LED太阳能光伏庭院

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1、LED太阳能光伏庭院灯班级：09应用电子技术（B）班第六组小组成员：王小强，连路安，曾东平，陈志淞，洪国贤前　言人类发明太阳电池以后不久就应用在照明装置上。近年来，由于人们的环境保护意识的提高，在我国太阳能光伏照明装置得到了重视和推广应用，但同时也出现许多质量问题。尤其是照度和可靠性等质量问题困扰着我国太阳能光伏照明装置的发展。　　针对以上问题，我们对太阳能光伏照明装置的四大主要部件“太阳电池”、“光源”、“蓄电池”和“控制器”的可靠性对太阳能光伏照明装置的影响进行了比较系统的分析，并根据我们多年来对太阳电池应用技术研究的经验，提出了解决的方

2、法。太阳能路灯作为新型高科技节能产品替代传统路灯，可以实现路灯白天自身发电，晚上照明，路灯不耗能。具有环保节能，解决城市公共照明耗能大的问题，节省电费开支，经济效益和社会效益明显。本文首先综述了太阳能电池和蓄电池及其充放电的发展动态、原理、性能、特点及其相关知识。然后以当今使用的庭院灯铅酸蓄电池的充放电为模型，设计了一套蓄电池充放电管理系统。本文对太阳能LED庭院灯系统的应用做了较深入探讨与介绍。关键词：太阳能电池，LED，铅酸蓄电池，充放电控制器摘要太阳能庭院灯系统结构2太阳能庭院灯系统结构2.1太阳能庭院灯的构造太阳能LED庭院灯的基本构造，

3、如图1和图2所示。图1太阳能庭院灯实物图图2太阳能庭院灯基本构造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；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白光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

4、、过放保护和反接保护等）。太阳能庭院灯工作原理介绍太阳能庭院灯的太阳能电池板利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天太阳能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、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。蓄电池放电时间可以自行设定，也可以光控，充放电控制器的主要作用是保护蓄电池，并对路灯的开关进行控制太阳能庭院灯的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太阳能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

5、器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低到一定程度时，充放电控制器侦测到低于设定电压值后动作，蓄电池对灯头放电，开始照明。蓄电池放电到设定时间后，充放电控制器动作，切断路灯供电电路，使路灯熄灭蓄电池放电结束。图3即为太阳能庭院灯系统的基本原理框图。图3太阳能庭院灯系统基本原理图太阳能庭院灯灯具系统设计理念太阳能庭院灯系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、太阳能充放电控制器（含太阳能庭院灯光控和时控）、控制箱、LED光源、太阳能专用免维护蓄电池组和灯杆几部分构成；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。太阳能庭院灯控制

6、箱箱体以不锈钢或者镀锌铁板喷塑为材质，美观耐用；蓄电池地埋箱放置免维护胶体蓄电池。本系统选用太阳能胶体酸蓄电池，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。设计要求泉州地区，负载输入电压9V功耗3W，每天工作时间为8小时，保证连续阴雨天数6天。光源设计为6V（LED）x1只。泉州属亚热带海洋性季风气候，年平均气温19.5℃～21℃，终年温暖湿润泉州地区近年年均辐射量89Kcal/cm2，经简单计算泉州地区峰值日

7、照时数约为5.01h，选用峰值输出功率55Wp，应该可以保证太阳能庭院灯系统在一年大多数情况下的正常运行。储能设备选型，采用一块4.5Ah的免维护胶体蓄电池，密封采用蓄电池专用防水抗旱地埋箱。太阳能庭院灯倾角设计为了让太阳能电池组件在一年中接收到的太阳辐射能尽可能的多，我们要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。关于太阳能电池组件最佳倾角问题的探讨，近年来在一些学术刊物上出现得不少。本次太阳能庭院灯使用地区为北京地区，依据本次设计参考相关文献中的资料，选定太阳能电池组件支架倾角为45度。太阳能庭院灯的抗风设计在太阳能庭院灯系统中，结构上一个需要非常重

8、视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。依据电池组件厂家