太阳能照明灯具设计参考
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太阳能路灯照明设计2018/12/13 星期四太阳能路灯照明计算项目名称: 村级太阳能LED路灯计算时间: 2018/12/13 星期四【计算依据】:〖1〗《城市道路照明设计标准》CJJ 45-2015〖2〗《LED城市道路照明应用技术要求》GB/T 31832-2015 〖3〗《道路照明用LED灯性能要求》GB/T 24907-2010 〖4〗《太阳能光伏照明装置总技术规范》GB 24460-2009【已知条件】:一、道路参数:道路类型: 支路路面材料: 混凝土路面道路宽度: 4.50 (m)二、其他参数:布置方式: 单侧布置或双侧交错布置安装高度: 6.00 (m)安装间距: 40.00 (m)灯臂长度: 1.20 (m)灯具仰角: 15.00 (°)以实际支臂与灯杆安装夹角为准三、灯具参数:灯具类型: 12V 30W LED灯光源功率: 30 (w)光源光效: 180 (lm\W)利用系数: 0.6000维护系数: 0.7000四、照明标准:平均亮度值(Lav): (cd/m2)平均照度值(Eh,av): 10.5 (lx)功率密度值(LPD): 0.80 (W/m2)【计算过程】:一、平均亮度计算公式:Lav = (Φ×U ×K ×N)/ q ×S×W式中:Φ--为单个光源的光通量,lm;U--为光通量利用系数;K--为维护系数;N--为光源盏数q--为平均照度核算系数;W--为路面有效宽度,m;S--为路灯安装间距,m;Lav --平均照度计算值;计算结果:Lav = 5,400.00 ×0.60 ×0.70 ×1 / 10.00×40.00 ×3.80 = 1.49 (cd/m2)二、平均照度计算公式:Eh,av = Φ×U ×K ×N / S ×W式中:Φ--光源的总光通量,lm;Φ=灯功率(W)×灯光通量(lm/W) U--利用系数(由灯具利用系数曲线查出);K--维护系数;W--为路面有效宽度,m;S--路灯安装间距,m;N--与排列方式有关的数值,当路灯一侧排列或交错排列时N = 1相对双侧排列时N = 2Eh,av --平均照度计算值;计算结果:Eh,av = 5,400.00 ×0.60 ×0.70 ×1 / 40.00 ×3.80 = 14.92 (lx)三、功率密度计算公式:LPD = P ×1.1 ×N / S ×W式中:P--为每台灯具中的光源功率(W);N --为系数, 双侧对称布置时N = 2, 一侧排列或交错排列时N = 1S--为相邻路灯安装间距,m;(双侧交错布置时S=1/2相邻两个路灯间距)W--为道路的宽度,m;1.1--为光源电器附件功耗系数计算结果:LPD = 30.00 ×1.1 ×1 / 40.00 ×4.50 = 0.18 (W/m2)太阳能路灯系统设备计算项目名称: 太阳能路灯计算时间: 2018/12/13 星期四【计算依据】:〖1〗《城市道路照明设计标准》CJJ 45-2015〖2〗《LED城市道路照明应用技术要求》GB/T 31832-2015〖3〗《道路照明用LED灯性能要求》GB/T 24907-2010〖4〗《太阳能光伏照明装置总技术规范》GB 24460-2009【输入参数】:1、太阳能路灯光源:30 W LED 灯:2、光源工作电压:12 V3、路灯每天工作平均:8小时:4、连续阴雨天数:2天:5、每日平均日照时数:5小时6、两个连续的阴雨天间隔时长:18-22天:7、襄阳地区经纬:东经112°9′0″度:北纬32°1′12″度:【计算过程】:1、负载日耗电量:Q = W ×H ÷V = 20 Ah2、太阳能电池组件的充电电流:I1 = Q ×1.05 ÷h ÷0.85 ÷0.9 = 5.4902 A式中:1.05为太阳能充电综合损失系数0.85为蓄电池充电效率;0.9为控制器效率3、蓄电池容量确定:满足连续2个阴雨天正常工作的电池容量C:C = Q ×(d + 1)÷0.75 ×1.1 = 88 Ah式中:0.75为蓄电池放电深度1.1为蓄电池安全系数根据实际选取1组12V/80Ah锂电池组成。
新农村太阳能路灯照明设计方案打印引用发布时间:2013-04-13一、社会主义新农村建设2005年10月,在北京举行的十六届五中全会上“建设社会主义新农村”再次被提出,引起不少人的关注。
此次提出建设社会主义新农村,其背景和涵义与以前有很大不同:我国现在总体上已到了以工促农、以城带乡的发展阶段。
党中央、国务院一再强调,要按照工业反哺农业、城市支持农村的要求,切实把农业和农村经济发展放到国民经济全局中统筹安排。
新农村建设"的关键是要树立统筹城乡发展的新观念,要跳出"就三农抓三农"的传统定势,打破城乡分割的体制障碍,把农业发展放到整个国民经济的大格局中,把农村进步放到整个社会的进步中,把农民增收放到国民收入分配和再分配中,进而统筹规划政策、公共资源、基础设施及产业布局。
二、社会主义新农村道路亮化工程“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主建”是建设社会主义新农村的总体要求。
生产发展,是新农村建设的中心环节,是实现其他目标的物质基础。
而加快农村公共基础设计建设特别是道路建设又加速生产发展的重中之重。
1.我国乡村道路照明情况近年来,我国乡村居民的生活质量和生活环境正逐步改善,乡村文化生活日益丰富,随之带来的活动范围的扩大,使得乡村地区对道路以及道路照明的需求也在不断增加。
而目前,我国乡村道路照明设施建设还处于起步阶段,已远远不能满足现实增长的需求,据悉,中国有75万个村庄,其中有20万个村庄尚不能正常照明,且主要集中在西部地区。
此外,农村地区不同于城市的集中供能,能源使用比较分散,构架电网等设施则不仅成本花费高,而且易造成资源浪费。
所以,解决农村照明及其用电问题则需要因地制宜,另辟蹊径。
2.乡村道路照明新出路:低碳环保的太阳能LED路灯由于一些电网建设没有连入地处偏远的农村,因此农村应该形成独立的发电照明系统。
为解决这些问题,就近组网,安装高效节能的太阳能LED路灯,同时推广清洁能源技术的应用,可能是解决农村地区照明问题的绝佳选择,进而实现乡村照明的“零碳排放”。
利用太阳能设计的案例一、太阳能路灯。
你想啊,在那些黑灯瞎火的小路上,要是一路安着那种需要扯电线的路灯,得多麻烦,还得挖沟埋线啥的。
这时候太阳能路灯就闪亮登场啦!它的设计超级简单又巧妙。
灯杆顶上有个大的太阳能板,就像个小盾牌一样,白天的时候就安安静静地晒太阳。
这个太阳能板就像个小馋猫,把太阳光的能量都“吃”进去,然后转化成电能,储存在下面的电池里。
等到晚上,周围一黑,它就像个小卫士一样自动亮起来,照亮大家回家的路。
而且它不用交电费,多省钱啊,简直就是小路照明的小能手。
二、太阳能充电宝。
现在大家都离不开手机,可是有时候在户外,手机没电就很抓狂。
这时候太阳能充电宝就像是个超级英雄来救场啦!它的样子就和普通充电宝有点像,不过它的表面有一块太阳能充电板。
你要是去爬山或者在野外露营的时候,把它放在背包外面,让它一边陪着你看风景,一边吸收太阳光的能量。
哪怕你没有带充电线,只要有太阳,它就能慢慢给你的手机或者其他小电器充电。
就像它自己有个小太阳在肚子里,随时能给你的电子设备“喂饱饭”,让你在户外也能畅快地刷手机、拍照啥的。
三、太阳能热水器。
这可是很多家庭都在用的好东西呢!它的设计就像是一个大水箱和一群小太阳能板的组合。
你看,那些太阳能板就像一群忠诚的小士兵,整整齐齐地趴在屋顶上。
白天的时候,太阳一出来,它们就开始热火朝天地工作啦。
把太阳光的热量都收集起来,然后传递给水箱里的水。
水箱就像个大热水瓶一样,把水慢慢加热。
这样,到了晚上,你就可以舒舒服服地用热水洗澡啦。
不用像用燃气热水器那样担心煤气不够,也不用担心电费太贵,只要有太阳,就有源源不断的热水,感觉就像把太阳的温暖直接拉到了浴室里呢!四、太阳能汽车(概念车阶段比较多)想象一下,一辆汽车不用加油,就靠着太阳跑,多酷啊!太阳能汽车的车身上有好多好多的太阳能板,就像穿了一身亮晶晶的太阳能铠甲。
在阳光明媚的日子里,这些太阳能板就把太阳光转化成电能,然后驱动汽车的电机,让汽车欢快地跑起来。
路灯系统相关参数1负载30w以下选用12v系统,30w以上选用24v系统2路灯地基深度一般为灯杆的1/83灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4,灯具的仰角不宜超过15°4电池箱地埋位置距灯杆约为0.5m为宜5基础一般开挖的深度为地笼高度的1.5倍,开挖宽度约为底法兰盘宽度的2.2倍6水泥基础25#砼以上7预埋件法兰盘低于周围地面50mm-80mm(适用于铺设路砖)或高处周围地面10mm-30mm(防止积水)8路灯的布置依据布置方式配光类型截光型半截光型非截光型单侧H≧W S≦3H H≧1.2W S≦3.5H H≧1.4W S≦4H 双侧交替H≧0.7W S≦3H H≧0.8W S≦3.5H H≧0.9W S≦4H 双侧对称H≧0,5W S≦3H H≧0.6W S≦3.5H H≧0.7W S≦4H 注:W为路面有效宽度,H为安装高度,S为灯间距。
其实这个标准是普通道路照明用的,在LED道路照明中只做参考,目前没有明确规定。
截光型灯具就是最大光强方向在0°~65°,其90°和80°角度方向上的光强最大允许值分别为10cd/1000lm和30cd/1000lm的灯具。
半截光型灯具就是最大光强方向在0°~75°,其90°和80°角度方向上的光强最大允许值分别为50cd/100lm和100cd/1000lm的灯具。
非截光型灯具就是其在90°角方向上的光强最大允许值为1000cd的灯具。
9一、标准灯杆尺寸参数表名称上/下口直径材料厚度圆锥杆锥度比法兰盘尺寸及孔距基础架尺寸备注6米灯杆φ60/φ126 2.7511‰250×250×10--180(孔距)180X180-φ127米灯杆φ60/φ137 3.0 300×300×12--210(孔距)210X210-φ168米灯杆φ60/φ148 3.0 300×300×14--210(孔距)210X210-φ1610米灯杆φ70/φ180 3.75 350×350×16--250(孔距) 250X250-φ1812米灯杆 φ70/φ2023.75 400×400×18-300(孔距) 300X300-φ1810道路照明标准11基本概念①光通量:光源单位时间内发出的光的多少。
厂区太阳能LED路灯照明设计方案摘要:本文主要阐述分析了太阳能LED路灯在厂区道路照明中的应用设计问题。
关键词:太阳能LED路灯;厂区道路照明;参数一、引言厂区道路照明是企业基础设施建设的一个重要的组成部分,却又是一个容易被忽视的问题。
采用太阳能LED路灯是一个比较明智的选择。
太阳能路灯是一种新型的环保节能型路灯。
该灯采用无污染长寿命的太阳能电池吸收太阳能发电,用全密封免维护蓄电池储能,通过微电脑控制光电开关供给电光源工作,电光源采用目前国际先进的高亮度LED固体光源,节能、长寿命。
白天自动关闭,夜晚和阴雨多雾时自动亮灯,即使连续阴雨20天,也能够正常工作。
该灯最大的特点是:①、不需要外部供电,不用开挖路面、建电缆沟道和铺设电缆。
②、每盏灯均为独立电源,直流低压。
③、没有玻璃壳,钨丝等易损部件,安全可靠;④、高效节能,每瓦光通量达100Lm,使用寿命达5万小时以上(>12年)⑤、可随意布置和增减,无需维护,是厂区道路理想的照明选择.二、厂区道路照明设计的原则目前,国家尚无专门的厂区道路照明设计标准。
然而,厂区道路的照明设计又有其特殊性。
厂区道路照明的工程设计,可遵循一个参照、一个为主和适当兼顾的原则.一个参照,就是参照、执行中华人民共和国行业标准《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006。
因为该标准反应了一般道路照明的基本要求,也因为企业往往和城市有着密切的联系.从历史来看,我国的不少城市是从一个或者数个大型工业企业为基础而发展起来的;从现实来看,企业也是所在城市发展的一个重要组成部分.为何只求参考,厂区道路多数是机动车和行人混用,且车辆速度、流量和行人数量都远远小于一般城市道路,若要求厂区道路完全执行《城市道路照明设计标准》,从经济方面考虑,比较不现实,从功能方面考虑也没有必要.一个为主,就是坚持以功能性为主的原则。
厂区道路照明的基本目的,就是要在夜间给汽车通行、运输、行人、厂区治安提供一定光亮的视看环境。
LED太阳能草坪灯照明设计1 引言太阳能作为一种新兴的绿色能源,以其无可比拟的优势得到迅速的推广应用。
作为第四代新光源,在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室内照明以及其他各领域的照明和应用中得到了有效的利用。
尤其是在偏远无电地区,太阳能照明灯具更具有广泛的应用前景。
一般人认为,节能灯可节能4/5是伟大的创举,但LED比节能灯还要节能1/4,这是固体光源伟大的革新。
除此之外,LED还具有光线质量高,基本上无辐射,可靠耐用,维护费用极为低廉等优势,属于典型的绿色照明光源。
超高亮LED的研制成功,大大地降低了太阳能灯具使用成本,使之达到或接近工频交流电照明系统初装的成本报价,并且具有保护环境、安装简便、操作安全、经济节能等优点。
由于LED具有的光效率高,发热量低等优势,已经越来越多地应用在照明领域,并呈现出取代传统照明光源的趋势。
在我国西部,非主干道太阳能路灯、太阳能庭院灯渐成规模。
随着太阳能灯具的大力发展,“绿色照明”必将会成为一种趋势。
而LED太阳能草坪灯作为其中的一个代表,也将得到大力的推广和应用,本文主要介绍它的一些知识,希望能给大家一些启发。
2 LED太阳能草坪灯的定义及结构组成太阳能草坪灯主要利用太阳能电池的能源来进行工作,当白天太阳光照射在太阳能电池上,把光能转变成电能存贮在蓄电池中,再由蓄电池在晚间为草坪灯的LED(发光二极体)提供电源。
其优点主要为安全、节能、方便、环保等。
适用于住宅社区绿草地美化照明点缀,公园草坪美化点缀。
LED太阳能草坪灯的结构组成:由太阳能电池组件(光电板)、超高亮LED灯(光源)、免维护可充电蓄电池、自动控制电路、灯具等组成。
3 太阳能草坪灯的系统组成、控制原理和电路原理3.1 太阳能草坪灯的系统组成LED太阳能草坪灯是一个独立的发电系统。
它能够独立的完成把太阳能转换为电能,并能把电能转换成热能供照明和装饰使用,而不需要电线的传输。
一个独立的光伏系统一般由以下三部分组成:太阳电池组件;充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。
光伏路灯设计方案1. 引言随着环境保护和可持续发展理念的普及,光伏路灯作为一种利用太阳能发电的照明设备已逐渐得到广泛应用。
本文提出了一种光伏路灯设计方案,旨在为城市道路照明提供清洁、可靠的解决方案。
2. 设计原理光伏路灯的工作原理是通过太阳能光伏电池板将太阳能转化为电能,然后通过充电控制器将电能储存到电池中,再通过LED灯进行照明。
具体设计原理如下:2.1 太阳能光伏电池板太阳能光伏电池板由多个光伏电池组成,可以将太阳能转化为直流电能。
选择高效、稳定的太阳能光伏电池板是确保路灯正常工作的关键。
2.2 充电控制器充电控制器用于控制太阳能光伏电池板向电池中充电,并对电池的充电状态进行监测和保护。
当光照不足时,充电控制器会自动切换到电池供电模式。
2.3 电池电池用于储存从太阳能光伏电池板充电而得到的电能。
选择高容量、长寿命的电池可以确保路灯在夜间持续供电。
2.4 LED灯LED灯是一种高效、节能的照明设备,具有长寿命、抗震动、抗风化等特点。
选择适当的LED灯可以提高路灯的照明效果。
3. 设计方案3.1 光伏路灯整体设计光伏路灯由太阳能光伏电池板、充电控制器、电池、LED灯等部分组成。
整体设计如下:光伏路灯整体设计光伏路灯整体设计3.2 光伏路灯的工作状态•白天:太阳能光伏电池板将太阳能转化为电能,同时充电控制器将电能储存到电池中。
•夜间:LED灯根据光控开关的信号,从电池中获取电能进行照明。
3.3 光伏路灯的控制系统光伏路灯的控制系统主要包括光控开关和时间控制器: - 光控开关:根据光照强度自动切换路灯的开关状态,节约能源。
- 时间控制器:根据实际需要设置路灯的开关时间,确保路灯按时工作。
4. 设计优势4.1 清洁能源光伏路灯利用太阳能作为能源,无需使用传统的化石燃料,避免了环境污染和温室气体排放。
4.2 高效节能光伏路灯采用LED灯作为光源,具有高效、节能的特点。
LED灯的发光效率较高,相比传统路灯可以节省大量能源。
太阳能风光互补LED路灯基本设计方案一.风光互补LED路灯设计案例分析1.1设计依据《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006《公路工程技术标准》JTG D70-2004(1)、每套路灯系统配置设计★年平均风速3m/s以上地区。
★年平均风速3m/s以上地区。
★太阳能资源Ⅱ类及以上可利用地区。
(2)、路灯功能描述:★亮灯时间及控制:路灯配置采用一台400LW风力发电机、一组100W太阳能电池板、一套60WLED灯具、2只200AH/1 2V铅酸阀控蓄电池,组成一支独立的风光互补路灯照明系统。
可保证每天可靠亮灯8~10小时。
★可靠性:系统在连续没有风和太阳能补充能量的情况下能正常供电3~5天。
★光控亮灯、时空关灯;全功率、半功率全自动控制。
★结构:灯杆总高10米;灯高8米;采用双边交叉布灯,灯杆间距25米。
★蓄电池采用埋地处理,提高电池性能寿命及提高防盗窃作用。
(3)、配置清单2、工程设计方案(1)、风光互补路灯电路设计方案系统电路原理图:系统性能特点:l、智能充、放电控制,可相对延长蓄电池的使用寿命;2、工作模式:24小时定时模式;3、负载开路及短路保护,并具有自动恢复功能;4、采用专用芯片对LED灯进行恒功率、启动控制,具有过流、过电压保护,灯泡开路、短路保护;5、防频闪双频工作模式,灯温补偿;6、采用工业级芯片低功耗设计,可在高温、寒冷、潮湿的环境下可靠工作;7、使用、维护简单方便,全自动控制。
(2)、路灯杆的设计方案风力发电机和太阳能电池是风光互补路灯的标志性组合,要保证风力发电机和太阳能电池能平稳、安全的运行,同时也配合路灯灯杆的多样化造型,我们将风光互补路灯灯杆设计为自立式路灯灯杆。
风力发电机位于灯杆的顶端,太阳能电池板位于灯杆的中部,详见下图:灯高8米灯杆高10米混凝土基础LED灯风力发电机太阳能电池板(3)、蓄电池技术要求1.7.1规格参数1.7.2各项性能参数1.7.3、充电模式应达到下述指标要求,并提供生产厂家放电深度与循环寿命、有效容量与温度的关系、放电曲线、充电曲线图表。
太阳能路灯参数计算及配置建议根据贵司项目地情况,广东当地风力,温度,平均日照时长,道路照明标准等信息,为了保证产品质量及满足实际应用,我司根据测算得出以下参数及建议。
1,太阳能系统测算已知参数:灯具20-50W可调,太阳能板尺寸995*680.假设工作条件:每天亮灯8H,开始亮灯功率40W,深夜亮灯功率10-15W,平均功率20W。
亮灯时间3个阴雨天。
计算参数:电池容量=功率(P)20W /电压(U)12V =20/12*8小时=13.33AH*3(阴雨天)=40AH,考虑电池利用率按80%计算。
故电池容量为40/0.8=50AH.太阳能板发电量:发电量=太阳能板功率除以太阳能板电压(根据太阳能板尺寸可以计算太阳能板功率约为100W)--100W/18V(太阳能板电压)=5.56A*4小时(广东日平均光照)=22.24AH,每日耗电量为13.3AH,故太阳能板满足需求。
灯具平均功率20W,平均整灯光通量2400LM,高峰时段功率40W,整灯光通量4800LM,按照杆距1:4计算,灯杆间距为24米。
普通道路按双车道计算。
通过模拟得知:灯具功率为40W时,路面各点最大照度为26LX,最小照度为6LX,平均照度为12LX,均匀度0.489,满足国标支路以及乡镇道路照明8-10LX,均匀度大于0.4的标准。
深夜照度越低于标准,但深夜间由于满足节能及不影响路边住户休息,照明要求偏低,降低功率后仍能满足使用需求。
锂电池分类:磷酸铁锂电池—成本较低,但充放电效率偏低三元锂电池---成本较高,但充放电效率高,充放电次数高控制器分为:电池内置控制器与外置控制器两种,内置控制器安装方便,功能相对单一,外置控制器成本比内置高,但功能多,部分产品可以实现手机远程控制,维护方便。
根据以上计算结果及情况建议配置做部分调整,按以下配置:太阳能板:100W单晶高效太阳能板电池容量:50AH/12V三元锂电池系统LED灯具:40W进口芯片LED灯具太阳能系统控制器:外置品牌太阳能控制器2,灯杆及基础配置测算数据:6米单臂太阳能路灯现场基础校核计算书根据基础设计的基坑尺寸是600*600*700mm,现对此基坑承载力和抗风能力进行校核。
太阳能路灯参数及安装示意图40W一览表
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范文范例参考
备注:以上配置为每天亮灯6小时,连续3个阴雨天。
图示:
备注:图示仅供参考
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50W一览表
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范文范例参考
备注:以上配置为每天亮灯6小时,连续3个阴雨天。
图示:
加阳能跻灯主竝说明白昌UA浊尿霑就堆朗
皿“扇灯*暗心初iffl拜鮭工EH
备注:图示仅供参考
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60W一览表
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范文范例参考
防水箱 双90专用 只
50.00 50.00
总计
3740.00
备注:以上配置为每天亮灯6小时,连续3个阴雨天。
图示:
备注:图示仅供参考
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利用太阳能设计的户外照明方案太阳能作为一种可再生能源,具有广阔的应用前景。
在户外照明领域,利用太阳能设计照明方案不仅能够节约能源,减少环境污染,还能够为户外环境提供良好的照明效果。
本文将探讨利用太阳能设计的户外照明方案,并提供具体实施方案。
一、太阳能照明技术简介太阳能照明技术是利用太阳能电池板将光能转化为电能,再通过电池储存能量并驱动LED灯进行照明的技术。
太阳能电池板具有光电转换效率高、环保、可再生等优势,被广泛应用于户外照明领域。
二、户外照明方案设计1. 区域划分在设计户外照明方案时,首先需要根据实际需求划分不同的区域,例如道路照明区、景观照明区、广场照明区等。
不同区域的照明需求不同,需要结合具体情况进行合理划分。
2. 太阳能电池板布置太阳能电池板的布置应尽量选择直射阳光的位置,以保证太阳能电池板能够获取到最充足的阳光。
同时,太阳能电池板应避免遮挡物的阻挡,以保证光能的有效转换。
3. 照明灯具选择在户外太阳能照明方案中,LED灯是常用的照明灯具。
LED灯具具有高亮度、长寿命、低能耗等优势,适合作为太阳能照明的光源。
在选择LED灯具时,应根据需求选择合适的功率和亮度,以达到良好的照明效果。
4. 照明效果调节为了适应不同时段和情况下的照明需求,太阳能照明方案应具备照明效果调节功能。
可以通过预设程序或传感器控制照明灯具的开关、亮度和色温等参数,以达到最佳的照明效果。
三、太阳能照明方案实施1. 硬件设施安装根据设计方案,将太阳能电池板、LED灯具等硬件设施进行安装。
太阳能电池板应选择安装在可直接受到阳光照射的位置,避免阴影的干扰。
LED灯具可以根据区域需求进行合理布置。
2. 电力系统连接将太阳能电池板与电池进行连接,并将电池与LED灯具进行连接。
通过电池存储太阳能电池板产生的电能,并驱动LED灯具进行照明。
同时,可以设置电力系统连接的开关和智能控制设备,以方便对照明效果进行调节。
3. 调试和测试在实施太阳能照明方案之后,需要进行调试和测试工作。
广西大学毕业设计(论文)任务书课题名称太阳能LED路灯照明系统设计学院物理科学与工程技术专业电子科学与技术班级 06级1班学号**********姓名郭卫指导教师陆翔二O一 O 年六月二日摘 要近年来,随着太阳能发电产业的迅速发展,光伏应用的领域正在逐渐扩大,各种光伏新产品不断涌现。
这种光伏技术被公认为是21世纪最具发展前景的高新技术领域之一。
已开始在美国、法国、日本等发达国家很多地区得到广泛应用。
研究方法是设计步骤中的核心问题。
对方法的研究过程中,最终采用了PIC16F716的PWM限流控制器,该控制器为结合铅酸蓄电池充放电特性和太阳电池伏安特性,专为负载LED灯具设计的一款充放电控制器,其利用PWM技术对LED进行稳压限流供电,从而达到延长LED使用寿命的目的。
此外,充电电路太阳能路灯系统是利用太阳能电池的光伏效应将太阳光能直接转换成电能,选择一种合适的蓄电池的充电管理模式,并要求对电压的实时监测,及时配合控制器的指令控制最终能够有效的完成白天利用太阳能电池板对蓄电池充电,晚上蓄电池释放能量点亮LED 灯,并且在阴雨天气的状况下,能够持续供电3~4天。
并且充电电路分别对保护电压、浮充点电压,恢复电压时进行不同的充电方式,再用于照明的系统。
经过调试试验等最终证实了,在照明路灯中,作为技术和艺术相结合的太阳能照明系统-太阳能LED路灯,因具备环保、节能、发光效率高等诸多优点,是的太阳能LED灯照明技术正在成为照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一场照明光源的革命。
关键词:太阳能LED路灯放电路 PWM控制光伏效应目 录第一章 绪 论 (1)1.1 前言 (1)1.2 技术指标和系统功能 (1)1.2.1 系统技术指标: (1)1.2.2 系统功能 (2)第二章 系统方案论证及选择 (3)2.1 方案比较与论证 (3)2.1.1太阳能电池板的选择 (3)2.1.2 蓄电池的选择对比 (3)2.1.3 照明灯具的选择 (4)2.1.4 控制器芯片的选择 (5)2.2 方案的配置与计算 (6)2.2.1方案的配置 (6)第三章 系统设计的理论分析 (7)3.1太阳能照明系统电路总体分析 (7)3.2太阳能光伏发电的理论 (7)3.3控制器设计的理论基础 (8)3.4 蓄电池的充放电原理 (8)3.5 LED的驱动原理 (9)第四章 系统的硬件设计 (10)4.1系统电路框图 (10)4. 2 控制模块的硬件设计 (11)4.2.1充电电路的设计 (11)4.2.2放电电路的硬件设计 (12)4.2.3 LED指示电路 (12)4.2.4控制器电源稳压电路的硬件设计 (13)4.2.5外围电路的硬件设计 (14)4.3 LED的连接方式 (14)4.4 硬件设计的原理流程图 (14)4.5硬件系统总图 (15)第五章 软件设计 (17)5.1系统软件框图 (17)5.2系统主要程序编辑 (17)5.2.1PWM模式的选择 (17)5.2.2检测程序的流程 (17)第六章 实验结果与分析 (20)6.1实验的性能分析 (20)6.2实验结果 (21)第七章 产品经济可行性分析 (22)7.1成本对比估算 (22)7.2设计的前景展望 (23)结束语 (25)参考书目 (26)致 谢 (28)第一章 绪 论1.1 前言太阳能LED照明是未来照明的方向,其最大特点为:环保、节能、发光效率高,因此使它将逐步取代传统光源。
山东力诺光伏高科技有限公司灯具配置说明书(实例)
太阳能庭院灯LNTY-01:
1.太阳能电池板20W
2.蓄电池DC12V/38AH一只
3.控制器DC12/5A光控加时控
4.光源DC/9W节能灯一只(相当于36W普通白炽灯亮度)5.灯体高度3米(见附图)
6.工作时间6-8小时/天,连续3个阴雨天正常工作,抗八级风,工作温度-20~60摄氏度
7.灯体为优质铸铁,表面镀锌喷塑处理,灯头为铝铸品
8.输入电压:DC/12 V
9.安装方法:现浇水泥底座,预埋地脚螺栓,穿过灯体底座预留孔用螺帽紧固。
太阳能草坪灯LNCP-07(落地式)
功率:2W
光源:LED 颜色:绿色、可选
灯体材料:铸铝或铸铁
适应温度:-30℃--60℃
电池容量:2200 mAh
灯体高度:600mm(附图)
重量:
工作时间:8-10 Hours。
太阳能路灯照明工程设计说明书可编辑修改精选全文完整版太阳能路灯照明工程设计说明一、设计依据1.工程概况:本工程为XXXXXXXX道路工程, 道路设计长度为7941.98米。
道路宽7M,道路性质为支路,双向2车道。
沥青路面,设计时速30km/h,起点XXXXXXXXX(k0+000),终点XXXXXXX(K7+941.98);2.道路设计各专业提供的工程设计资料;3.XXXXXX发改委关于XXXXXXXXXX道路工程初设批复;4.本工程采用的主要标准及法规:《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006;《太阳能光伏照明装置总技术规范》GB24460-2009;《道路照明用LED灯性能要求》GB/T24907-2010;《固定型阀控密封式铅酸蓄电池》GB/T19638.2-2005《路灯与街路照明灯具性能要求》GB/T24827-2009;《灯具第一部分:一般要求与试验》GB7000.1-2007/IEC60598-1;2003;《道路与街路照明灯具安全要求》GB7000.5-2005/IEC60598-2-3:2002;《一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求》GB/T18595-2001;《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》GB 17625-2003;《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》GB 17743-2007;《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010;《城市道路照明工程施工及验收规范》CJJ89-2012;《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-2006;其他有关国家及地方的现行规范及标准。
二、设计范围本次设计为XXXXXXXXXX道路照明工程设计。
设计图纸内容有:道路照明平面布置图,道路照明横断图、灯杆基础图及蓄电池井。
太阳能电池板及灯杆抗风强度设计未包括在本设计内。
三、照明设计标准及设置1.照明标准:道路照明标准为Ⅲ级,城市支道。
太阳能路灯的设计实例与配置选型一、任务导入太阳能是最环保的能源,利用太阳能来照明将是低碳生活的发展趋势。
地球资源的日益贫乏,基础能源的投资成本日益攀高,各种安全和污染隐患可谓无处不在,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重视。
随着太阳能与电池转换效率和生产技术的不断提高,太阳能发电的应用越来越广泛,在照明领域,太阳能路灯作为节能环保系统在国内大规模的使用,该照明系统具有不需挖沟埋线、不需要输变电设备、不消耗市电、安装任意、维护费用低、低压无触电危险、使用的是洁净可再生能源,是真正的环保节能高科技产品,它代表着未来城市道路照明的发展方向,具有广泛的推广利用价值。
如图2-35所示。
图2-35 太阳能路灯二、相关知识学习情境1太阳能道路照明系统(一)太阳能路灯简介太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯,白天太阳能电池板给蓄电池充电,晚上蓄电池给灯源供电使用,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。
太阳能路灯系统工作原理简单,就是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池板,在白天电池板接收太阳辐射能并将其转化为电能,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设定值时,向日葵阳光太阳能电池板开路电压4.5V左右,充放电控制器自动检测到这一电压值后发出制动指令,蓄电池开始对灯头放电。
蓄电池放电8.5小时后,充放电控制器发出制动指令,蓄电池放电结束。
太阳能路灯工作原理说明:白天太阳能路灯在智能控制器的控制下,太阳能电池板经过太阳光的照射,吸收太阳能光并转换成电能,白天太阳电池组件向蓄电池组充电,晚上蓄电池组提供电力给光源供电,实现照明功能。
直流控制器能确保蓄电池组不因过充或过放而被损坏,同时具备光控、时控、温度补偿及防雷、反极性保护等功能。
如图2-36所示。
图2-36 太阳能路灯构造图太阳能路灯系统是由太阳能电池组件、光源、太阳能控制器、蓄电池(包括蓄电池保温箱)和灯杆等几部分构成。
新太阳能路灯方案模版太阳能路灯___手册一产品示意图(以下图片,具体请以实物为准)二产品介绍(以下图片,具体请以实物为准)蓄电池箱及蓄电池控制器及配线太阳能电池板固定架及太阳能电池板路灯灯杆及灯头三、阳能灯具选址要求1太阳能电池板方向应对正南方向。
2电池板装在周围无高大建筑物,树木,电线杆等无遮挡阳光和避风处。
当无法满足全天无遮挡时,要保证尽量在9:30-15:30间无遮挡。
3太阳能灯具要尽量避免靠近热源,以防影响灯具使用寿命。
4太阳能电池板上方不应有直射光源。
以免使灯具控制系统误识别导致误操作。
5灯杆基础土建施工要有足够的强度,预埋件要可靠且与灯座适配。
四___米及___米太阳能路灯地基结构图(以上图片,实际尺寸按照灯杆高度可适当调整)五、基施工步骤1地基预埋件的___(以下图片,具体以实物为准)2地基坑开挖勘测地质情况,如果土质为硬地,___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,以距离灯杆___米为宜3地基浇注将地基预埋件放在地基浇注坑,预留出蓄电池保护套管(软管或者pvc管)的通道,通道直径至少大于保护套管直径的___倍,通道拐弯处尽量圆滑,切勿成直角,方便日后保护套管的___。
最后以c20混凝土浇注,密实,牢固。
六地基施工技术要求1在立灯具位置预留(开挖)符合标准的1立方米坑,进行预埋件定位浇注。
预埋件放置在方坑正中。
注意保持预埋件,地基与原地面在同一水平面上,有一边要与道路平行,这样可保证路灯杆竖立后端正不偏斜。
然后以c20混凝土浇注固定,浇注过程中要不停用振动棒振动,保证整体的密实性,牢固性。
2基础坑深度的允许偏差应为+___mm,-___mm。
当土质原因等造成基础坑深偏差+___mm以上时,应按以下规定处理:偏差在+100~+300,应采用铺石灌浆处理。
偏差超过规定值的+300以上时,超过___mm的部分可采用填土或砂,石夯实处理,分层夯实厚度不宜大于___mm,夯实后的密度不应低于原状土,然后再采用铺石灌浆处理。
如何选购经济实用的太阳能灯具产品随着太阳能光伏技术的发展和进步,在民用方面首先应用在照明灯具上,近几年来,太阳能灯具产品由于环保节能的双重优势,太阳能庭院灯和太阳能草坪灯,太阳能装饰灯等方面的应用已经逐渐形成规模。
如何在众多耀眼的商业广告中,选择一款比较适合当地气候条件而又经济实用的太阳能灯具产品呢?这一直是用户的最终疑问?在太阳能照明灯具的设计中,涉及光源、太阳能电池系统、蓄电池充放电控制许多因素,其中任何一个环节出现问题都会造成产品缺陷。
那就让我们先了解一下太阳能灯具组成吧!1、太阳能电池板2、充放电控制器3、蓄电池4、负载5、灯具外壳太阳能电池太阳能电池主要功能在将光能转换成电能,这个现象称之为光伏效应。
在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种,在太阳光充足日照好的东西部地区,采用多晶硅太阳能电池为好,因多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单,价格比单晶低。
转换效率在近几年不断提高。
在阴雨天比较多阳光相对不是很充足的南方地区,采用单晶硅太阳能电池为好,因单晶硅太阳能电池电性能参数比较稳定。
当然非晶硅太阳能电池在室内阳光很弱的情况下比较好,因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。
首先,任何一款太阳能灯具产品我们必须先了解太阳能电池,太阳能电池有五大电性能参数:1、Isc是短路电流2、是峰值电流3、Voc是开路电压4、Vm是峰值电压5、Pm是峰值功率Pm是峰值功率= Im是峰值电流×Vm是峰值电压注:以上计算跟据太阳能电池的外特性对于单片太阳能电池来说,它是一个PN 结,除了当太阳光照射在上面时,它能够产生电能外,它还具有PN结的一切特性。
在标准光照条件下,它的额定输出电压为0.48V。
在太阳能照明灯具使用中的太阳能电池组件都是由多片太阳能电池连接构成的。
用户可以先看太阳能电池来知道价格,性能及太阳能灯具照明的稳定性,下面我会根据和负载,蓄电池之间作介绍。
充放电控制器无论太阳能灯具大小,一个性能良好的充放电控制电路是必不可少的。
为了延长蓄电池的使用寿命,必须对它的充放电条件加以限制,防止蓄电池过充电及深度放电,.另外,由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定,光伏发电系统中对蓄电池充电的控制要比普通蓄电池充电的控制要复杂些。
对于太阳能灯具的设计来说,成功与失败往往就取决于充放电控制电路的成功与失败。
没有一个性能良好的充放电控制电路,就不可能有一个性能良好的太阳能灯具。
充放电控制器必须要到以下几个特点:1、防反充电控制2、防过充电控制3、防过放电控制4、温度补偿蓄电池由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定,所以一般需要配置蓄电池系统才能工作,太阳能灯具也不例外,必须配置蓄电池才能工作。
一般有铅酸蓄电池、Ni -Cd蓄电池、Ni-H蓄电池,它们的容量选择直接影响系统的可靠性以及系统价格。
蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则:首先在能够满足夜晚照明的前提下,把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。
蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要,蓄电池容量过大,一方面蓄电池始终处在亏电状态,影响蓄电池寿命,同时造成浪费。
蓄电池的选择也是要看太阳能电池,负载来确定的,下面我们在系统设计中作介绍。
负载太阳能灯具产品以节能环保为优势,当然负载要节能,寿命长。
我们一般采用LED灯与12V直流节能灯及低压钠灯等。
目前多数草坪灯选用LED作为光源,LED寿命长,可以达100000小时以上,工作电压低,非常适合应用在太阳能草坪灯上。
庭园灯一般采用12V直流节能灯,直流节能灯电压为直流,无需逆变,方便安全。
路灯一般采用12V直流节能灯与低压钠灯,低压钠灯光效高(可达200LM/W)。
但由于低压钠灯价格比较昂贵,采用较少。
灯具外壳我们收集了许多国外太阳能灯资料,在美观和节能两者之间,大多数都选择节能。
灯具外观要求不要很高,相对实用就行。
目前有很多厂家外观很漂亮,选用不锈钢外壳。
但性能到底怎样呢?这又让我们深思!系统设计一款好的太阳能灯具产品,关键在于系统设计,怎样才是合理的系统设计呢?那就让我们先了解一下影响系统的几个重要因素吧!纬度太阳能方阵面上的年总辐射量最长无日照天数日耗电量平均每日峰值日照时数让我们试想一下:如果太阳能电池充电量不足每天放电量会怎样呢?如果连续几年阴雨天系统还能照明吗?这些问题都要我们设计人员的精心设计。
下面我又给大家介绍一种简单判断太阳能灯具系统性能的方法:我们必须知道系统负载功率,1:太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上系统才能正常工作。
2:蓄电池容量必须比负载日耗电量高出3倍以上(西部地区),南方地区要高出5倍以上为好。
太阳能灯具之一1太阳能电池的外特性从应用的角度论述,大家主要关心的是太阳能电池的外特性。
首先,对于单片太阳能电池来说,它是一个PN结,除了当太阳光照射在上面时,它能够产生电能外,它还具有PN结的一切特性。
在标准光照条件下,它的额定输出电压为0.48V。
在太阳能照明灯具使用中的太阳能电池组件都是由多片太阳能电池连接构成的。
它具有负的温度系数,温度每上升一度,电压下降2mV,对于多片太阳能电池组成的太阳能电池组件。
太阳能电池一般都如下参数:Isc 是短路电流,Im是峰值电流,Voc是开路电压。
Vm是峰值电压,Pm是峰值功率。
在使用中,太阳能电池开路或者短路都不会造成损坏,实际上我们也正是利用它的这个特性对系统蓄电池充放电进行控制的。
太阳能电池在使用中必须注意的问题2.1 太阳能电池功率的选择我们所说的太阳能电池输出功率Wp是标准太阳光照条件下,即:欧洲委员会定义的101标准,辐射强度1000W/m2,大气质量AM1.5,电池温度25℃条件下,太阳能电池的输出功率。
这个条件大约和平时晴天中午前后的太阳光照条件差不多,(在长江下游地区只能接近这个数值)这并不象有些人想象的那样,只要有阳光就会有额定输出功率,甚至认为太阳能电池在夜晚日光灯下也可以正常使用。
这就是说,太阳能电池的输出功率是随机的,在不同的时间,不同的地点,同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。
太阳能灯具的设计和灯具的使用地区有关。
太阳能电池组件额定输出功率和灯具输入功率之间关系在华东地区大约是2~4:1,具体比例要根据灯具每天工作时间以及对连续阴雨天照明要求决定。
另外太阳能电池的输出功率大约120W/m2。
2.2 蓄电池容量的选择由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定,所以一般需要配置蓄电池系统才能工作,太阳能灯具也不例外,必须配置蓄电池才能工作。
一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池,它们的容量选择直接影响系统的可靠性以及系统价格。
蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则:首先在能够满足夜晚照明的前提下,把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。
蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要,蓄电池容量过大,一方面蓄电池始终处在亏电状态,影响蓄电池寿命,同时造成浪费。
2.3 太阳能电池封装形式的选择目前太阳能电池的封装形式主要有2种,层压和滴胶,层压工艺可以保证太阳能电池工作寿命25年以上,滴胶虽然当时美观,但是太阳能电池工作寿命仅仅1~2年。
因此,1W以下的小功率太阳能草坪灯,在没有过高寿命要求的情况下,可以使用滴胶封装形式,对于使用年限有规定的太阳能灯,建议使用层压的封装形式。
另外,有一种硅凝胶用于滴胶封装太阳能电池,据说工作寿命可以达到10年。
2.4 太阳能电池安装倾斜角度的选择和装饰性外罩为了美观,许多的太阳能灯具的工厂将太阳能电池水平放置,在这种情况下,太阳能电池的输出功率将减少15%~20%,如果再在太阳能电池上面增加一个装饰性外罩,太阳能电池的输出功率又将减少5%左右,太阳能电池价格昂贵,我们收集了许多国外太阳能灯资料,在美观和节能两者之间,大多数都选择节能。
在长江下游太阳能电池的最理想倾斜角度是40度左右,方向为正南方。
2.5 热岛效应单片太阳能电池一般是不能使用的,实际应用的是太阳能电池组件。
太阳电池组件是由多片太阳能电池组合而成,用以达到期望的电压值。
太阳能电池组件在使用过程中,如果有一片太阳能电池单独被遮挡,例如树叶鸟粪等,单独被遮挡的太阳能电池在强烈阳光照射下就会发热损坏,于是整个太阳能电池组件损坏。
这就是所谓热岛效应。
为了防止热岛效应,一般是将太阳能电池倾斜放置,使树叶等不能附着,同时在太阳能电池组件上安装防鸟针。
3 太阳能灯具中蓄电池的充放电控制无论太阳能灯具大小,一个性能良好的充放电控制电路是必不可少的。
为了延长蓄电池的使用寿命,必须对它的充放电条件加以限制,防止蓄电池过充电及深度放电,另外,由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定,光伏发电系统中对蓄电池充电的控制要比普通蓄电池充电的控制要复杂些。
对于太阳能灯具的设计来说,成功与失败往往就取决于充放电控制电路的成功与失败,没有一个性能良好的充放电控制电路,就不可能有一个性能良好的太阳能灯具。
3.1 防反充电控制防止反充电功能,一般来说,就是在太阳能电池回路中串联一个二极管,二极管防止反充电,这个二极管应该是肖特基二极管,肖特基二极管的压降比普通二极管低。
另外,还可以用场效应晶体管控制防止反充电功能,它的管压降比肖特基二极管更低,只是控制电路要比前面复杂一些。
3.2 防过充电控制防止过充电功能,可以在输入回路中串联或者并联一个泄放晶体管,电压鉴别电路控制晶体管的开关,将多余的太阳能电池能量通过晶体管泄放,保证没有过高的电压给蓄电池充电。
关键是防止过充电压的选择,单节铅酸蓄电池为2.2V。
3.3 防过放电控制除了Ni-Cd电池外,其它蓄电池一般都要具有防止蓄电池过放电功能,因为会造成蓄电池过放电永久性损坏。
需要注意的是,太阳能电池系统一般相对蓄电池是小倍率放电,所以放电截止电压不宜过低。
3.4 温度补偿温度补偿,蓄电池电压控制点是随着环境温度而变化的,所以太阳能灯系统应该有一个受温度控制的基准电压。
对于单节铅酸蓄电池是-3~-7mV/℃,我们通常选用-4mV/℃。
4 太阳能灯具光源的选择目前多数草坪灯选用LED作为光源,LED寿命长,可以达到100000小时以上,工作电压低,非常适合应用在太阳能草坪灯上。
特别是LED技术已经实现了其关键性突破,并且其特性在过去5年中有很大地提高。
同时性能价格比也有较大地提高。
另外,LED由低压直流供电,其光源控制成本低,调节明暗,频繁开关都是可能的,并且不会对LED的性能产生不良影响。
控制颜色,改变光的分布,产生动态幻景都是可能的,所以它特别适合在太阳能草坪灯上应用。
有许多其固有的特性,使用时如果不注意就会造成不良后果。