m/s的設計最大允許風速，2×30W的雙燈頭太陽能路燈電池板的基本荷載為730N。考慮1.3的安全系數，F = 1.3×730 = 949N。

   所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。

   根據數學推導，圓環形破壞面的抵抗矩W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）。

   上式中，r是圓環內徑，δ是圓環寬度。

   破壞面抵抗矩W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）

   =π×（3×842×4+3×84×42+43）= 88768mm3

   =88.768×10－6 m3

   風荷載在破壞面上作用矩引起的應力 = M/W

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

   其中，215 Mpa是Q235鋼的抗彎強度。

   所以，設計選取的焊縫寬度滿足要求，只要焊接質量能保證，燈桿的抗風是沒有問題的。

五、控制器

   太陽能充放電控制器的主要作用是保護電池。基本功能必須具備過充保護、過放保護、光控、時控、防反接、充電涓流保護、欠壓保護、防水保護等。

   1.器件選用

   在選用器件上，目前有采用單片機的，也有采用比較器的，方案較多，各有特點和優點，應該根據客戶群的需求特點選定相應的方案，在此不一一詳述。

   2.表面處理

   該系列產品采用靜電涂裝新技術，以FP專業建材涂料為主，可以滿足客戶對產品表面色彩及環境協調一致的要求，同時產品自潔性高、抗蝕性強，耐老化，適用于任何氣候環境。加工工藝設計為熱浸鋅的基礎上涂裝，使產品性能大大提高，達到了最嚴格的AAMA2605.2005的要求，其它指標均已達到或超過GB的相關要求。

   3.充電涓流保護

  太陽能電池板對電池充電時，電池在達到峰值電壓后，如果繼續高壓充電容易造成電池的失水或失控；如果停止充電時，電池又無法飽和。此款控制器在充到峰值電壓后立即降壓1V，然后進入涓流充電狀態，保證了電池可以穩定于飽滿狀態，同時又避免了失水或失控，類似于對電池進行循環充，不僅高效的保護了電池，還提升了電池的充電次數，使用壽命更長。

六、工作原理

   太陽能路燈工作原理說明：白天太陽能路燈在智能控制器的控制下，太陽能電池板經過太陽光的照射，吸收太陽能光并轉換成電能，白天太陽電池組件向電池組充電，晚上電池組提供電力給LED燈光源供電，實現照明功能。直流控制器能確保電池組不因過充或過放而被損壞，同時具備光控、時控、溫度補償及防雷、反極性保護等功能。