太阳能路灯的结构、原理及设计思路

太阳能路灯的应用具有重要的现实意义，尤其是靠小规模火力发电或季节性水力发电的地区，更应大力发展太阳能电力。太阳能路灯以其先进、稳定、智能、成熟的控制技术及显著的节能特性、简便的维护方式等特点得到推广。随着太阳能照明灯具产品的普及，很多应用项目存在质量和售后服务问题。因此，需及时分析原因、规范市场，使太阳能路灯市场健康有序地发展。太阳能是地球上最为直接、普遍、清洁的能源，其作为一种可再生能源，每天达到地球表面的辐射能量约2.5亿万桶石油。

本文主要详解太阳能路灯的设计，首先介绍了太阳能路灯的根本结构、作业原理及太阳能路灯设计所需的数据，其次阐述了太阳能路灯的设计思路与要点，最后介绍了一款基于单片机的智能太阳能路灯设计方案详解。

一、太阳能路灯的根本结构及作业原理

1、太阳能路灯根本结构

太阳能路灯首要由太阳电池组件、组件、支架、光源、操控器、蓄电池、灯杆等几部分组成。

2、太阳能路灯的作业原理

太阳能路灯运用太阳电池的光生伏特效应原理，白日太阳电池吸收太阳能光子能量发生电能，经过操控器储存在蓄电池里，当夜幕来临或灯具周围光照度较低时，蓄电池经过操控器向光源供电一直到设定的时刻后堵截。

二、太阳能路灯设计所需的数据

1、经过已知太阳能路灯运用地来查找运用地的经度与纬度。经过（我国不同歪斜面上太阳辐射数据库）来断定太阳电池组件的歪斜角与方位角及核算该区域的太阳能规范峰值日照时刻。

2、路灯所选用光源的功率（W）。光源功率的巨细直接影响着整个体系的参数安稳性。

3、太阳能路灯每天晚上作业的时刻（H）。这是决议太阳能路灯体系中组件巨细的中心参数，经过断定作业时刻，能够开始核算负载每天的功耗和与之相应的太阳电池组件的充电电流。

4、太阳能路灯需求坚持的接连阴雨天数（d）。这个参数决定了蓄电池容量的巨细及阴雨天往后修复电池容量所需求的太阳电池组件功率。

5、断定两个接连阴雨天之间的距离天数D。这是决议体系在一个接连阴雨天往后充溢蓄电池所需求的电池组件功率。

三、太阳能路灯的设计思路与要点

太阳能光伏发电系统的基本原理相同，因而太阳能路灯的设计思路也可以依据一般的太阳能发电系统，先确定光源的功率，每天的工作时间，保证几个阴雨天然后计算蓄电池的容量和太阳电池组件的功率。但太阳能路灯又有其特殊性，需要确保系统工作的稳定与可靠，所以在设计时需要特别注意。

1、太阳能电池组件

太阳电池组件的电压会随着温度的升高而降低，由于高温的影响，电池组件的电压损失约 2V，而充电过程控制器上的二极管压降 0.7V，所以选择工作电压为 18V 的组件。由于太阳能路灯的特殊性，太阳能电池板一般安装在路灯杆上，对于路灯杆而言，一般都是 5 米以上，重心较高，而且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。

2、蓄电池（组）

在选择蓄电池时，需要考虑放电率对蓄电池容量的影响，温度对蓄电池容量的影响，放电深度对蓄电池容量的影响等几个方面。所以一定要选用深循环的太阳能专用蓄电池。蓄电池在进行并联连接时，需要考虑各单体电池间的不平衡影响，通常情况下并联组数量不宜超过 4 组。

3、控制器

控制器是整个路灯系统中充当管理者的关键部件，它的最大功能是对蓄电池进行全面的管理，好的控制器应当根据蓄电池的特性，设定各个关键参数点，比如蓄电池的过充点、过放点，恢复连接点及SOC放电控制等。在选择路灯控制器时，特别需要注意控制器恢复连接点参数，由于蓄电池有电压自动恢复特性，当蓄电池处于过放电状态时，控制器切断负载，随后蓄电池电压恢复，如果些时控制器各参数点设置不当，则可能出现灯具闪烁不定，缩短蓄电池和光源的寿命。

4、光源的选择

光源的选型对于太阳能路灯来说是最关键的一步，目前针对太阳能路灯专用的光源较少，为减少有限能量的损失，光源尽量选直流光源。目前常见的光源有直流节能灯、高频无极灯、低压钠灯和LED光源。

LED 作为半导体光源，其发展势头强劲，是太阳能路灯最为理想的光源，LED路灯光源是一款多功能、环保节能型路灯光源，适合在各种场合的照明使用。LED路灯驱动器是专门针对LED路灯系统所研发的产品，用于提供LED灯具稳定的电源。运用先进的电子电力技术，设计了高效率增强以及超节能脉波宽度调变（PWM）两种输出模式，配合时间控制，可以在需要的时候（上半夜天黑人多车多的时候）以高效率增强模式点亮LED灯具，提供良好的照明，而其它时间段（后半夜人车稀少的时候）则以超节能模式输出，节约蓄电池的电力的消耗。另外，国内大部分太阳能路灯项目照明亮度需满足城市道路照明标准。

太阳能防水感应灯庭院灯户外灯板是利用太阳能电池板将太阳能转换为电能的灯具，可根据用户需求进行二次开发。

因光照强度和光照时长不同，充电能力有所差异(冬季尤为明显)属于正常现象,

优势

在夜晚，平时灯不亮，感应到人后，灯亮强光；

在夜晚，平时灯亮弱光， 感应到人后，灯亮强光；

在夜晚，感应功能关闭后， 灯一直亮强光。

审核编辑：汤梓红