文章编号:1002-2082(2010)06-0933-06
90W 太阳能LED 路灯的设计及优化
滕道祥
(徐州工程学院,
江苏徐州221008)
摘 要:针对LED 在灯具配光、散热等方面达不到实用要求,无法真正体现出经济节能的问题,参照已有太阳能LED 路灯产品,根据相关国家标准和行业标准,确定90W 太阳能LED 路灯系统的技术指标和性能要求,在此基础上进行初步设计。对系统中的主要部件进行设计论证和选型,得出一个可行的设计方案,通过M ATLAB 软件对LED 的照度分布和灯具的配光进行仿真,并就配光和散热这两个方面对系统进行优化,使其符合道路照明要求。关键词:太阳能发电;LED 照明;配光;优化设计
中图分类号:T N 312.8 文献标志码:A
Design and optimization of 90W solar LED street lamp
TENG Dao-x iang
(X uzhou Instit ut e o f T echnolog y ,Xuzho u 221008,China )
Abstract :Since LED lam p can no t meet the pr actical requirements in lig ht distribution and heat dissipation ,its po w er sav ing and eco no mic advantag es are no t fully utilized .Based on the existing so lar LED streetlamps,technical specification and perform ance requirem ent of 90W so lar LED streetlam p are established accor ding to relev ant national standards and the industry standards ,and the preliminar y design is made accordingly .T he major co mponents are selected and rev iew ed,and a desig n schem e is obtained.MAT LAB is used to simulate LED ’s illumination pro file and light distribution,light distribution and heat dissipation are optimized to meet the requirements o f street light .
Key words :so lar pho to voltaic ;LED illum inatio n ;distr ibutio n of light ;optimal desig n
引言
太阳能LED 照明产品集成了太阳能光伏发电和LED 固态照明两种技术的优点,是新一代能源和新一代光源的结合。太阳能LED 路灯并非是太阳能光伏发电技术和LED 固态照明技术简单组合的产物,而是将这两种技术融合成的一个系统[1-2]
。因此,设计时需要对这个系统的基本组成、工作原理、实际应用和发展情况等进行了解和分析。依据技术要求,在设计过程中根据道路照明的国家标准和太阳能LED 路灯行业的一般标准,进行部件选
型、照明仿真、优化设计是必须的工作。
1 太阳能L ED 路灯的基本组成、工
作原理及技术要求
太阳能LED 路灯主要由以下部分组成:太阳能电池板,蓄电池,LED 灯具,控制箱和灯杆。其工作原理如图1所示。
太阳能电池板将接收到的太阳光转化为电能,再经控制箱储存到蓄电池中。控制箱根据预先设定好的工作模式控制蓄电池对LED 灯的电能供给,
收稿日期:2010-01-30; 修回日期:2010-07-21
作者简介:滕道祥(1961-),男,江苏徐州人,副教授,主要从事物理学和光电技术的研究与教学工作。E-mail:tdxt t@126.co m
第31卷第6期2010年11月 应用光学Jo urnal of A pplied Optics
V o l.31N o.6
N ov.2010
并防止蓄电池有过充电和过放电情况发生。
图1 太阳能L ED 路灯的工作原理 Fig .1 The operation principles of the
solar LED streetlamp
系统的技术要求:1)每盏灯的工作电压为24V;2)每盏灯的功耗为90W;3)灯具的安装高度为5m;4)灯间距为20m;5)被照路面的面积为20m ×10m ;6)被照路面平均照度为10lx ;7)被照路面照度均匀度为0.35;8)被照路面平均亮度为0.75cd/m 2
;9)被照路面亮度总均匀度为0.4;10)系统所在地区的日照峰值时间为4h;11)系统每天的工作时间为10h ;12)系统在无光照时的持续工作时间为7天(连续阴雨天)。
2 系统初步设计
根据现有路灯的造型并结合太阳能LED 路灯
的实际需要,路灯整个设计的外观结构如图2
所示。
图2 系统结构组成
Fig .2 The makeup of system structure
对系统结构组成中的各部分进行功能抽象,可以得到系统的工作流程,如图3所示。利用光伏效应原理制成的太阳能电池板,白天接收太阳辐射并将其转化为电能输出,经过充放电控制器存储在蓄电池中,夜晚当照度逐渐降至10lx 左右、太阳能电池板开路电压为4.5V 左右时,充放电控制器侦测到这一电压值并动作,蓄电池开始对灯头放电,驱动LED 发出具有一定方向性的可见光,经灯罩的处理变换后投射到路面上一定区域,起到照明道路的效果。蓄电池放电达到设计时限后,充放电控制器再次动作,蓄电池放电结束,准备继续充电或再
次放电。
图3 系统工作流程Fig .3 System workflow
根据系统的技术要求,通过计算分析[2],确定主要部件选型如下:太阳能电池板选型为ST 050-12S 型单晶硅太阳能电池板,蓄电池选型为12V4SH-200AH 型免维护铅酸电池,LED 选用YT LED-E-W-L-01-E-A 型LED 灯珠,开/关灯自动控制电路采用定制的专用高性能单片机。
3 LED 二次光学设计与照度仿真
目前,所有的LED 都带有小型透镜,致使其光束一般集中在60°～120°范围内,使得被照面上的光强分布呈高度集中(本设计所选用的LED 也是如此)。如不进行特殊设计,将会使路面的照度不够宽阔均匀,甚至会出现“斑马效应”[3]
,从而诱发交通事故。城市道路照明设计标准对道路照明中路面照度均匀性有明确的要求[4]
,这是路灯设计必须面对的问题。为了解决这个问题,最有效的方法就是进行配光设计,即二次光学设计。
在太阳能LED 路灯的灯头中,LED 的尺寸相对于与其所照射的路面间的距离要小得多,故可将LED 看作一个点光源。
假设面元dS 接受LED 点光源S 的光照,而点光源S 至面元dS 的距离为r ,并且点光源发出的光束的光轴与面元的法线N 之间的夹角为 ,则面元dS 上的照度为[5]
E (r , )=d dS =I 0co s
r
2(1)
式中I 0为LED 光轴方向上的光强。LED 的光强分布不是一个理想的余弦分布,该分布可以表示为
I ( )=I 0cos m
(2)
式中 是出射光线与LED 光轴的夹角。
为了简化计算,本设计中将LED 的光强看作理想的余弦分布,即
I ( )=I 0cos
(3)
当LED 照射到与其光轴方向垂直的平面时,根据(1)式和(3)式可知,该平面上的光照度分布为
E ⊥(r , )=E 0(r )co s =
I 0
r 2
cos (4)将其变换到空间直角坐标系内,并将路面看作?934?应用光学 2010,31(6) 滕道祥:90W 太阳能LED 路灯的设计及优化
x -y 平面,可得:
E (x ,y )=ZI 0
[(x -X )2
+(y -Y )2
+Z 2
]
12
(5)
式中:(X ,Y ,Z )为LED 安装位置的坐标;(x ,y )为路面某点坐标值;z 坐标值为0。
点光源的特点是能以4 立体角向周围空间发出相同强度的光辐射,而LED 只向半空间发光,并具有一定的方向性,所以其发光范围所对应的立体角一般达不到2 。知道LED 的发射角后,根据光强的定义及发射角和立体角的关系可以算出其发射角内的平均光强。
光强的定义及发射角和立体角的关系如下[6]
:
I =d
d !
(6)!=4 sin 2?
2
(7)
式中:d !为某一发光方向的立体角;d 为这个立体角内的光通量;?是光源的发射半角;!是?对应的立体角。由此可知,LED 光轴上的光强要比I av 大,3W 白光LED 光轴上的光强为1W 白光LED 光轴上光强的(2～3)倍[7]
。由于国内LED 生产企业的产品在性能方面很接近,所以设计中选取的3W 白光LED 光轴上的光强可以取80cd,以便于进一步计算和仿真。将I 0=80cd 代入(5)式,并取LED 的安装位置坐标为(0,0,5),用MAT LAB 进行仿真,可得单颗LED 的照度仿真,如图4和图5
所示。
图4 单颗1W L ED 的光强分布 Fig .4 The light intensity distribution
of a single 1W LED
为选出适合于道路照明或最接近设计要求的配光方案,用M ATLAB 分别对30颗LED 平面矩阵分布(10×3)的照度仿真、30颗LED 半圆柱内面分布(10×3)的照度仿真、30颗LED 倒V 字型分布(10×3)的照度仿真(因灯头设计大小适中,取
LED 间距为0.022m ,且LED 阵列距被照路面5m )。其
结果分别如图6～图9所示。
图5 单颗LED 的照度仿真三维视图Fig .5 The illuminance simulation graphics
of a single 1W LED
图6 平面矩阵分布(10×3)的照度仿真Fig .6 The illuminance simulation of the plan
matrix distribution (10×3)
图7 半圆柱内面分布(10×3)照度仿真Fig .7 The illuminance simulation of semi -cylinder distribution (10×3)
从仿真结果可以看出,3种方案中方案(1)和方案(2)产生的照度及其分布基本相同,但光照中心区的照度都要比方案(3)大,可以通过分析这3种情况下被照路面某一方向上的照度变化来确定哪一种方案的照度均匀性要好一些或是更适合设计要求。取与x 轴和y 轴均呈45°方向上6个点为研究对象,这6个点的坐标和对应的照度值如表1所示。
?
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图8 倒V 字型分布(10×3)的照度仿真Fig .8 The illumination simulation of inverted V
distribution (10×3)
表1 3种配光方案在被照路面上与x ,y 轴均呈45°方向上
的照度分布
Table 1 The aperture illumination of three schemes of
light distribution on the lighted road with the x ,y axis is 45°
方案坐标
(0,0)(2,2)(4,4)
(6,6)
(8,8)
(10,10)
方案(1)188.44 3.718 1.67480.845450.47408方案(2)
18
8.44
3.718 1.67480.845450.47408
方案(3)9.67076.37267982 1.25760.633980.35521
根据表1中的数据,用MAT LAB 进行仿真可以得到如图9
所示的相应照度变化曲线。
图9 各方案在被照路面上的照度分布Fig .9 The aperture illumination of various
schemes on the lighted road
4 优化设计
从上面的分析可知,单纯靠改变LED 的分布
来改善LED 阵列的照度分布作用不大,其照度分布仍然达不到设计要求,可以推知其亮度总均匀度也达不到设计要求。要想达到设计要求,需要采用其他措施。目前,最常用的方法是用透镜。透镜的使
用有两种方式,第一是先用微透镜使单颗LED
的光照均匀,并形成模块,再将这种模块进行阵列排布;第二是先将LED 阵列排布好,再用一块较大的透镜或厚度小的透镜组对整个灯具进行散光,以达到光照均匀的目的[8]
。这两种方法中,第一种结构复杂且不利于灯具散热,所以本设计在选用第一种改进方案的基础上采用第二种加透镜的方法,并使用由2块薄透镜组成的薄透镜组。其中,一块为菲涅耳透镜,它将LED 发出的光校正为平行光;另一块为柱面透镜,它对校正好的平行光进行发散。
菲涅耳透镜和柱面透镜各自的外形及工作原理分别如图10和图11所示。
图10 菲涅耳透镜的外形及工作原理Fig .10 The shape and operation principle of
Fresnel lens
图11 柱面透镜的外形及工作原理Fig .11 The shape and operation principle
of cylindrical lens
这2块薄透镜的尺寸根据灯具的尺寸来定,因为本设计的重点不在灯具的外形尺寸设计上,所以这里不予讨论,但有一点是肯定的,那就是两者的焦
距都要很小,以避免灯具过大。安装时,尽量使LED
位于菲涅耳透镜的焦平面上。从前面的仿真可以看出,选用的方案中心照度大于设计指标,而且本设计采用对称方式进行路灯安装,故加了由这2块透镜构成的透镜组后,从灯具中出射的光在被照路面上的照度分布和亮度分布能够达到设计要求。LED 的工作状态和散热设计不仅直接关系到
LED 实际发光效率,也关系到其实际使用寿命。通常所说的LED 芯片光效是指结点温度在25℃时的
芯片光效。由于散热设计和环境因素影响,在实际使用中,LED 芯片的结点温度往往会大大高于25℃,所以会导致光效大幅下降。LED 是个光电器
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件,其工作时只有15%～25%的电能转换成光能,从其余的电能几乎都转换成热能,从而使LED 的温度升高。在大功率LED 中,散热是个不容忽视的问题。若不加散热措施,LED 的结点温度会急速上升,当其温度上升超过最大允许温度时,LED 芯片会因过热而损坏。因此在大功率LED 灯具设计中,除配光设计外还必须有散热设计。
目前,在解决LED 照明系统的散热问题上主要采用的方法有:调整LED 的间距、合理加大LED 与金属芯印制板间距离、打孔方式和安装风扇。这些方法在实际应用中受到许多客观条件的影响,散热效果并不是很理想。因为铝制散热器制造工艺成熟,且价格较为便宜,所以本设计采用铝制散热器散热,其大致结构一般是由数片铝片组成栅格。将LED 阵列安放在铝制散热器上,由于铝片具有良好的导热性,所以可以把LED 产生的热量传导出去,通过合理设计可以使得LED 的温度不至于高到会影响其光效的程度。这个方法虽然可以解决一些问题,但是铝制散热器的尺寸和重量都不可能做得很小,这就给灯具的整体设计带来了很大的困难。因此,要想兼顾散热和灯具外型设计这两个方面,还需要对常用的散热方法进行改进。
本设计通过改变铝制散热器中铝片的形状,并加上液体循环系统对LED 的散热进行优化,其基本原理如图12所示。整个散热系统被规划成一个铝制的管状回路,管子很细,其中充满传热性很好的液体(如乙二醇(分子式为C 2H 6O 2))。回路中设置一个冷凝段,该段比其他部分要粗,且相对其他部分有一个很小的高度,而外壁则被由可以发生吸放热互逆反应的化学物质的混合粉末包裹并封闭着。由于是互逆反应,所以这种混合粉末可以反复使用。利用化学反应吸热原理,当管子中的温度高到警戒温度时,混合粉末遇热发生化学反应吸收管子中液体传递过来的热量,使液体温度降低;当管子中的温度低于警戒温度时,其发生逆反应,将热量慢慢散发出去。另外,在与LED 阵列相对的一方还有一个缓冲段。缓冲段比散热段还要粗,其作用是使散热段两端保持一定温差。由于一个系统的热传递具有由高温部分传递给低温部分的特性,再加上缓冲段的作用和冷凝段比其他部分位置要高的设置,所以管状回路中将形成如图12中所示的热量传递的液流,使LED 产生的热量不断被带走并消耗,从而保证LED 的工作温度稳定在一个合适
的范围内。
图12 散热器优化原理
Fig .12 The optimizing principles of the radiator
5 结论
LED 发光具有方向性,光照分布不均匀,主要能量集中在与其光轴垂直的平面上的一定区域内,并且由这个区域中心向外照度下降很快。LED 阵列分布方式的不同可以改变其照度分布,但是改变不大,不能从根本上改变照度分布不均匀的情况。这一问题可以通过安装透镜来解决,在灯具出光面加装由菲涅耳透镜和柱面透镜构成的薄透镜组是一种有效的方法。LED 路灯的散热问题可以通过安装铝制散热器来解决,但一般铝制散热器很难兼顾散热和重量这2个方面,本文散热优化中提出的改进方法可以解决这个问题。通过数值计算和仿真
优化相结合的方法,本文设计的路灯系统可以达到
预先确定的设计指标和性能要求。
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LED路灯的技术分析 目前，用于道路照明的传统光源主要是高压钠灯，LED路灯主要在一些支干道上进行了试点应用，但两者已表现出明显的优劣差异。在光效方面，高压钠灯最高可达140lm/W,比目前商用大功率LED的光效100lm/W高，但LED的显色指数（约80）要远远超过高压钠灯（约25），且在相同照度下，白光LED更有助于司机或行人识别目标，其道路照明效果和舒适度要远高于高压钠灯。在灯具效率方面，高压钠灯采用球面发光设计，综合考虑反射器效率，高压钠灯的灯具效率一般仅有70%.但LED是定向出光，如采用恰当的配光设计，大部分光线会直接投射到路面，灯具效率能达85%以上。 所以，仅从光效和灯具效率来看，就可见LED路灯取代传统路灯光源的巨大潜力。为此，本文将从中山大学半导体照明系统研究中心在LED照明应用的研发过程中对配光、电源和散热等三个关键技术所取得的研究成果来重点阐述“十城万盏”示范应用工程关系密切的“LED路灯”的技术路线和技术支撑。 配光 通过光学设计获得蝙蝠翼型光强分布 目前市场上的LED路灯，其光源部分主要分两种方式：单颗1W大功率白光LED阵列和大功率集成封装光源模组。尽管LED路灯的国家标准还没有出台，但LED路灯的配光在参考传统光源道路照明标准要求时要实现以下目标：合适的平均路面亮度；高的总照度均匀度和纵向照度均匀度；合适的环境比；眩光控制等。 从配光曲线上看，要实现以上目标主要是通过合适的光学设计以获得蝙蝠翼型光强分布，从而在路面上获得矩形的光斑分布。但是普通大功率白光LED
的封装透镜（即一次光学透镜）不适合直接应用于LED路灯上，所以在每一个大功率白光LED的一次光学透镜上还要添加二次光学透镜，目前“花生米”型的二次光学透镜能达到较好的效果。 中山大学半导体照明系统研究中心开发的设计思路是不采用单独的二次光学透镜，而是在一次封装的LED的发光光源外直接设计波浪形光学透镜面罩，利用透镜面罩来达到整个LED路灯发光光源的二次光学透镜的功能。 随着封装产业向下游应用产业的需求靠拢，中山大学半导体照明系统研究中心还开发设计特殊形状的一次光学透镜，在LED芯片封装时直接安装，具有体积小、成本低的特点，完全符合LED路灯和道路照明要求（图一）。 随着封装技术的进步，白光LED的封装方式由单颗1W大功率LED器件逐渐转向大功率集成封装光源模组。目前的大功率集成封装光源模组的功率最高可达100W以上，但这类光源由于发光面积较大，为光学配光设计带来困难。 中山大学半导体照明系统研究中心开发的红光增强的大功率白光LED智能控制系统技术，可以获得显色指数90以上，相关色温2500~8000K可调的光源模组（图2）。该技术利用在封装基板上集成光电转换芯片，实时监控光源模组的白光色度学参数，光电转换芯片将探测到的白光色度学参数的变化反馈给智能控制系统，系统通过计算后保证灯具能输出最优色度学性能的白光，可以保证光源模组输出保持设定的相关色温范围和显色指数；封装基板上还集成了温度传感芯片来实时探测封装基板的温度，实现对大功率LED芯片结温的间接监控，当结温超过系统预设的温度时，系统可以自动调节散热系统的散热途径或降低LED的功率。该光源模组可以由单颗1W大功率白光LED阵列的方式或大功率集成封装光源模组的方式组成，已经运用在LED路灯上。
路灯安装 一、准备工作 1、拆装及组装地点选择：拆装地点应在安装地点附近，以便于组装后的运输。此外，安装地点铺有防雨布，放置因地面的凸起或细沙及污渍而造磨损、划伤及玷污等。 2、安装人员及工具：专业安装人员3～6名（安装任务较重时可相应增加安装人员），每人配备安装工具一套，包括万用表一块、大活口（安装地脚螺母）和小活口（安装其他各处螺母） 各一把，平口螺丝刀、三角锁工装、十字螺丝刀和尖嘴钳各一把，绝缘胶布、防水胶带数卷，等。此外必须有吊车1辆，升降车1辆。 3、依照发货清单清点灯具；拆装并参照装箱清单一一核对各零部件并检查有无磕碰、磨损、变形和划伤等损坏，不合格品禁止安装； 4、灯杆组件及易磨损配件（例如太阳电池组件、灯头等）在放置时必须垫有柔软的垫物以免在安装过程中造成划伤等不必要的损坏。 5、下灯杆组件放置时，其上端处需有一铁架支撑，便于上灯杆组件的安装 二、组装 1、组装灯杆组件（上灯杆组件和下灯杆组件、灯臂组件、太阳电池组件固定结构）1）安装灯臂：用细铁丝将下灯杆上裸露的护套线线端绑紧并用黑胶布缠裹；细铁丝的另一端穿过灯臂组件；在灯臂组件的顶端慢慢抽拉细铁丝，使得细铁丝带动护套线穿过灯臂组件，同时灯臂组件逐渐靠近下灯杆，直至灯臂上的面板于下灯杆上的灯臂凸台对准、紧贴，然后采用合适的螺栓紧固灯臂组件于下灯杆上；固定灯臂组件时，避免灯臂组件挤压护套线，造成护套线线皮受损乃至切断；断开细铁丝与护套线的连接；
2）安装灯具（内装有灯源）：将打开的灯具接近灯臂上端，裸露的护套线从灯具尾部穿进灯具内；拉动护套线，同时将灯具插入灯臂上，两者的重合长度为150mm；将护套线接在灯具内部的接线端子上，接线时注意正、负极接线的正确；以灯臂为中性转动灯具，使得灯罩正朝地面，然后将灯具固定于灯臂上；关闭灯具。 3)组装上灯杆组件： a、依次将支架组件和角钢框紧固于上灯杆组件上，螺纹连接部位要受力均匀、紧固；连接支架和角钢框的同时，采用细铁丝把护套线从灯杆中经过支架组件引到角钢框内； b、太阳电池组件护板护板放置于角钢框中，然后将太阳电池组件放置于护板上；安放太阳电池组件时，接线盒均处于高处，当太阳电池组件横放时，接线盒应向距灯杆组件近的方向靠 拢； c、据路灯的系统电压和太阳电池组件的电压将太阳电池组件线接好，如路灯的系统电压为24V，太阳电池组件的电压为17V或18V，就应将太阳电池组件进行串联，串联的方法是第一块组件的正极(或负极)和第二块组件的负极（或正极）连接，若太阳电池组件的电压为34V，就应将太阳电池组件进行并联，并联的方法是第一块组件的正负极和第二块组件的正负极对应连接，接线时将太阳电池组件接线盒用小一字螺丝刀打开，把太阳电池组件电源线用小一字螺丝刀压接到接线盒的接线端子上，要求红线接正极，蓝线接负极，等线接好后将接线盒出线端的防水螺母紧固，并将接线盒内的接线端子处涂7091密封硅胶，涂胶量以使接线盒内进线孔处被完全密封为准，然后扣上接线盒盖，接线盒盖应扣紧，不可扣反； d、用万用表检测太阳电池组件连线（接控制器端）是否短路，同是检测太阳电池组件输出电压是否符合系统要求。在晴好天气下其开路电压应大于18V（系统电压为
二、设计范围 1、路灯位置布置。 2、风光路灯互补配置。 3、路灯防雷设计。 4、路灯抗风设计 三、风光互补路灯的配置方案及控制系统 1、路面形式：本次道路照明设计全长约XXXXm，路宽XXXXm，两侧绿化带各宽2.5m，2侧人行道各宽3m，车行道宽15m。 2、自然条件：本地区平均年日照时间2.84h，经纬度北纬26.35，东京106.42 3、照明方式：根据贵阳的自然条件及村镇道路对照明上的需求选择太阳能型路灯，光源选LED，照明系统每天工作8.5小时。 4、布置方式：本次设计路双侧对称布置于绿化带内，距道路中心线8m，灯杆间距25m，特殊路段可作适当调整，灯杆10m，灯高8m，悬挑1.5m～2m。 5、灯具：灯具结构均为一体化LED光源，压铸铝壳及钢化玻璃透光罩，灯罩防护等级IP≤65，维护系数0.6。 6、灯杆：采用优质Q235经模压成型，灯杆表面热镀锌处理后表面聚酯粉体涂装（白色），灯杆壁厚≥4mm。 7、太阳能电池组件：单晶硅电池组件360W(60X6),铅酸蓄电池100AHx2（24V）、路灯输出电压24V，太阳能电池板为6块串并联，顶3块，下3块。 8、安装角度：太阳能电池板与地平线最佳倾斜角+8度，正南偏西5度，厂家需根据现场条件复合确定。 9、光源LED功率消耗：120x1W系统功耗约140W，光通量约为10800lm。 10、风光互补系统控制器：具有过充、过放、电子短路、过载保护、防反接保护、雷电保护、短路保护、显示电池容量、智能化温度补偿，负载开机恢复设置、光控输出设置功能。 四、抗风设计 1、太阳能组件：厂家应保证能受当地的风速而不致于损坏，电池组件支架与灯杆的连接，应使用灯杆螺栓固定连接。 2、灯杆和基础：路灯灯杆和基础的抗风设计与电池板的高度、面积、倾角及灯杆结构、当地最大风速有关。由灯杆厂家进行计算和设计，保证最大风速时太阳能路灯的稳定性。 五、防雷设计 1、安全电压：本次设计太阳能路灯为DC24V,属安全电压，不做电气保护接地。 2、防雷接地：（1）不可用路灯、太阳能电池板作为接闪器；（2）用金属灯柱兼作接闪器和引下线；（3）路灯基础钢筋笼在-0.50m以下其钢筋表面积大于0.37m时，可作为防雷接地体。否则应增加人工接地极，接地电阻≤10Ω，必要时将接地体连接；接地同一般路灯。（4）在路灯控制器内设置TVS（瞬时电压抑制）防雷保护。 六、其它 1、说明中与图纸如有不符之处，应以有关施工图为准。 2、所有电气设备应选用国家现行的技术的先进产品，不得采用国家明令淘汰的产品。 3、施工图中所附的路灯立面图仅为参考，具体样式可由建设单位确定，本次
太阳能电池最佳方位角 与倾斜角 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
太阳能电池组件的方位角与倾斜角选定（1） 由于太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速地增长。利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式，目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的，从我国现阶段的太阳能发电成本来看，其花费在太阳电池组件的费用大约为30～40％，因此，为了更加充分有效地利用太阳能，如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。 1.方位角 太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，方阵的发电量将减少约20％～30％。但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。在不同的季节，太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。方阵设置场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时，请参考下述的公式。至于并网发电的场合，希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。 方位角＝（一天中负荷的峰值时刻（24小时制）－12）×15＋（经度－116） 10月9日北京的太阳电池方阵处于不同方位角时，日射量与时间推移的关系曲线。在不同的季节，各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。 2.倾斜角 倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。但是，和方位角一样，在设计中也要考虑到屋顶的倾斜角及积雪滑落的倾斜角（斜率大于50％-60％）等方面的限制条件。对于积雪滑落的倾斜角，即使在积雪期发电量少而年总发电量也存在增加的情况，因此，特别是在并网发电的系统中，并不一定优先考虑积雪的滑落，此外，还要进一步考虑其它因素。对于正南（方位角为0°度），倾斜角从水平（倾斜角为0°度）开始逐渐向最佳的倾斜角过渡时，其日射量不断增加直到最大值，然后再增加
一.太阳能路灯概述 太阳能路灯以太阳光为能源，白天充电晚上使用，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，无需人工操作工作稳定可靠，节省电费免维护。 1.系统组成 系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、LED灯头、控制箱（内有控制器、蓄电池）和灯杆几部分构成；北京天柱阳光太阳能电池板光效达到127Wp/m2，效率较高，对系统的抗风设计非常有利；灯头部分以1W-5W白光LED和1W-5W黄光LED集成于印刷电路板上排列为一定间距的点阵作为平面发光源。 控制箱箱体以不锈钢为材质，美观耐用；控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等）与成本控制，实现很高的性价比。 2.工作原理 系统工作原理简单，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至10lux左右、长沙光合太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器侦测到
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，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。 3.设计思想 1,太阳能电池组件选型 设计要求：北京地区，负载输入电压24V功耗34.5W，每天工作时数8.5h，保证连续阴雨天数7天。 ⑴北京地区近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2，经简单计算北京地区峰值日照时数约为3.424h； ⑵负载日耗电量= = 12.2AH ⑶所需北京天柱阳光太阳能组件的总充电电流= 1.05×12. 2×÷（3.424×0.85）=5.9A 在这里，两个连续阴雨天数之间的设计最短天数为20天，1. 05为太阳能电池组件系统综合损失系数，0.85为蓄电池充电效率。 ⑷太阳能组件的最少总功率数= 17.2×5.9 = 102W 选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件，应该可以保证路灯系统在一年大多数情况下的正常运行。 产品参数： *主体材料：灯杆为全钢结构、整体热镀锌/喷塑处理 *太阳能电池组件：晶体硅15-80WP（按负载配置） *系统工作电压：直流12V—24V
太阳能LED路灯 我国的光电子产业近年来的发展速度很快，每年以30－40％的速度增长，但目前仅占全球市场的5％，估计到2010年将占全球市场的10％。另外，我国的LED 产业也发展极其迅速。中国高亮度白光GaN类的LED产量年增长率达到59％，2006年产量为72亿个，市场规模为90亿元 我国的光电子产业近年来的发展速度很快，每年以30－40％的速度增长，但目前仅占全球市场的5％，估计到2010年将占全球市场的10％。另外，我国的LED 产业也发展极其迅速。中国高亮度白光GaN类的LED产量年增长率达到59％，2006年产量为72亿个，市场规模为90亿元。预计2010年产量将达到200亿个，超过日本，成为世界上第二大生产国。所以，这两者相结合，将使我国在这个领域走在世界的前列。只是有点遗憾的是，我国的太阳能电池板有95％都是出口，而只有5％是内销。而我国的发电70％以上都是由燃煤的火力发电厂产生的。看来关键还是从政府到老百姓都还缺乏环保的概念。 太阳能路灯安装工程案例请参考 https://www.doczj.com/doc/872237528.html,/a/cptp/2009/1008/130.html 一、中国的太阳能资源 中国的太阳能资源是十分丰富的(如下图所示)
由图中可见，我国的东南沿海地区是比较差的，但平均日辐射量也可以达到每平方米3.2—3.8KW，也已经足够一个家庭的供电了。而2/3以上国土年总日照量＞5GJ/M2，理论储量相当于1.7万亿吨标准煤。太阳能资源丰富地区包括：青藏高原、西北地区、华北地区、东北大部、云南、广东、海南地区,年平均日照时间2200小时。北京地区一年日照约2300小时。现在很多德国家庭都已经开始在屋顶上安装太阳能电池板以供应整个家庭的用电，而德国一般城市年平均日照只有1600小时，可见德国公民对环保意识的浓厚。 二、LED路灯和高压钠灯的比较 太阳能最简单的应用是产生热水，其次是发电。而发电的一个很重要的应用是照明，中国的照明用电占全部电能耗费的12％。但大型的太阳能发电厂的建厂成本很高，而且大功率太阳能电池板要占用很大的无遮挡面积，所以太阳能照明最好的实现方法是和发光器件结合在一起，构成独立的照明装置。目前，最有前景的是太阳能路灯，太阳能庭院灯，太阳能草坪灯，太阳能信号灯和太阳能航标灯等。其中尤以太阳能LED路灯的经济价值最高。因为普通的路灯需要铺设很长的输电线路，而且随着距离的增加，电压会逐渐降低，过一定距离还要用变压器升
6.3.2.5照明工程 1、设计依据： （1）《城市道路设计规范》CJJ37—90； （2）《城市道路照明设计标准》CJJ45—2006； （3）《城市道路照明施工及验收规程》CJJ89-2001； （4）有关本次道路施工图设计资料。 2、设计范围 （1）兴宝路、幸福路、文化路、和谐路、双城路亮化工程。 （2）太阳能路灯的配置方案 （3）太阳能路灯的抗风设计 （4）太阳能路灯的防雷设计 3、太阳能照明配置方案及控制系统 配置方案 （1）照明方式：根据本地区自然环境，照明系统每天工作8.5小时，保证连续阴雨天数7天提供照明，两个连续阴雨天之间的设计最短天数为20天。本地区年平均日照时间：3.9h。 （2）布置方式：根据上述基本条件，本次设计路灯采用双火非对称灯型。在人行道边，距道路中心线6米处，采用对称布置。 杆间距约为30米，特殊路段路灯间距可作适当调整（已在图中标注）。双臂灯型规格：杆高12米，主灯悬挑长2.0米；副灯悬挑长1.5米，副灯安装高度约为8米，仰角均为10°。单臂灯型规格：灯源为85W光型灯，悬挑长2.0米，仰角为10°。 （3）灯具：主、副灯具结构均为一体化LED光源，压铸铝壳及钢化玻璃透光罩，灯罩防护等级IP65，维护系数0.6。 （4）灯杆：采用优质Q235钢板经模压成型，灯杆表面热镀锌处理后表面聚脂粉体涂装（白色）；灯杆壁厚≥4mm。 （5）太阳能电池组件：单晶硅电池组件360W（60W×6）铅酸蓄电池200Ah×2（24V）、路灯输入电压24V。太阳能电池板为六块串并联，顶3块、下3块。 （6）倾角：本设计根据本地区经纬范围：东经114°01'-114°06'，北纬
太阳能路灯系统设计方案 1.项目概况 1.1项目背景及意义 本路灯项目设计在风情园区，安装于城区次干道支路两侧，用于道路照明，待该路灯项目投入使用后，将为新风情园区增加新的亮点，同时为打造企业绿色节能环保做出很好的宣传。结合《城市道路照明设计标准》、《道路照明LED 灯》标准CJJ45-2006，我司制定以下太阳能路灯系统照明方案。 1.2太阳能路灯系统的要求 （一）主道路宽度（W）为6米，道路总长(L)7700米(共计),城乡道路。 此三条道路坚持以功能性照明为主要原则来设计路灯，就是要在夜间给汽车通行、运输、行人、园区治安提供一定光亮的视看环境。以消除黑暗可能带来的各种危险境况。因此，应以“视功能”评价为主，其中，又以平均亮度（照度）作为侧重参考指标；同时在灯具灯杆的外形选择上，兼顾美观的要求，要从园区的景观考虑各方面来设计路灯样式。 此三条道路应选择较为简明、相对统一的模式作为布灯方式。在常规的五种布置方式中，单侧布置更为适合本项目的照明功能要求，其优点：布置造价低；对线路两侧的装灯位置地况要求不高；对线路外（不设灯面）一侧无要求；施工与维护难度较小；我公司根据现场定制亮度总均匀较好，辐射宽的路灯。 此三条道路应重视照明计算，以提高照明设计的整体水平。其灯具安装高度（H）可按接近值6.5米（H≥W），而灯间距（S）可按上限值26米（S≤4W）选取。 灯具亮度可参考“国家机动车辆交通道路照明标准值”
灯具光能量LM=2Φ*6㎡*15=3390。范围维持值：2260lm－3390lm。 兹于上述各方面与现场实际路况综合考虑，此太阳能路灯采用以下： 本路灯项目拟设计230盏，单头路灯，灯杆高度6米，灯杆距离30米，LED 路灯具36W，最大光通量3600LM，路灯具倾斜角15度。路灯用纯太阳能供电，保证全年95%的夜晚不熄灯。 （二）园区道路宽度（W）为3米，道路总长(L)5000米,景区道路。 此景区道路以灯具灯杆的外形美观,兼顾夜间景观为主要原则，以照明艺术，节约能源，光环境下的独特意境的设计思想，在技术实现无眩光，低光光污染，提高光的照明质量。 兹于上述各方面与现场实际路况综合考虑，此太阳能路灯采用以下： 本路灯项目拟设计120盏，单头路灯，灯杆高度3.5米，灯杆距离50米，LED路灯具16W，最大光通量1600LM，路灯具半弧度性。路灯用纯太阳能供电，保证全年95%的夜晚不熄灯。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 重庆市位于中国西南部、东经106.5528°、北纬29.5628° 属北半球副热带内陆地区，年平均气温为18℃。1月份气温最低，月平均气温为7℃，最低极限气温为零下3.8℃。7月至8月份气温最高，多在27℃—38℃
关于太阳能路灯若干问题的研究 我国照明用电量目前占总用电量的13% 左右[3]。路灯是一个耗电大户，目前我国城市照明(包括道路照明和景观照明)的年用电量约占全国总发电量的4％～5％，已超过三峡水电站发电量[5]。近几年太阳能在光伏方面的应用及产业发展异常迅速，年增长率均超过40％，体现了世界各国对气候变化及环境保护的重视。我国在广大城乡开展了太阳能路灯的安装，目前全国累计安装太阳能路灯的太阳能电池容量超过10MW 。但是在太阳能路灯安装中也存在一些问题[14]。本文通过太阳能路灯的工程实践，针对云南省太阳能路灯安装的现状及安装中存在的问题进行了研究和分析，提出了一些创新性的建议。 随着世界能源危机日趋严重，为满足不断扩大的能源需求，光伏产业的发展步伐不断加快，光伏发电系统的应用范围也越来越广泛[17]。 1 太阳能路灯存在的问题 通过太阳能路灯的工程实践，我发现在实际安装中，没有一个较为方便简洁的方法来解决太阳电池板方位角的确定。因此，实现太阳电池板方位角由空中定位向地面定位转变具有现实意义，也是太阳能路灯应用上企业希望解决的实际问题之一。另外，在太阳能路灯的安装选址上也存在很多弊端，一些企业和单位安装太阳能路灯仅仅是因为盲目的追求路灯的高科技性，却没有按照正确的要求来选址，安装太阳能路灯仅仅作为一个摆设，降低了利用率，或者因安装缺乏科学性，致使太阳电池组件产生热斑效应，从而降低了太阳电池组件的使用寿命。 从系统设计标准角度看，为确保路灯的正常工作，一方面要考虑系统各方面的性能；另一方面要考虑太阳能路灯设备的正确选择；从而使太阳能路灯的可靠性得到保证。 从维护的角度看，太阳能路相对传统路灯较为复杂，主要表现在太阳电池组件和蓄电池的维护上，其次是控制器以及其他方面的维护。太阳电池组件因为老化和热斑效应的作用，降低了使用寿命；而蓄电池的损坏直接导致了太阳能路灯系统无法正常工作。因此，做好太阳能路灯维护的维护工作，是保证路灯在使用过程中有较好的可靠性、延长路灯使用寿命的一个重要环节。 太阳能路灯使用的蓄电池和太阳电池组件是太阳能路灯能够正常工作的两个主要部件，由于经济价值较高，容易被盗。蓄电池和太阳电池组件被盗频率很高，严重影响到了太阳能路灯的正常工作。因而，蓄电池和太阳电池组件被盗已成为制约太阳能路灯广泛应用的最主要的人为因素。 从可持续性角度看，太阳能路灯自投入使用后，在不出现任何故障的情况下，蓄电池的使用寿命仍是有限的，超过其使用周期，蓄电池的回收更换如何得到保障或者说回收更换由谁来承担是制约太阳能路灯可持续发展的核心问题，该问题
太阳能L E D路灯安装 说明书 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
太阳能LED路灯安装说明书 一、太阳能路灯工作原理 太阳能电池组件在白天将太阳辐射转换成电能，向免维护蓄电池充电，晚上由蓄电池给光源负载提供电力，光源在天黑时自动亮灯。智能控制器对蓄电池的过充、过放进行保护，并对光源的开启及亮灯时间进行控制 二、产品清单 三、地基 1.地基坑开挖 勘测地质情况，如果土质为硬地，安装灯具的位置开挖约1立方米的坑，如为松软土质或有特殊要求，开挖深度另定。确认好灯杆位置后，确认电池箱埋地位置，以距灯杆约米为宜。 2.固定位置
将电池箱放入电池箱坑内，地基预埋件放在地基浇筑坑正中，然后将PVC管的一端放置在电池箱内，另一端从地基浇筑坑中基础件上端固定板正中穿出。3.水泥浇筑 以C20混凝土浇筑密实、牢固。 五、太阳能电池组件安装 1、太阳能电池组件的输出正负极在连接到控制器前必须采取措施避免短接； 2、太阳能电池组件与支架连接时要牢固可靠； 3、组件的输出线应避免裸露，并用扎带扎牢； 4、太阳能电池组件要朝向正南，以指南针指向为准。 六、蓄电池安装 1、蓄电池置于箱内时要轻拿轻放，防止砸坏控制箱； 2、蓄电池之间的连接线必须用螺栓压在蓄电池的连接线柱上，并使用铜垫片以增强导电性； 3、输出线在连接蓄电池后在任何情况下禁止短接，避免损坏蓄电池； 4、蓄电池的输出线与电线杆内的控制器相连时必须通过PVC穿线管； 5、上述完成后，检查控制器端的接线，防止短路。正常后关好控制箱的门。 七、灯具安装 1、各部位组件固定：太阳能板固定在太阳能板支架上，灯头固定在灯臂上，再将支架与灯臂固定在主杆上，并将连接线穿引到电池
太阳能路灯设计，太阳能路灯计算和选择说明 扬州博尔特照明有公司，专业生产太阳能路灯、LED路灯、风光互补路灯、高杆灯、从事照明行业8年，经历过无数坎坷才有美好的今天。以下为大家讲解太阳能路灯设计，太阳能路灯计算方法！ 太阳能道路照明装置是一种利用太阳能作为能源的照明装置，因其具有不受市电供电影响，不用开沟埋线或架空电线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点而受到人们的广泛关注。太阳能道路照明装置的主要使用就是太阳能路灯。其广泛使用于乡村旅游道路，城乡结合公路、偏远山区、工厂等，具有广泛的市场前景。 1 太阳能路灯方案基本要点 1.1 现场勘查 太阳能路灯由于采用太阳能辐射进行发电，对于路灯安装的具体地点具有特殊的要求，太阳能路灯安装前必须对安装地点进行现场勘查。勘查的内容主要有： a 察看安装路段道路两侧（主要是南侧或东、西两侧）是否有树木、建筑等遮挡，有树木或者建筑物遮挡可能影响采光的，测量其高度以及和安装地点的距离，计算确定其是否影响太阳能电池组件采光；对太阳能光照的一般要求是太阳能光照至少能保证上午9：00至下午3：00之间不能有影响采光的遮挡。 b 观察太阳能灯具安装位置上空是否有电缆、电线或其它
影响灯具安装的设施（注意：严禁在高压线下方安装太阳能灯具）； c 了解太阳能路灯基础及地埋箱部位地下是否有电缆、光缆、管道或其它影响施工的设施，是否有禁止施工的标志等。安装时尽量避开以上设施，确实无法避开时，请和相关部门联系，协商同意后方可进行施工。 d 避免在低洼或容易造成积水的地段安装； 1.2 安装布置 根据道路的宽度、照明要求，选择安装布灯方式：单侧安装； 间隔距离1个/20米。 1.3 光源选择 太阳能路灯光源的选择原则是选择适合环境要求、光效高、寿命长的光源。同时为了提高太阳能发电的使用效率。 常用的光源类型有：三基色节能灯、高压钠灯、低压钠灯、LED、陶瓷金卤灯、无极灯等。现针对使用最多的太阳能灯具光源加以分析比较：选择40WLED灯具。 1.4 系统配置计算 1.4.1 峰值日照时数：昆山区域平均日照时数3.78小时。 1.4.2 系统电压的确定 a 太阳能路灯光源的直流输入电压作为系统电压，一般为12V或24V，初步选择为24V； b 选择交流负载时，系统的直流电压在条件允许的情况下，
酒店节能管理措施 中国旅游饭店业协会已向会员单位发出“关于积极投入建设节约型社会的倡议书”。建设 节约型社会，饭店能做些什么？如何打造节约型饭店？这不仅是为了响应号召适应形势，而且关乎饭店的发展和竞争力的提升。 饭店应该行动起来，从一点一滴抓起。大处着眼，小处着手。本文就如何做一个节约 型饭店提出了100条建议，虽难以涵盖各个方面，却希望能抛砖引玉，对饭店有所启发。 1、用节水型的坐便器。用水分大解小解，引导客人正确使用。可以节水一半以上。 2、逐步淘汰传统的9升以上的坐便器改为6升型，或可以在水箱内安装节水芯，每只马桶一年可节水30吨左右。或用土办法，每个水箱里放一个 1.25升的可乐瓶，开房率×房间数×1.25升×平均使用次数=节水量。 3、员工浴室可安装智能感应式节水系统。刷卡洗澡男员工8分钟，女员工12分钟，控制用水量。 4、公共卫生间可安装感应节水龙头。 房间卫生间可安装流量节水龙头，适当控制水流量就可以节约1/3。 5、中水回用。饭店可将部分废水回收，经沉淀过滤处理用于浇灌绿地、洗车、降 温…… 6、国外不少饭店都有雨水收集系统。 经处理再利用，不让资源白白流掉。 7、用提示卡引导客人，棉织品一日一换改为一客一换。 8、营造节水的氛围，用生动的形式提示客人和员工。例如，国外有的饭店在房间放置 提示卡：用一个杯子需要4杯水来清洗等。 9、对饭店的各个部门各个区域分别用水表计量。积累数据根据使用率额定合理的用水量。 10、建立制度，发动员工养成良好习惯，加强对水电油气跑冒滴漏的巡检，杜绝长明 灯长流水。据检测，国内一般企业由于跑冒滴漏造成的浪费在5%-10%。 11、凝结水回收。蒸汽变成凝结水，水温仍达70℃-80℃。每吨凝结水约含6公斤轻 油燃烧的热量。一家中型饭店一年可回收凝结水近5000吨。
太阳能LED路灯与普通LED路灯比较 致：大连军分区警备司令部 针对于客户的需求我公司特为客户选出了两款灯具进行比较： 以太阳能LED路灯和普通LED路灯安装在同一小区用于日常亮化照明使用为标准，得出如下结论： 对比项太阳能LED路灯普能LED 路灯 功率16W 56W 价格7320元6760元 施工无须布线铺设集束线 供电方式DC12V蓄电池供电AC220V 年电费0元613.2 安装环境所有地区均可安装集中安装在某一条路上或小区内，安装地点不能太分散 使用寿命3年3年
维护费用正常使用无认为破坏 给与保修 正常使用无 认为破坏给 与保修 适用灯杆4～5米6～8米 下列为选择两款灯具的技术参数： 方案一：太阳能LED路灯 具体参数如下： 货物名称投标规格备注 太阳能电池板 多晶硅 功率: 60W 蓄电池高可靠免维护铅-酸蓄电池（太阳能专用） 容量：65AH 光源16W LED灯； 光通量：1384流明 （普通路灯头） 附带检验报 告 光源数量1个 控制系统光控+定时开关，12V 5A
过充、过放、短路、防水保护 高可靠性设计。防雷功能防护等级：IP67 使用温度﹣30度至55度。 照明时间日落至日出 可为维持阴雨天数： 冬季4天以上 夏季5天以上。 连续照明时 间10小时以 上 额定工作5 小时后转入 节能模式工 作到天亮 使用寿命 太阳能电池板≥25年 蓄电池≥3年。 灯杆材料 Q235碳钢 镀锌杆、喷塑处理。 壁厚：3.5mm 灯高4M 抗风等级33米/秒（12级）。 使用范围城市道路、广场等照明。 实物图片如下：
DL1106-TY 产品图片（仅供参考，以实 物为准） 多晶硅太阳能电池组件，峰值功率: 60W（寿命25年） 高性能、免维护太阳能专用电池12V 65Ah（寿命3年，专业地埋防水处理，有效延长电池寿命） 12V 5A,具有过充电保护，过放电保护，防雷，光控与时控等功
太阳能路灯配置 一系统介绍 随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀升，各种安全和污染隐患可谓是无处不在。太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”的安全、环保新能源越来越受到重视，在照明领域中得广泛的应用，因为太阳能照明灯有着以下几个优点。 ●太阳能照明灯安装简便：太阳能灯具安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基 座，然后用不锈钢螺丝固定就可。 ●太阳能照明灯具无需电费：太阳能照明灯具是一次性投入，无任何维护成本，长期受益。 ●太阳能照明没有安全隐患：太阳能灯具是低压产品，运行安全可靠。 ●安装简单.免维护. ●节能环保,符合国家节能环保要求,响应对新能源的使用要求. ●提升城镇管理形象.树立节能降耗与新能源的城市旗帜. 太阳能照明安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等固有的特性为市政工程的建设直接带来明显可利用的优势。 太阳能照明灯是一个自动控制的工作系统，只要设定该系统的工作模式就会自动运行工作。太阳能路灯是理想的道路照明灯具，随着人们生活的提高和社会的不断发展，它将被广泛利用，使太阳赐给大地的光明在夜晚为人类照明。
不足１平方米的光伏电池板每年可发电２００余度；一个５６Ｗ的ＬＥＤ节能灯，相当于１５０Ｗ的高压钠灯，每天应用６个小时的话，一年才用１２０度电。二者倘若结合应用，电力消耗仅为传统路灯照明光源的十分之一。 据统计，我国照明用电量已占总用量的１２％。按照我国提出的“中国绿色照明工程”，照明节电已成为节能的重要方面。目前的照明节能潜力很大，一般节能方案均能达到节约２０％～３５％，按保守的数量采取２０％的计算，全国节约的电能价值非常巨大。而太阳能ＬＥＤ照明的推广应用，让“绿色照明”实现了新的跨越。 据统计，以一个中型城市为例，按有５万余盏路灯计，若全部采用太阳能ＬＥＤ路灯代替的话，则一年节电近亿度，合计７０００万元人民币，则整个城市每年节省煤炭５００００吨，减少二氧化碳排放１１００００吨。假设全球３０％的路灯转而使用太阳能ＬＥＤ集成照明系统，粗略计算这些措施可以减少２．６０亿吨全球二氧化碳排放量和４６００亿千瓦时用电量。而这些数字相当于印度的全年用电量、日本全年用电量的一半或中国全年用电量的四分之一。 以已经调查过的城市济南为例.济南市的２０００个行政村全部安装太阳能路灯，按照一个村装２０盏（３０Ｗ）来计算。发电量约为１２０万千瓦时，相当于每年可节省标准煤４８０多吨，减排灰渣约３３６吨，减排二氧化碳约９００多吨，减排二氧化硫约３６吨，减排可吸入颗粒物约６吨，真正为农村绿色生态建设做出实实在在的贡献。 1、系统基本组成简介 系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、光源、控制箱（内有控制器）等几部分构成；太阳能电池板光效效率较高，对系统的抗风设计非常有利； 蓄电池箱做地埋式设计，美观耐用、方便更换；蓄电池箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式免维护铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等）与成本控制，实现很高的性价比；
太阳能路灯系统的优化设计与分析 摘要：太阳能路灯系统利用太阳电池供电，与传统高压钠灯系统相比，该系统具有节能环保、可靠性高、使用寿命长、易维护等特点，拥有广阔的发展前景。以徐州市平山南路太阳能路灯系统优化设计为实例，综合考虑徐州的地理位置与气候条件，确定了路灯的安装方式及LED 光源的工作时间，并以此为依据设计计算了蓄电池组与太阳电池方阵的容量，最终对组件进行了受力分析。经过优化设计后，路灯系统能够满足连续最大阴雨天数的需求，同时也能满足在大风情况下的正常使用。 关键词：太阳能路灯；优化设计；节能环保 0 引言 当前，太阳能光伏发电的巨大潜力及社会效益愈发引人注目，在全球能源结构中的比重持续增大[1]。截至2014年年底，中国光伏累计装机量已超过28 GW，位于世界第2。2014年《政府工作报告》中明确指出“要提高非化石能源发电比重，发展智能电网和分布式能源，鼓励发展风能、太阳能”。2012年起，为引导光伏产业健康有序发展，国家也陆续颁布了多项与光伏和新能源有关的法规，光伏行业朝着健康有序的方向稳步发展。 徐州市平山南路从通车至今已有十余年，路灯维修率逐年升高，需要整修和更换。在目前政府大力支持光伏产业的背景下，对九里山东路到汉城东路之间的平山南路进行太阳能路灯系统的优化设计，并在经济效益与社会效益上与传统路灯进行对比分析。 1 太阳能路灯系统优化设计流程
光伏发电系统的设计要求遵守合理性、实用性、高可靠性和高性价比的原则。要做到既能保证光伏发电系统的长期可靠运行，充分满足负载的用电需要；同时又能使系统的配置最合理、最经济，特别是确定使用最少的光伏组件功率和蓄电池的容量。需要协调整个系统工作的最大可靠性和系统成本之间的关系，在满足需要、保证质量的前提下节省投资，达到最好的经济效益[2]。 光伏发电系统设计流程一般包括容量设计和硬件配置两大部分。对于太阳能路灯系统，一般采取如图1所示的设计流程。 图1 太阳能路灯系统设计流程图 2 太阳能路灯系统的优化配置 2.1 气候地理条件分析 太阳能路灯系统设计的基本要求是要满足负载用电的需要，所以在进行设计时，必须考虑系统在最差天气条件下的稳定运行。
太阳能LED灯实施方案 、项目实施步骤 、需求分析(略) 、功能分析 LED太阳能灯，具有节能、环保、寿命长，免维护等优点，光源可以采用几百颗高亮度LED组成，内置路灯控制器(光控、时控)及LED恒流驱动器，用户只需要连接灯杆、蓄电池，就可以完成太阳能路灯的组装生产。产品适用于小区道路、庭院、工业园区及新农村亮化工程的照明。 太阳能LED灯不需要外接220V电源，提高安全性。采用太阳能作为驱动。每个LED 灯组都配置一个单独的太阳能电池板，该电池板能够使电池在阳光充足的条件下充电。可以将它们放置在家门口，信箱上，柱子等白天或者夜晚需要高亮度照明的地方。灯的电池不需要直接的太阳光，仅仅需要对着天空即可。只要有太阳光，灯的电池就可以自动充电，同时，日落之后灯就会自动发亮。不需要保养，不需要更换电池，不需要更换灯泡。 灯的特点： 1. 采用太阳能驱动，不需要电力 2. 采用LED为光源，不需要更换灯泡 3. 电池在充足电之后可以维持发光 4. 灯可以自动启动和关闭 5. 具备良好的防水和耐环境侵蚀的性能 2.1 、系统组成 太阳能LED灯指的是用太阳能电池板作为能源采集方式替代传统的市电接入方式，采集太阳能转换为电能存储到蓄电池，在需要照明时驱动照明设备，这里的照明设备采用高亮度LED替代传统的照明灯。 产品由四大部分组成，即： 1) 太阳能采集和转换部分——太阳能板； 2) 电能存储部分——蓄电池； 3) 照明部分一一高亮度LED灯 4) 控制电路； 5) 其它——如支撑部件，控制箱灯。
太阳能板 2.2 、系统部件指标： 组件 功能 类型一 太阳能电池 板 利用光伏效应将太阳能转换为 电能 单晶硅太阳电池、多 晶 硅太阳电池（总称 晶体硅 太阳电池）和 非晶硅太阳 电池 电池 存储电能 有铅酸免维护蓄电 池、 普通铅酸蓄电池 和碱性镍 镉蓄电池三 种，主要是第 一个， 普通铅酸蓄电池需 要 维护，而碱性镍镉蓄 电池较贵 LED 灯 照明 白色，彩色，单个大 功率或多个小功率 电路 过充、过放保护，光控、 时控， 防反接，LED 恒流驱动 单片机或比较器方式 其它 提供物理支撑，连线等 灯架，控制箱，连线 图3系统电气i 控制电路 :匕 表1、部件功能 图？太阳能LFD 路灯结构示意图 蓄电池 LED 灯 图1太阳能路灯实物图 灯 头 姜示意图
太阳能路灯技术项目设计方案随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用；另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。 太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种巨量可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿万桶石油，可以说是取之不尽、用之不竭。太阳能作为一种安全、环保新能源越来越受重视。同时，随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。 全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展急需解决的问题。每年照明消耗电能约占全部电能消耗的12%～15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻找可以替代传统光源的新一代节能环保光源。据我国国家绿色照明工程促进项目办公室的专项调查显示，我国照明用电每年在3000亿度以上，道路照明用电量占1/3如用太阳能取代，这相当于总投资规模超过2000亿元的三峡工程的全年发电量。 二、国家政策 中国光伏发电产业起步于20世纪70年代，经过30多年的努力，迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”和“送电到乡”等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。到2007年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦，2008年太阳能电池的产量达到了200万千瓦。 2008下半年以来，金融风暴危及到中国，光伏企业深受影响：订单减少，多晶硅价格下降。这次金融危机的影响是深远的，但太阳能以其独特的优势，决定了它的发展趋势并没有也不可能改变。此次金融危机，对正处于行业洗牌阶段的太阳能产业来说，并不一定是件坏事，反而对促进产业的快速升级具有现实意义。另外中央实行的一些措施都着眼于拉动需、拉动农村经济发展、拉动中小企
太阳能路灯、灯杆、灯具、电气系统 技术规范及技术要求 一、路灯安装地点的环境条件 1、海拔高度：≤2000M； 2、环境温度：-50℃~+70℃ 3、设计风速：35m/s； 5、抗震烈度：8级 4、相对湿度：80%； 二、铭牌和标志 1、铭牌和标志应符合中国国家标准的有关规定，铭牌应安装在适当位置，且能方便地看清铭牌上的内容，标志应字迹清晰且不易损坏脱落。 2、铭牌上应包括以下内容：制造厂家名称和商标，型号、名称和出厂编号，联系电话等。 3、实验：设备安装完毕后要进行现场试验，中标人须派人参加，所有试验结果应符合GB50259-96《电气照明装置施工及验收规范》和行业标准的有关要求。 三、灯杆技术要求 1、符合国家现行规定的路灯验收标准。 2、灯杆灯具外型见图。 灯杆光源离地6米高。主灯杆钢材采用国标大厂的Q235钢，底径140mm，上部梢径60mm，钢材壁厚3.0 mm。灯杆内外表面采用热镀锌防腐处理后喷塑，颜色以效果图为准，表面光滑，不变色，无剥落等现象；镀锌厚度不小于85微米，喷塑厚度不小于100微米。 4、支撑杆、横档为优质低碳钢材，圆管直径为32mm，钢材壁厚3mm；扁钢形状如图，钢材壁厚4mm以上，支撑杆、横档要求无凹陷等明显痕迹，并与主杆一样采用热镀锌、喷塑。 5、法兰板采用等离子切割成形，周边光洁，无毛刺，外观美观，孔位准确。
6、电器门采用等离子切割，尺寸准确，表面光滑、平整，并焊接防盗装置和接地装置。 7、铜芯线和接线端子采用国标产品，质量达到国家电器行业标准。 8、路灯设计风速大于35米/秒，抗震度大于8级，保证整杆路灯在恶劣天气状况正常工作。 四、灯具外壳及反射器技术要求 1、技术要求： （1）灯具全套部件由抗冲击高压铸铝组成。 （2）高纯铝氧化灯具外壳，经电脑特别设计，线型流畅，曲线均匀饱满。 （3）高强度耐高温弧面钢化玻璃，透光性好，配柔性硅密封，密封等级达IP65。 （4）上开盖开启方式，配安全不锈钢扣紧器。 （5）静电喷塑表面处理工艺，抗紫外线辐射。 （6）灯具所用的紧固件采用不锈钢材料制造。 （7）灯具采用一体化设计，电器腔和光源腔分置。 （8）所有电器部件均安装在太阳能板接线盒内，控制器设计寿命20-30年。 （9）灯具使用寿命在20-30年。 2、基本性能： （1）防护性能：IP65 （2）外壳防护性能：Ⅱ级 （3）工作环境：-50℃~+70℃ （4）触电防护等级：Ⅰ类 五、电气系统技术要求