太阳能路灯组成

太阳能路灯的原理分析及设计思路摘要:本文主要介绍了太阳能路灯的基本原理，并基于其中的组件内容提出相应的设计思路，以期更好地使其发挥节能降耗的效果。

关键词:太阳能路灯；原理分析；设计思路1 引言随着社会和经济的发展，地球的资源日趋匮乏，能源和环境问题也成为了社会各界普遍关心的问题。

太阳能是一种新型的能源，它具有安全、环保、维护简单、资源永不枯竭等优点，由此将其应用于路灯照明工业中，将能够更好地凸显节能环保的效果。

2 太阳能路灯的基本组成和工作原理2.1 太阳能路灯的基本组成太阳能路灯主要由太阳电池组件、支架、光源、控制器、蓄电池或电控箱(内装控制器、蓄电池)、灯杆、灯具等几部分组成。

太阳能路灯的基本组成如图1所示。

图1 太阳能路灯的基本组成2.2 太阳能路灯的工作原理在白天，太阳能电池通过吸收太阳能的光子来产生电能。

经过控制器的处理，电池按照设置的工作方式进行充电。

在夜间或环境光线不好的情况下，蓄电池会将照明装置释放到光源上，从而使路灯发光。

在放电时间达到一定时间或环境光线强度大时，控制器会启动关闭蓄电池的电源，从而终止太阳能路灯的照明。

3 太阳能路灯的设计3.1 设计主要考虑参数3.1.1 经、纬度和当地气象资源通过对当地的纬度、纬度和当地的天气状况的了解，可以获得当地的平均温度、风向、每年的太阳辐射等信息，从而决定当地的太阳能电池装置的倾角、方位和防风设计。

3.1.2 光源的参数主要是光源的工作电压和功率。

这两个参数的大小直接影响着整个系统的参数设计。

3.1.3 工作时间也就是每个夜晚路灯所需的光照时间，是太阳能路灯系统中太阳能电池组件中最重要的参数。

通过测定工作时间，可以对日负荷的功率消耗和太阳能电池元件的充电电流进行初步的计算。

3.1.4 需要保持的连续阴雨天数太阳能路灯要在连续多云和多雨天气下依然进行正常工作，因此要考虑到连续的阴雨天气，这一因素不仅会影响到蓄电池的容量，还会对太阳能电池的总功率产生一定的影响。

太阳能路灯组成部分1.太阳能电池板太阳能电池板为太阳能路灯供应能量的部件，其作用是将太阳的光能变换为电能，传送到蓄电池中存储起来，是太阳能路灯中价值最高的部件。

太阳能电池首要运用单晶硅为材料。

在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热。

也即是通常所说的光生伏特效应原理。

现在光电变换的功率，大约是光伏电池功率大约是单晶硅13%-15%，多晶硅11%-13%。

现在最新的技能还包含光伏薄膜电池。

2.蓄电池蓄电池是太阳能路灯的动力存储器，将搜集的电源供应路灯来完成照明，因为太阳能光伏发电体系的输入能量极不安稳，所以通常需求装备蓄电池体系才干作业。

通常有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。

蓄电池容量的挑选通常要遵从以下准则：首先在能满意夜晚照明的前提下，把白日太阳能电池组件的能量尽量存储下来，一起还要可以存储满意接连阴雨天夜晚照明需求的电能。

蓄电池容量过小不可以满意夜晚照明的需求，蓄电池过大，一方面蓄电池一直处在亏电状况，影响蓄电池寿数，一起形成糟蹋。

蓄电池应与太阳能电池、用电负荷(路灯)相匹配。

可用一种简略办法断定它们之间的关系。

太阳能电池功率有必要比负载功率高出4倍以上，体系才干正常作业。

太阳能电池的电压要超越蓄电池的作业电压20~30%，才干确保给蓄电池正常负电。

蓄电池容量有必要比负载日耗量高6倍以上为宜。

3.操控逆变器太阳能操控器的存在，其功用直接影响到体系寿数，特别是蓄电池的寿数。

操控器用工业级MCU做主操控器，经过对环境温度的丈量，对蓄电池和太阳能电池组件电压、电流等参数的检查判别，操控MOSFET器材的注册和关断，达到各种操控和保护功用。

4.LED光源太阳能路灯选用何种光源是太阳能灯具是否能正常运用的主要目标，通常太阳能灯具选用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED光源，有些选用大功率LED光源。

5.灯杆灯架路灯灯杆装置支持LED路灯。

太阳能路灯设计太阳能路灯设计太阳能路灯由太阳能电池板(包括支架)、灯头、控制箱(内有控制器、蓄电池等)和灯杆、基础等几部分构成。

太阳能路灯一般各自成供电系统，不与常规路灯供电网络连接。

太阳能路灯系统主要有12V与24V两种。

一太阳能电池选择l.类型太阳能电池将太阳能转换为电能。

较实用的有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池等三种。

1)单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定．适合在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区使用；2)多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶硅低．适合在太阳光充足、日照好的东西部地区使用；3）非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低，适合在室外阳光不足的地区使用。

2．工作电压太阳能电池的工作电压约为蓄电池电压的l.5倍，才能保证给蓄电池正常充电。

如给6v蓄电池充电需要用8～9V太阳能电池,给12V蓄电池充电需要用15～18V太阳能电池。

给24V蓄电池充电需用33～36V太阳能电池。

3.输出功率Wp太阳能电池的单位面积输出功率约127Wp／m2。

太阳能电池一般由多个太阳能单元电池串联组成，其容量取决于照明光源、线路传输部件所消耗的总功率以及当地太阳能辐射能量。

太阳能电池组输出功率宜为光源功率的3～5倍以上：光照丰富、开灯时短地区为(3～4)倍以上，反之为(4～5)倍以上。

4平均峰值日照时数 h太阳能电池输出功率Wp即是标准太阳光照条件下，欧洲委员会定义的10l标准，辐射强度1000W/m2,大气质量AM1.5，电池温度252C条件下，太阳能电池的输出功功率。

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。

所谓标准条件，接近平时晴天中午前后的太阳光照条件。

表——1 我国不同地区天阳光照条件区域划分丰富地区比较丰富地区可以利用地区贫乏地区年总辐射量（KJ/cm2.年）≥580500～580420～500≤420地域内蒙西部、甘肃西部、新疆南部、青藏高原新疆北部、东北、内蒙东部、华北、陕北、宁夏、甘肃部分、青藏高原东侧、海南、台湾东北北端、内蒙呼盟、长江下游、福建、广东、广西、贵州部分、云南、河南、陕西重庆、四川、贵州、广西、江西部分地区连续阴雨天数2375特征年日照≥3000h百分率≥0.75年日照2400～3000h百分率0.60.7年日照1600 ～2400h百分率0.6～0.4年日照≤1600h百分率≤0.4表——2 年总辐射量与日平均峰值日照时数对应表年辐射总量（KJ/cm2.年）420460500540580620660700740平均峰值日照时数（h）3.19 3.50 3.824.14 4.46 4.785.10 5.42 5.725．太阳能池组选择和安装路灯杆一般在5m以上，重心较高．大部分太阳电池板都是悬挂式，为增强整套设备的抗风力，一般选择多块太阳电池板组成所需要的组件功率。

太阳能路灯的构成详解一、太阳能路灯的组成太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳。

如输出电源为交流220V或110V，还要配置逆变器。

1、太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部分。

其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送至蓄电池中存储起来。

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，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶低。

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，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。

非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好，因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。

2、太阳能控制器无论太阳能灯具大小，一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。

为了延长蓄电池的使用寿命，必须对它的充电放电条件加以限制，防止蓄电池过充电及深度充电。

在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿功能。

同时太阳能控制器应兼有路灯控制功能，具有光控、时控功能，并应具有夜间自动切控负载功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。

3、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。

一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。

蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能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。

蓄电池应与太阳能电池、用电负荷（路灯）相匹配。

可用一种简单方法确定它们之间的关系。

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。

太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20~30%，才能保证给蓄电池正常负电。

太阳能路灯主要由以下几个核心部件构成：
1. 太阳能电池板（太阳能板）：太阳能电池板通常安装在路灯的顶部，用于捕捉太阳光并将其转换为电能。

这些电池板一般由多个太阳能电池串联或并联组成，以提高电压或电流。

2. 蓄电池：蓄电池用于储存白天产生的电能，以便在夜间或光线不足时供电。

蓄电池通常采用铅酸电池或锂离子电池，它们需要具备良好的充放电循环性能。

3. 控制器：控制器是太阳能路灯的大脑，用于管理电池的充电和放电过程，防止过充和过放，延长蓄电池的使用寿命。

控制器还可以根据环境光线的变化自动调节照明设备的开关时间。

4. LED灯具：LED灯具是太阳能路灯的光源，具有高效节能、寿命长、响应速度快等优点。

LED灯具的亮度和能耗可以根据需要选择不同的规格和功率。

5. 灯杆：灯杆用于支撑太阳能电池板、蓄电池、控制器和LED灯具，通常由钢材或铝合金制成，需要具有足够的强度和稳定性来抵御风吹雨打。

6. 辅助部件：包括连接线、固定件、绝缘体等，用于将各个部件连接起来并确保系统的安全稳定运行。

太阳能路灯的工作原理是：太阳能电池板在白天吸收太阳光并转换成电能，然后通过控制器将电能储存到蓄电池中。

到了夜晚或光线不足时，控制器检测到环境光线变化，自动启动LED灯具并供电，直到第二天太阳升起，电池再次充满电后循环上述过程。

太阳能路灯系统的设计资料一、太阳能路灯系统的组成部分:1.太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能路灯系统的核心部分，它能够将太阳能光能转化为电能。

太阳能电池板通常采用多晶硅或单晶硅材料制成，具有高能量转化效率和长使用寿命。

2.电池：电池用于储存太阳能电池板产生的电能，以供夜间照明使用。

常用的电池类型包括铅酸蓄电池和锂离子电池，具有高能量密度和长寿命特点，能够满足夜间照明的需求。

3.LED光源：LED光源是太阳能路灯系统的主要照明源，它具有高亮度、高效能和长寿命等特点，能够提供高质量的照明效果。

4.智能控制器：智能控制器是太阳能路灯系统的核心控制部分，它可以根据光照强度和时间自动调节照明亮度，并且能够实现多种照明模式的切换，提高系统的能效性能。

5.桅杆和支架：桅杆和支架用于支撑太阳能电池板和LED光源，并保证太阳能路灯系统的稳定性和安全性。

6.电缆和连接器：电缆和连接器用于连接各个组件之间的电路，保证太阳能路灯系统的正常运行。

二、太阳能路灯系统的工作原理:1.白天工作原理：白天，太阳能电池板接收太阳光照射，将光能转化为电能，经过电池充电存储。

2.夜间工作原理：智能控制器感应到光照弱，会自动开启太阳能路灯系统，通过电池给LED光源供电，实现路灯的照明功能。

3.智能控制原理：智能控制器根据预设的时间和光照强度，可以自动调节照明亮度，实现能效性能的提升。

例如，在光照弱的夜晚，照明亮度会自动增加，保证路灯的照明效果；而在光照强的白天，照明亮度会自动降低，减少能耗。

三、太阳能路灯系统的优势和应用场景:1.环保节能：太阳能路灯系统使用太阳能光能进行照明，具有零排放、低能耗的优点，能够有效减少对传统能源的依赖，节约能源资源。

2.经济实用：太阳能路灯系统的运行成本较低，不需要接入电网，减少电费支出。

而且，太阳能路灯系统的寿命较长，一次投资，长期受益。

3.安全可靠：太阳能路灯系统使用LED光源，具有高可靠性和安全性。

而且，智能控制器能够自动调节照明亮度，保证夜间行车和行人的安全。

太阳能路灯配置及工作原理太阳能路灯系统的工作原理：太阳能路灯利用太阳能电池的广生伏特效应原理，白天时太阳能电池吸收太阳能光子能量产生的电能通过控制器向蓄电池组充电，当夜幕降临时或灯具周围的光照程度较低时，蓄电池提供电力给直流灯负载。

直流控制器能够在任何情况下，包括阳光充足或者是长期阴雨天气下，都能确保蓄电池不因为过充或过放而发生破坏，同时具备光控、声控、温度补偿、和防雷、反极性保护等功能。

如图1。

太阳能路灯由以下几部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、光源、灯杆以及灯具外壳等。

图一太阳能电池板太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中运用价值最高的部分。

它的作用是将太阳的辐射能转换为电能，或者是送到蓄电池内储存起来。

在大多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太能电池和非晶硅太阳能电池等三种。

在太阳光充足日照良好的东西部地区，采用多晶硅太阳能电池为好，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，并且价格比单晶硅太阳能电池低。

而在阴雨天比较多、阳光相对不是太充足的南方地区，采用单晶硅太阳能电池为好，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。

非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好，因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。

另外第二代太阳电池的研制，即将取得突破性进展，其核心部件是一种可粘接的薄膜，即薄膜太阳能电池材料。

规格型号：功率90W，峰值电压24V，共6块。

技术要求：①尺寸为1200*560*35mm；②单晶硅的光电转换效率为13%～15%,多晶硅为11%～13%。

③旁路二极管热试验; ④组件边框选用优质6063T5的型材，选用表面喷涂厚度≥12μm的防氧化膜，耐烟雾及紫外线，使用寿命长，保证在室外的环境下能正常的使用；⑤接线端子牢固，配有旁路二极管，避免热斑效应；⑥钢化玻璃厚3.2mm，透光率应在91%以上；⑦绝缘强度＞100MΩ；⑧优质密封硅胶；⑨组件在-40ºC～85ºC的温度范围内均可正常工作。

太阳能市电互补路灯工作原理随着人们对环境保护意识的提高，太阳能作为一种清洁、可再生的能源得到了广泛应用。

太阳能市电互补路灯就是一种利用太阳能发电并与市电互补的照明设备。

它通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，然后储存起来，供夜间照明使用。

下面将详细介绍太阳能市电互补路灯的工作原理。

太阳能市电互补路灯主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器、LED 灯和灯杆组成。

太阳能电池板是整个系统的核心部件，它能将太阳能转化为直流电能。

太阳能电池板通常由多个太阳能电池组成，通过并联或串联的方式构成一个太阳能电池组。

当阳光照射到太阳能电池板上时，太阳能电池板会吸收光能，并将其转化为电能。

转化后的电能首先经过控制器进行调节和控制。

控制器是整个系统的智能核心，能够实现对电能的合理分配和管理。

它能监测电池的电压和电流情况，根据实时的光照强度和电池电量情况，智能地调节LED灯的亮度和开关状态。

当光照强度足够强时，控制器会自动关闭LED灯，将太阳能电池板产生的电能存储到蓄电池中。

当光照强度不足时，控制器会自动打开LED灯，将蓄电池中的电能供给LED灯照明使用。

LED灯是太阳能市电互补路灯的光源，它具有节能、寿命长和环保等优点。

LED灯是通过电流通过PN结，激发电子与空穴复合产生光，从而发出可见光。

LED灯的亮度和颜色可以根据实际需求进行调节。

太阳能市电互补路灯中常用的LED灯是高亮度LED灯，它具有较高的光效和较低的能耗。

蓄电池是储存太阳能电池板产生的电能的装置。

蓄电池能将电能以化学能的形式储存起来，并在需要时将其释放出来。

太阳能市电互补路灯中常用的蓄电池有铅酸蓄电池和锂电池。

蓄电池的容量大小直接影响着太阳能市电互补路灯的使用时间和亮度。

灯杆是太阳能市电互补路灯的支撑结构，通常由钢材制成。

灯杆的高度和形状可以根据实际需求进行设计和制作。

灯杆上通常还会设置太阳能电池板的支架和控制器的安装座，以便固定和安装相应的部件。

太阳能市电互补路灯利用太阳能发电，并通过蓄电池和控制器实现与市电的互补。

太阳能路灯原理太阳能路灯是一种利用太阳能进行照明的照明设备。

它通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并储存在电池中，以供夜间照明使用。

太阳能路灯原理主要包括太阳能电池板、充电控制器、蓄电池、LED灯和灯杆等几个关键组件。

1. 太阳能电池板太阳能电池板是太阳能路灯的核心部件，它由多个太阳能电池单元组成。

当太阳光照射到太阳能电池板上时，光子的能量被电池单元吸收，通过光伏效应将光能转化为电能。

太阳能电池板通常由硅材料制成，具有较高的光电转换效率。

2. 充电控制器充电控制器是太阳能路灯系统的重要组成部分，它主要用于控制电池的充电和放电过程。

当太阳能电池板吸收到足够的太阳能后，充电控制器将控制电池进行充电，以便储存电能。

在夜间或光照不足时，充电控制器会自动将电池释放出的电能供给LED灯使用。

3. 蓄电池蓄电池是太阳能路灯的能量储存装置，通常采用深循环铅酸蓄电池。

它能够将太阳能电池板转化的电能进行储存，并在夜间或光照不足时供给LED灯使用。

蓄电池具有较高的储能密度和较长的使用寿命，能够满足太阳能路灯持续照明的需求。

4. LED灯LED灯是太阳能路灯的照明光源，它具有高亮度、低能耗和长寿命等优点。

LED灯的工作电压较低，能够直接由蓄电池供电。

太阳能路灯系统通过充电控制器将电池的电能转化为适合LED灯工作的电压和电流，以实现照明功能。

5. 灯杆灯杆是太阳能路灯的支撑结构，通常由钢材或铝材制成。

它起到固定太阳能电池板和LED灯的作用，同时还可以安装其他组件，如充电控制器和蓄电池等。

灯杆还可以根据需要进行调整和安装，以便更好地接收太阳光。

太阳能路灯原理的工作流程如下：1. 白天，太阳能电池板吸收到充足的太阳能，通过充电控制器将电能储存到蓄电池中。

2. 夜间或光照不足时，充电控制器会自动将储存在蓄电池中的电能供给LED灯使用。

3. LED灯根据需要提供照明，实现路灯的照明功能。

4. 当白天再次到来时，循环上述过程。

太阳能路灯原理的优势：1. 绿色环保：太阳能路灯利用太阳能作为能源，无需外部电源，不会产生污染物和温室气体排放，具有较低的碳足迹。

太阳能路灯设计一、太阳能路灯的组成太阳能路灯由太阳能电池板(包括支架)、灯头、操纵箱(内有操纵器、蓄电池等)和灯杆、基础等几部份组成。

太阳能路灯一样各自成供电系统，不与常规路灯供电网络连接。

太阳能路灯系统要紧有12V与24V两种。

二、工作原理介绍太阳能路灯是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池板，白天接收太阳辐射能并转化为电能输出，通过充放电操纵器贮存在蓄电池中，夜晚当照度慢慢降低至5lux左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电操纵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12小时后，充放电操纵器动作，蓄电池放电终止。

充放电操纵器的要紧作用是操纵路灯打开和关闭，同时爱惜蓄电池，延长蓄电池利用寿命。

3、系统设计一、太阳能板功率计算：l.类型太阳能电池将太阳能转换为电能。

较有效的有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池等三种。

1)单晶硅太阳能电池性能参数比较稳固．适合在阴雨天比较多、阳光相对不是很充沛的南方地域利用；2)多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价钱比单晶硅低．适合在太阳光充沛、日照好的东西部地域利用；3）非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低，适合在室外阳光不足的地域利用。

4.平均峰值日照时数 h太阳能电池输出功率Wp即是标准太阳光照条件下，欧洲委员会概念的10l标准，辐射强度1000W/m2,大气质量AM1.5，电池温度252C条件下，太阳能电池的输出功功率。

不同的时刻，不同的地址，一样一块太阳能电池的输出功率是不同的。

所谓标准条件，接近平常晴天中午前后的太阳光照条件。

5.功率计算太阳能板功率= 日耗电量× 120%×太阳能板工作电压÷日照系数÷效率系数1)日耗电量：为工作电流乘以日工作小时数2)120% ：太阳能路灯组件中的线损、操纵器的损耗、及镇流器或恒流源的功耗3)效率系数: 蓄电池的充电同意效率，正常取0.74)日照系数: 按“表—1”5)太阳能板工作电压： 12V 系统为17.4V，24V 系统为36V6.案例分析计算：案例：哈尔滨市， 12V 蓄电池系统， LED 功率为24W，天天足功率亮灯5 小时，计算出太阳能板的功率。