哪位知道太阳能路灯的工作原理???
太阳能路灯的工作原理是将太阳能转化为电能,从而达到照明效果。路灯的顶端是太阳能电池板,也叫光伏组件。太阳能光伏组件上的组件由多晶硅制成。白天,多晶硅吸收太阳能并将其转化为电能,储存在蓄电池中。在太阳能路灯智能控制器的控制下,太阳能电池板受到太阳光的照射,然后通过西区的太阳光转化为电能。白天,太阳能电池模块不断给蓄电池充电。夜晚,通过智能控制器将电能传输给光源,使太阳能路灯达到夜间照明的效果。蓄电池提供
因为太阳能路灯是通过吸收太阳光来发电的,所以太阳能路灯没有电缆,没有漏电等事故,也不收电费。而且广泛用于防雨防雷,很多城市主次干道、居民小区、工厂、公园、旅游景点都采用了太阳能路灯。
太阳能路灯是一种利用太阳能发电的照明设备,其工作原理主要包括太阳能的收集、储存和利用三个过程。
首先,太阳能路灯通过太阳能电池板收集太阳能。太阳能电池板由多个太阳能电池组成,这些电池能够将太阳光转化为直流电能。当太阳光照射到太阳能电池板上时,光子会激发电池中的电子,使其跃迁到导电层,从而产生电流。太阳能电池板通常采用硅材料,因其具有良好的光电转换效率和稳定性。
其次,太阳能路灯将收集到的太阳能储存起来。太阳能电池板输出的直流电能经过充电控制器进一步处理,将电能储存到电池组中。电池组通常采用铅酸蓄电池,其具有较高的能量密度和较长的使用寿命。充电控制器能够监测电池组的电压和电流,根据需要对电池进行充电或放电控制,以保证电池组的正常工作。
最后,太阳能路灯利用储存的太阳能进行照明。当环境光线不足时,太阳能路灯的控制器会自动开启LED灯具,将储存的电能转化为光能进行照明。LED灯具具有高效节能、寿命长等优点,能够提供稳定、明亮的照明效果。控制器还可以根据实际需要调节LED灯具的亮度和工作时间,以实现节能和延长电池寿命的目的。
总的来说,太阳能路灯的工作原理是通过太阳能电池板收集太阳能,将其转化为电能并储存到电池组中,最后利用储存的电能通过LED灯具进行照明。太阳能路灯具有绿色环保、节能高效等优点,是一种可持续发展的照明解决方案。
因为太阳能路灯是通过吸收太阳光来发电的,所以太阳能路灯没有电缆,没有漏电等事故,也不收电费。而且广泛用于防雨防雷,很多城市主次干道、居民小区、工厂、公园、旅游景点都采用了太阳能路灯。
1、系统介绍
1.1 系统基本组成简介
系统由太阳能电池组件部分(包括支架)、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和1W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。
1.2 工作原理介绍
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。
2、系统设计思想
太阳能路灯的设计与一般的太阳能照明相比,基本原理相同,但是需要考虑的环节更多。下面将以香港真明丽集团有限公司的这款太阳能LED大功率路灯为例,分几个方面做分析。
2.1 太阳能电池组件选型
设计要求:广州地区,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 广州地区近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2,经简单计算广州地区峰值日照时数约为3.424h;
⑵ 负载日耗电量 = = 12.2AH
⑶ 所需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。
2.2 蓄电池选型
蓄电池设计容量计算相比于太阳能组件的峰瓦数要简单。
根据上面的计算知道,负载日耗电量12.2AH。在蓄电池充满情况下,可以连续工作7个阴雨天,再加上第一个晚上的工作,蓄电池容量:
12.2×(7+1) = 97.6 (AH),选用2台12V100AH的蓄电池就可以满足要求了。
2.3 太阳能电池组件支架
2.3.1 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。本次路灯使用地区为广州地区,依据本次设计参考相关文献中的资料[1],选定太阳能电池组件支架倾角为16o。
2.3.2 抗风设计
在太阳能路灯系统中,结构上一个需要非常重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。
⑴ 太阳能电池组件支架的抗风设计
依据电池组件厂家的技术参数资料,太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s(相当于十级台风),根据非粘性流体力学,电池组件承受的风压只有365Pa。所以,组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以,设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。
在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。
⑵ 路灯灯杆的抗风设计
路灯的参数如下:
电池板倾角A = 16o 灯杆高度 = 5m
设计选取灯杆底部焊缝宽度δ = 4mm 灯杆底部外径 = 168mm
如图3,焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm =1.545m。所以,风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。
根据27m/s的设计最大允许风速,2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的安全系数,F = 1.3×730 = 949N。
所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
根据数学推导,圆环形破坏面的抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。
上式中,r是圆环内径,δ是圆环宽度。
破坏面抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3
=88.768×10-6 m3
风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W
= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa
其中,215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。
所以,设计选取的焊缝宽度满足要求,只要焊接质量能保证,灯杆的抗风是没有问题的。
2.4 控制器
太阳能充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。基本功能必须具备过充保护、过放保护、光控、时控与防反接等。
蓄电池防过充、过放保护电压一般参数如表1,当蓄电池电压达到设定值后就改变电路的状态。
在选用器件上,目前有采用单片机的,也有采用比较器的,方案较多,各有特点和优点,应该根据客户群的需求特点选定相应的方案,在此不一一详述。
2.5 表面处理
该系列产品采用静电涂装新技术,以FP专业建材涂料为主,可以满足客户对产品表面色彩及环境协调一致的要求,同时产品自洁性高、抗蚀性强,耐老化,适用于任何气候环境。加工工艺设计为热浸锌的基础上涂装,使产品性能大大提高,达到了最严格的AAMA2605.2005的要求,其它指标均已达到或超过GB的相关要求。
3、结束语
整体设计基本上考虑到了各个环节;光伏组件的峰瓦数选型设计与蓄电池容量选型设计采用了目前最通用的设计方法,设计思想比较科学;抗风设计从电池组件支架与灯杆两块做了分析,分析比较全面;表面处理采用了目前最先进的技术工艺;路灯整体结构简约而美观;经过实际运行证明各环节之间匹配性较好。
目前,太阳能LED照明的初投资问题仍然是困扰我们的一个主要问题。但是,太阳能电池光效在逐渐提高,而价格会逐渐降低,同样地市场上LED光效在快速地提高,而价格却在降低。与太阳能的可再生、清洁无污染以及LED的环保节能相比,常规化石能源日趋紧张,并且使用后对环境会造成了日益严重的污染。所以,太阳能LED照明作为一种方兴未艾的户外照明,展现给我们的将是无穷的生命力和广阔的前景。
太阳能路灯是一种利用太阳能发电并储存能量,以供路灯照明的设备。其工作原理主要包括太阳能的收集、转换和储存三个过程。
首先,太阳能路灯通过太阳能电池板收集太阳能。太阳能电池板由多个太阳能电池组成,这些电池能够将太阳光转化为直流电能。当太阳光照射到太阳能电池板上时,光子与太阳能电池板上的半导体材料相互作用,产生电子-空穴对。这些电子-空穴对在半导体材料中移动,形成电流。太阳能电池板通过串联或并联的方式,将电流输出到电池储能装置。
其次,太阳能电池板将收集到的太阳能转换为电能后,将电能储存在电池储能装置中。电池储能装置通常采用锂电池或铅酸蓄电池,能够将电能储存起来,以备不够阳光时使用。电池储能装置还可以通过充电控制器对电池进行充电和放电的管理,以保证电池的寿命和性能。
最后,当太阳能路灯需要照明时,电池储能装置将储存的电能供给LED灯。LED灯具有高效、长寿命和低能耗的特点,能够将电能转化为光能。通过控制器的调节,LED灯可以根据需要进行开关、调光和定时等操作,以实现路灯的照明功能。
总结起来,太阳能路灯的工作原理是通过太阳能电池板收集太阳能,将其转换为电能并储存在电池储能装置中,然后通过控制器将电能供给LED灯进行照明。这种工作原理使得太阳能路灯具有绿色环保、节能高效和可靠稳定的特点,成为城市道路照明的重要选择。
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、北京天柱阳光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。
太阳能电池板将吸收太阳能并转化为电能以后,将电能储备蓄电池中,以便夜晚使用。蓄电池分为铅酸电池和胶体电池。
答:太阳能路灯的工作原理是将太阳能转化为电能,从而达到照明效果。路灯的顶端是太阳能电池板,也叫光伏组件。太阳能光伏组件上的组件由多晶硅制成。白天,多晶硅吸收太阳能并将其转化为电能,储存在蓄电池中。在太阳能路灯智能控制器的控制下,太阳能电池板受到太阳光的照射,然后通过西区的太阳光转化为电能。
答:太阳能路灯工作原理 一、答案 太阳能路灯利用太阳能转化为电能,通过蓄电池储存能量,最后通过LED灯进行照明。二、详细解释 1. 太阳能板吸收太阳能:太阳能路灯的太阳能板通常由多个光伏电池组成,这些电池能够将太阳能转化为电能。在白天,太阳能板吸收阳光并将其转化为直流电。2. 储存能量:转化后的电...
答:工作原理:太阳能路灯的工作原理主要分为两个部分:太阳能发电和能量储存。1. 太阳能发电:太阳能电池板是太阳能路灯的核心部件,它将太阳能转化为直流电能。太阳能电池板由多个太阳能电池组成,当阳光照射到太阳能电池板上时,光能被吸收并转化为电能。太阳能电池板通常采用硅材料,其内部结构形成PN结,...
答:太阳能路灯基于太阳能电池板的原理工作,白天通过光能转化为电能,并储存在锂电池中,如免维护阀控式密封胶体电池。夜晚,光线变弱时,电池板释放储存的电能,供给灯头部分,实现照明。其核心组件是智能化充放电控制器,它精细管理电池的充电过程以及路灯的启闭,确保在暗夜中提供充足照明。太阳能路灯具备抗...
答:太阳能路灯的工作原理和构造 其原理就是白天当光映射在太阳能电池板上时,太阳能电池板将光能转变成电能,并储蓄到锂电池中;晚上光变弱时,再将储存的电能运送给灯头部分,从而点亮路灯。如今的太阳能路灯,主要是由灯杆、灯头、电池板、控制器和锂电池5部分构成。太阳能路灯灯杆该如何选择 1.高度的...
答:1. 太阳能路灯利用太阳能电池板将太阳能转换为电能。2. 这些电能随后被储存在电池中,以便在夜间使用。3. 太阳能电池板通常由多个太阳能电池组成,这些电池由硅材料制成,能够将光能转换为电能。4. 电池可以是铅酸蓄电池或锂电池,它们的容量决定了路灯的照明时间。5. 控制器是太阳能路灯的中央处理...
答:太阳能路灯是由太阳能光电池和蓄电池组成。白天有太阳时,光电池将太阳光能量转为电流给蓄电池充电,晚上用蓄电池的电能点亮路灯。
答:一、太阳能灯具的工作原理 太阳能灯具是利用太阳能电池的伏特效应原理,在白天太阳能电池吸收太阳能光子能量,通过控制器向蓄电池组充电,在夜晚蓄电池提供电力给直流灯负载。直流控制器在阳光充足或者长期阴雨天气下,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...
答:提供照明。总结起来,太阳能路灯的工作原理是通过太阳能电池板收集太阳能,将其转化为直流电能,并储存在电池储存器中。在需要照明时,控制器会自动开启LED灯,利用储存的电能提供照明。这种工作原理使得太阳能路灯具有独立供电、环保节能的特点,能够在没有外部电源的情况下提供可靠的照明服务。
答:太阳能路灯的工作原理主要基于光伏效应,通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,存储在蓄电池中,以供夜间灯具照明使用。首先,太阳能电池板是太阳能路灯的核心部件,它由多个硅基太阳能电池组成。当太阳光照射到电池板表面时,光子会激发硅原子中的电子,产生电流。这个过程就是光伏效应。太阳能电池板产生的...