太陽能路燈

太陽能路燈概述

　　太陽能路燈以太陽光為能源，白天充電晚上使用，無需復(fù)雜昂貴的管線鋪設(shè)，可任意調(diào)整燈具的布局，安全節(jié)能無污染，無需人工操作工作穩(wěn)定可靠，節(jié)省電費(fèi)免維護(hù)。

　　1.系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)由太陽能電池組件部分（包括支架）、LED燈頭、控制箱 （內(nèi)有控制器、蓄電池）和燈桿幾部分構(gòu)成；北京天柱陽光太陽能電池板光效達(dá)到127Wp/m2，效率較高，對系統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)非常有利；燈頭部分以1W-5W白光LED和1W-5W黃光LED集成于印刷電路板上排列為一定間距的點(diǎn)陣作為平面發(fā)光源。

　　控制箱箱體以不銹鋼為材質(zhì)，美觀耐用；控制箱內(nèi)放置免維護(hù)鉛酸蓄電池和充放電控制器。本系統(tǒng)選用閥控密封式鉛酸蓄電池，由于其維護(hù)很少，故又被稱為“免維護(hù)電池”，有利于系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用的降低；充放電控制器在設(shè)計(jì)上兼顧了功能齊備（具備光控、時控、過充保護(hù)、過放保護(hù)和反接保護(hù)等）與成本控制，實(shí)現(xiàn)很高的性價比。

　　2.工作原理

　　系統(tǒng)工作原理簡單，利用光生伏特效應(yīng)原理制成的太陽能電池白天電池板接收太陽輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出，經(jīng)過充放電控制器儲存在蓄電池中，夜晚當(dāng)照度逐漸降低至10lux左右、長沙光合太陽能電池板開路電壓4.5V左右，充放電控制器偵測到這一電壓值后動作，蓄電池對燈頭放電。蓄電池放電8.5小時后，充放電控制器動作，蓄電池放電結(jié)束。充放電控制器的主要作用是保護(hù)蓄電池。

　　3.設(shè)計(jì)思想

　　1,太陽能電池組件選型
　　設(shè)計(jì)要求：北京地區(qū)，負(fù)載輸入電壓24V功耗34.5W，每天工作時數(shù)8.5h，保證連續(xù)陰雨天數(shù)7天。
　?、?北京地區(qū)近二十年年均輻射量107.7Kcal/cm2，經(jīng)簡單計(jì)算北京地區(qū)峰值日照時數(shù)約為3.424h；
　?、?負(fù)載日耗電量 = = 12.2AH
　?、?所需北京天柱陽光太陽能組件的總充電電流= 1.05×12.2×÷（3.424×0.85）=5.9A
　　在這里，兩個連續(xù)陰雨天數(shù)之間的設(shè)計(jì)最短天數(shù)為20天，1.05為太陽能電池組件系統(tǒng)綜合損失系數(shù)，0.85為蓄電池充電效率。
　?、?太陽能組件的最少總功率數(shù) = 17.2×5.9 = 102W
　　選用峰值輸出功率110Wp、單塊55Wp的標(biāo)準(zhǔn)電池組件，應(yīng)該可以保證路燈系統(tǒng)在一年大多數(shù)情況下的正常運(yùn)行。
　　產(chǎn)品參數(shù)：
　　*主體材料：燈桿為全鋼結(jié)構(gòu)、整體熱鍍鋅/噴塑處理
　　*太陽能電池組件：晶體硅15-80WP（按負(fù)載配置）
　　*系統(tǒng)工作電壓：直流12V—24V
　　*控制器：太陽能燈具專用控制器,光控+時控，智能控制(天黑燈自開，天亮燈自熄滅)
　　*儲能電池：全封閉免維護(hù)鉛酸蓄電池12V17Ah—80Ah(根據(jù)負(fù)載配置)
　　*光源類型：節(jié)能高功率集成LED,稀土高效節(jié)能燈(可按客戶要求配置)
　　*防護(hù)等級：IP65
　　*使用溫度：-30度至70度，抗風(fēng)力≥150Km/h
　　*照明時間：4～14小時（可根據(jù)需要調(diào)節(jié)）
　　*燈桿高度：2米～4米（可以按客戶要求制作）
　　*陰雨天保證：可連續(xù)工作4~5個陰雨天（區(qū)域/季節(jié)不同有差異）（可按客戶要求制作）

　　4.蓄電池選型

　　太陽能供電系統(tǒng)中，蓄電池的性能好壞直接影響系統(tǒng)的綜合成本及運(yùn)行好壞和使用壽命，儲能型膠體蓄電池，與普通的鉛酸電池相比，它在設(shè)計(jì)上和制造工藝上有以下突出特點(diǎn)：

　　使用壽命超長，正常情況下使用壽命為五到十年。
　　采用適合的正負(fù)極合金配方及活性物質(zhì)配比，使電池更加適合儲能電池循環(huán)充、放電的使用特點(diǎn)。
　　膠體電解液的設(shè)計(jì)，有效的抑制活性物質(zhì)的脫銹和極板的硫酸鹽化現(xiàn)象，從而延緩了電池在使用過程中的性能衰降。大大改善了電池的深充放循環(huán)壽命。

　　選用笫四代照明產(chǎn)品LED光源
　　LED光源優(yōu)勢:

　　1.發(fā)光效率高，耗電量小，使用壽命長，工作溫度低。
　　2.安全可靠性強(qiáng)。
　　3.反應(yīng)速度快，單元體積小，綠色環(huán)保。
　　4.同亮度下，耗電是白熾燈的十分之一，熒光燈的三分之一，而壽命卻是白熾燈的50倍，熒光燈的20倍，是繼白熾燈、熒光燈、氣體放電燈之后的第四代照明產(chǎn)品。
　　5.單顆大功率超亮度LED的問世，是LED應(yīng)用領(lǐng)域跨至高效率照明光源市場成為可能，將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈后最偉大的發(fā)明之一。

　　5.電池組件支架

　　1) 傾角設(shè)計(jì)

　　為了讓太陽能電池組件在一年中接收到的太陽輻射能盡可能的多，我們要為太陽能電池組件選擇一個最佳傾角。
　　關(guān)于太陽能電池組件最佳傾角問題的探討，近年來在一些學(xué)術(shù)刊物上出現(xiàn)得不少。本次路燈使用地區(qū)為長沙地區(qū)，依據(jù)本次設(shè)計(jì)參考相關(guān)文獻(xiàn)中的資料[1]，選定太陽能電池組件支架傾角為16o。

　　2)抗風(fēng)設(shè)計(jì)

　　在太陽能路燈系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)上一個需要非常重視的問題就是抗風(fēng)設(shè)計(jì)?？癸L(fēng)設(shè)計(jì)主要分為兩大塊，一為電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，二為燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。下面按以上兩塊分別做分析。⑴ 太陽能電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)

　　依據(jù)電池組件廠家的技術(shù)參數(shù)資料，太陽能電池組件可以承受的迎風(fēng)壓強(qiáng)為2700Pa。若抗風(fēng)系數(shù)選定為27m/s（相當(dāng)于十級臺風(fēng)），根據(jù)非粘性流體力學(xué)，電池組件承受的風(fēng)壓只有365Pa。所以，組件本身是完全可以承受27m/s的風(fēng)速而不至于損壞的。所以，設(shè)計(jì)中關(guān)鍵要考慮的是電池組件支架與燈桿的連接。

　　在本套路燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中電池組件支架與燈桿的連接設(shè)計(jì)使用螺栓桿固定連接。

　?、?路燈燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)

　　路燈的參數(shù)如下：
　　電池板傾角A = 16o 燈桿高度 = 5m
　　設(shè)計(jì)選取燈桿底部焊縫寬度δ = 4mm 燈桿底部外徑 = 168mm
　　焊縫所在面即燈桿破壞面。燈桿破壞面抵抗矩W 的計(jì)算點(diǎn)P到燈桿受到的電池板作用荷載F作用線的距離為
　　PQ = [5000+（168+6）/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以，風(fēng)荷載在燈桿破壞面上的作用矩M = F×1.545。
　　根據(jù)27m/s的設(shè)計(jì)最大允許風(fēng)速，2×30W的雙燈頭太陽能路燈電池板的基本荷載為730N?？紤]1.3的安全系數(shù)，F(xiàn) = 1.3×730 = 949N。
　　所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
　　根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，圓環(huán)形破壞面的抵抗矩W = π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3）。
　　上式中，r是圓環(huán)內(nèi)徑，δ是圓環(huán)寬度。
　　破壞面抵抗矩W = π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3）
　　=π×（3×842×4＋3×84×42＋43）= 88768mm3
　　=88.768×10－6 m3
　　風(fēng)荷載在破壞面上作用矩引起的應(yīng)力 = M/W
　　= 1466/（88.768×10－6） =16.5×106pa =16.5 Mpa＜＜215Mpa
　　其中，215 Mpa是Q235鋼的抗彎強(qiáng)度。
　　所以，設(shè)計(jì)選取的焊縫寬度滿足要求，只要焊接質(zhì)量能保證，燈桿的抗風(fēng)是沒有問題的。

　　6.控制器

　　太陽能充放電控制器的主要作用是保護(hù)蓄電池?；竟δ鼙仨毦邆溥^充保護(hù)、過放保護(hù)、光控、時控與防反接等。

　　蓄電池防過充、過放保護(hù)電壓一般參數(shù)如表

　　1)當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到設(shè)定值后就改變電路的狀態(tài)。

　　在選用器件上，目前有采用單片機(jī)的，也有采用比較器的，方案較多，各有特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該根據(jù)客戶群的需求特點(diǎn)選定相應(yīng)的方案，在此不一一詳述。

　　2)表面處理

　　該系列產(chǎn)品采用靜電涂裝新技術(shù)，以FP專業(yè)建材涂料為主，可以滿足客戶對產(chǎn)品表面色彩及環(huán)境協(xié)調(diào)一致的要求，同時產(chǎn)品自潔性高、抗蝕性強(qiáng)，耐老化，適用于任何氣候環(huán)境。加工工藝設(shè)計(jì)為熱浸鋅的基礎(chǔ)上涂裝，使產(chǎn)品性能大大提高，達(dá)到了最嚴(yán)格的AAMA2605.2005的要求，其它指標(biāo)均已達(dá)到或超過GB的相關(guān)要求。

　　7.總結(jié)

　　在設(shè)計(jì)--研發(fā)--生產(chǎn)太陽能LED路燈方面突破了太陽能路燈常見的三大問題（功率高，LED光衰快，無功耗輸出多）等嚴(yán)重影響路燈造價與效率的問題。大大減少了成本，增長了使用壽命。更久遠(yuǎn)的售后服務(wù)與質(zhì)保使太陽能路燈的推廣工作，節(jié)約能源事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。以下是本公司太陽能路燈方面的設(shè)計(jì)方案：整體設(shè)計(jì)基本上考慮到了各個環(huán)節(jié)；光伏組件的峰瓦數(shù)選型設(shè)計(jì)與蓄電池容量選型設(shè)計(jì)采用了目前最通用的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)思想比較科學(xué)；抗風(fēng)設(shè)計(jì)從電池組件支架與燈桿兩塊做了分析，分析比較全面；表面處理采用了目前最先進(jìn)的技術(shù)工藝；路燈整體結(jié)構(gòu)簡約而美觀；經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行證明各環(huán)節(jié)之間匹配性較好。

設(shè)計(jì)中常規(guī)計(jì)算

　　隨著傳統(tǒng)能源的日益緊缺，太陽能的應(yīng)用將會越來越廣泛，尤其太陽能發(fā)電領(lǐng)域在短短 的數(shù)年時間內(nèi)已發(fā)展成為成熟的朝陽產(chǎn)業(yè)。

　　1：目前制約太陽能發(fā)電應(yīng)用的最重要環(huán)節(jié)之一是價格，以一盞雙路的太陽能路燈為例，兩路負(fù)載共為60瓦，（以長江中下游地區(qū)有效光照4.5h/天、每夜放電7小時、增加電池板20％預(yù)留額計(jì)算）其電池板就需要160W左右，按每瓦30元計(jì)算，電池板的費(fèi)用就要4800元，再加上180AH左右的蓄電池組費(fèi)用也在1800左右，整個路燈一次性投入成本大大高于市電路燈，造成了太陽能路燈應(yīng)用領(lǐng)域的主要瓶頸。

　　2：蓄電池的使用壽命也應(yīng)該考慮在整個路燈系統(tǒng)應(yīng)用中，一般的蓄電池保修三年或五年，但一般的蓄電池在一年、甚至半年以后就會出現(xiàn)充電不滿的情況，有些實(shí)際充電率有可能下降到50％左右，這必將影響連續(xù)陰雨天時期的夜間正常照明，所以選擇一款較好的蓄電池尤為重要。
　　3：一些工程商常選用LED燈做為太陽能路燈的照明，但是LED燈的質(zhì)量層差不齊，光衰嚴(yán)重的LED半年就有可能衰減50％光照度。所以一定要選擇光衰較慢的LED燈，或者選用無極燈、低壓鈉燈等。

　　4：控制器的選擇往往也是被工程商忽略的一個問題，控制器的質(zhì)量層差不齊，12V/10A的控制器市場價格在100-200元不等，雖然是整個路燈系統(tǒng)中價值最小的部分，但它卻是非常重要的一個環(huán)節(jié)?？刂破鞯暮脡闹苯佑绊懙教柲苈窡粝到y(tǒng)的組件壽命以及整個系統(tǒng)的采購成本，一：應(yīng)該選擇功耗較低的控制器，控制器24小時不間斷工作，如其自身功耗較大，則會消耗部分電能,最好選擇功耗在1毫安（MA）以下的控制器。二：要選擇充電效率高的控制器，具有MCT充電模式的控制器能自動追蹤電池板的最大電流，尤其在冬季或光照不足的時期，MCT充電模式比其他高出20％左右的效率。三：應(yīng)選擇具有兩路調(diào)節(jié)功率的控制器，具有功率調(diào)節(jié)的控制器已被廣泛推廣，在夜間行人稀少時段可以自動關(guān)閉一路或兩路照明，節(jié)約用電，還可以針對LED燈進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。除選擇以上節(jié)電功能外，還應(yīng)該注重控制器對蓄電池等組件的保護(hù)功能，像具有涓流充電模式的控制器就可以很好的保護(hù)蓄電池，增加蓄電池的壽命，另外設(shè)置控制器欠壓保護(hù)值時，盡量把欠壓保護(hù)值調(diào)在 ≥ 11.1V ，防止蓄電池過放。

　　5：距離市區(qū)較遠(yuǎn)的地方還應(yīng)該注意防盜工作，很多工程商因?yàn)槭┕な韬?，沒有進(jìn)行有效的防盜，導(dǎo)致蓄電池、電池板等組件被盜，不僅影響了正常照明，也造成了不必要的財產(chǎn)損失。目前工程案例中被盜居多為蓄電池，蓄電池埋于地下用水泥澆筑是一種有效防盜措施，在燈桿上加裝蓄電池箱的最好將其進(jìn)行焊接加固。

　　6: 控制器的防水，控制器一般裝于燈罩、電池箱中，一般也不會進(jìn)水，但在實(shí)際工程案例中 控制器端子的連接線往往因?yàn)橛晁樦B接線流入控制器造成短路。所以在施工時應(yīng)該注意將 內(nèi)部連接線彎成“U”字型并固型，外部連接線也可以固定為“U”型，這樣雨水就無法淋入造成 控制器短路，另外還可在內(nèi)外線接口處涂抹防水膠。

　　7：在眾多太陽能路燈實(shí)際應(yīng)用中，很多地方的太陽能路燈不能滿足正常照明需要，尤其在陰雨天更為突出，除使用了質(zhì)量較差的相關(guān)組件外，另一個主要的原因就是一味降低組件成本，不按需求設(shè)計(jì)配置，減小電池板和蓄電池的使用標(biāo)準(zhǔn)，所以導(dǎo)致在陰雨天路燈無法提供照明。以下提供太陽能電池板和蓄電池配置計(jì)算公式：

　　一：首先計(jì)算出電流：

　　如：12V蓄電池系統(tǒng)； 30W的燈2只，共60瓦。
　　電流 ＝ 60W÷12V ＝ 5 A

　　二：計(jì)算出蓄電池容量需求：

　　如：路燈每夜累計(jì)照明時間需要為滿負(fù)載 7小時（h）；
　　（如晚上8：00開啟，夜11：30關(guān)閉1路，凌晨4：30開啟2路，凌晨5：30關(guān)閉）
　　需要滿足連續(xù)陰雨天5天的照明需求。（5天另加陰雨天前一夜的照明，計(jì)6天）
　　蓄電池 ＝ 5A × 7h ×（ 5＋1）天 ＝ 5A × 42h ＝210 AH
　　另外為了防止蓄電池過充和過放，蓄電池一般充電到90％左右；放電余留20％左右。
　　所以210AH也只是應(yīng)用中真正標(biāo)準(zhǔn)的70％左右。

　　三：計(jì)算出電池板的需求峰值（WP）：

　　路燈每夜累計(jì)照明時間需要為 7小時（h）；
　　★：電池板平均每天接受有效光照時間為4.5小時（h）；
　　最少放寬對電池板需求20％的預(yù)留額。
　　WP÷17.4V ＝ （5A × 7h × 120％）÷ 4.5h
　　WP÷17.4V ＝ 9.33
　　WP ＝ 162（W）
　　★ ：4.5h每天光照時間為長江中下游附近地區(qū)日照系數(shù)。
　　另外在太陽能路燈組件中，線損、控制器的損耗、及鎮(zhèn)流器或恒流源的功耗各有不同，實(shí)際應(yīng)用中可能在5％-25％左右。所以162W也只是理論值，根據(jù)實(shí)際情況需要有所增加。

　　太陽能路燈方案：

　　相關(guān)組件選擇：

　　24VLED：選擇LED照明，LED燈使用壽命長，光照柔和，價格合理，可以在夜間行人稀少時段實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)，有利于節(jié)電，從而可以減少電池板的配置，節(jié)約成本。每瓦80-105lm左右，光衰小于年≤5％；
　　12V 蓄電池（串24V）：選擇鉛酸免維護(hù)蓄電池，價格適中，性能穩(wěn)定，太陽能路燈首選；
　　12V電池板（串24V）：轉(zhuǎn)換率15％以上單晶正片；
　　24V控制器：MCT充電方式、帶調(diào)功功能（另附資料）；
　　6M燈桿（以造型美觀，耐用、價格便宜為主）

　　一、40瓦備選方案配置一(常規(guī))

　　1、 LED燈，單路、40W，24V系統(tǒng)；
　　2、 當(dāng)?shù)厝站行Ч庹找?h計(jì)算；
　　3、每日放電時間10小時，（以晚7點(diǎn)－晨5點(diǎn) 為例）
　　4、滿足連續(xù)陰雨天5天（另加陰雨前一夜的用電，計(jì)6天）。
　　電流 ＝ 40W÷24V ＝1.67 A
　　計(jì)算蓄電池 ＝ 1.67A × 10h ×（5＋1）天
　?。?1.67A × 60h＝100 AH
　　蓄電池充、放電預(yù)留20％容量；路燈的實(shí)際電流在2A以上（加20％
　　損耗，包括恒流源、線損等）
　　實(shí)際蓄電池需求＝100AH 加20％預(yù)留容量、再加20％損耗
　　100AH ÷ 80% × 120% ＝ 150AH
　　實(shí)際蓄電池為24V /150AH，需要兩組12V蓄電池共計(jì)：300AH
　　計(jì)算電池板：
　　1、 LED燈 40W、 電流：1.67A
　　2、每日放電時間10小時（以晚7點(diǎn)－晨5點(diǎn) 為例）
　　3、電池板預(yù)留最少20％
　　4、當(dāng)?shù)赜行Ч庹找匀站?h計(jì)算
　　WP÷17.4V ＝（1.67A × 10h × 120％）÷ 4 h
　　WP ＝ 87W
　　實(shí)際恒流源損耗、線損等綜合損耗在20％左右
　　電池板實(shí)際需求＝87W × 120％ ＝ 104W
　　實(shí)際電池板需24V /104W，所以需要兩塊12V電池板共計(jì)：208W
　　綜合組件價格：正片電池板208W，31元/瓦， 計(jì) 6448元
　　蓄電池300AH ，7元/AH 計(jì)：2100元
　　40W LED燈： 計(jì)：1850元
　　控制器（只） 150元
　　6米 燈桿 700元
　　本套組件 總計(jì)：11248元

　　二、40瓦備選方案配置二（帶調(diào)節(jié)功率）

　　1、 LED燈，單路、40W，24V系統(tǒng)。
　　2、 當(dāng)?shù)厝站行Ч庹找?h計(jì)算，
　　3、每日放電時間10小時，（以晚7點(diǎn)－晨5點(diǎn) 為例）通過控制器夜間
　　分時段調(diào)節(jié)LED燈的功率，降低總功耗，實(shí)際按每日放電7小時計(jì)算。
　?。ɡ唬和?點(diǎn)至11點(diǎn)100％功率，11點(diǎn)至凌晨5點(diǎn)為50％功率。合計(jì)：7h）
　?。ɡ?：00－10：30為100％，10：30－4：30為50％，4：30－5：00為100％）
　　4、滿足連續(xù)陰雨天5天（另加陰雨前一夜的用電，計(jì)6天）。
　　電流 ＝ 40W÷24V
　　＝1.67 A
　　計(jì)算蓄電池 ＝ 1.67A × 7h ×（5＋1）天
　?。?1.67A × 42h
　?。?0 AH
　　蓄電池充、放電預(yù)留20％容量；路燈的實(shí)際電流在2A以上（加20％
　　損耗，包括恒流源、線損等）
　　實(shí)際蓄電池需求＝70AH 加20％預(yù)留容量、再加20％損耗
　　70AH ÷ 80% × 120% ＝ 105AH
　　實(shí)際蓄電池為24V /105AH，需要兩組12V蓄電池共計(jì)：210AH
　　計(jì)算電池板：
　　1、 LED燈 40W、 電流：1.67A
　　2、每日放電時間10小時，調(diào)功后實(shí)際按7小時計(jì)算（調(diào)功同上蓄電池）
　　3、電池板預(yù)留最少20％
　　4、當(dāng)?shù)赜行Ч庹找匀站?h計(jì)算
　　WP÷17.4V ＝ （1.67A × 7h × 120％）÷ 4 h
　　WP ＝ 61W
　　實(shí)際恒流源損耗、線損等綜合損耗在20％左右
　　電池板實(shí)際需求＝61W × 120％ ＝ 73W
　　實(shí)際電池板需24V /73W，所以需要兩塊12V電池板共計(jì)：146W
　　綜合組件價格：正片電池板146W，
　　蓄電池210AH
　　40W LED燈：
　　控制器（只）
　　6米 燈桿

　　三、40瓦備選方案三（帶調(diào)節(jié)功率、帶恒流）

　　采用自帶恒流、恒壓、調(diào)功一體控制器降低系統(tǒng)功耗、降低組件成本。
　　（實(shí)際降低系統(tǒng)總損耗20％左右，以下以15％計(jì)算）
　　1、 LED燈，單路、40W，24V系統(tǒng)。
　　2、 當(dāng)?shù)厝站行Ч庹找?h計(jì)算，
　　3、每日放電時間10小時，（以晚7點(diǎn)－晨5點(diǎn) 為例）通過控制器夜間
　　分時段調(diào)節(jié)LED燈的功率，降低總功耗，實(shí)際按每日放電7小時計(jì)算。
　　（例一：晚7點(diǎn)至11點(diǎn)100％功率，11點(diǎn)至凌晨5點(diǎn)為50％功率。合計(jì)：7h）
　?。ɡ?：00－10：30為100％，10：30－4：30為50％，4：30－5：00為100％）
　　4、滿足連續(xù)陰雨天5天（另加陰雨前一夜的用電，計(jì)6天）。
　　電流 ＝ 40W÷24V
　?。?.67 A
　　計(jì)算蓄電池 ＝ 1.67A × 7h ×（5＋1）天
　?。?1.67A × 42h
　?。?0 AH
　　蓄電池充、放電預(yù)留20％容量；路燈的實(shí)際電流小于1.75A（加5％
　　線損等）
　　實(shí)際蓄電池需求＝70AH 加20％預(yù)留容量、再加5％損耗
　　70AH ÷ 80% × 105% ＝ 92AH
　　實(shí)際蓄電池為24V /92AH，需要兩組12V蓄電池共計(jì)：184AH
　　計(jì)算電池板：
　　1、LED燈 40W、 電流：1.67A
　　2、每日放電時間10小時，實(shí)際按7小時計(jì)算（調(diào)功同上蓄電池）
　　3、電池板預(yù)留最少20％
　　4、當(dāng)?shù)赜行Ч庹找匀站?h計(jì)算
　　WP÷17.4V ＝ （1.67A × 7h × 120％）÷ 4 h
　　WP ＝ 61W
　　實(shí)際線損等綜合損耗小于5％
　　電池板實(shí)際需求＝122W × 105％ ＝ 64W
　　實(shí)際電池板需24V /64W，所以需要兩塊12V電池板共計(jì)：128W
　　綜合組件價格：正片電池板128W，31元/瓦， 計(jì)：3968元
　　蓄電池184AH ，7元/AH
　　40W LED燈：
　　控制器（只）
　　6米 燈桿

應(yīng)用與配件的選擇

　　隨著傳統(tǒng)能源的日益緊缺，太陽能的應(yīng)用將會越來越廣泛，尤其太陽能發(fā)電領(lǐng)域在短短的數(shù)年時間內(nèi)已發(fā)展成為成熟的朝陽產(chǎn)業(yè)。

　　1：目前制約太陽能發(fā)電應(yīng)用的最重要環(huán)節(jié)之一是價格，以一盞雙路的太陽能路燈為例，兩路負(fù)載共為60瓦，（以長江中下游地區(qū)有效光照3.5－4.5h/天、每夜放電7小時、增加電池板20％預(yù)留額計(jì)算）其電池板就需要160W左右，按每瓦30元計(jì)算，電池板的費(fèi)用就要4800元，再加上180AH左右的蓄電池組費(fèi)用也接近1800左右，整個路燈一次性投入成本大大高于市電路燈，造成了太陽能路燈應(yīng)用領(lǐng)域的主要瓶頸。

　　2：蓄電池的使用壽命也應(yīng)該考慮在整個路燈系統(tǒng)應(yīng)用中，一般的蓄電池保修三年或五年，但一般的蓄電池在一年、甚至半年以后就會出現(xiàn)充電不滿的情況，有些實(shí)際充電率有可能下降到50％左右，這必將影響連續(xù)陰雨天時期的夜間正常照明，所以選擇一款較好的蓄電池尤為重要。

　　3：因?yàn)長ED燈的壽命較長、且可以通過夜間分時段調(diào)低功率工作，一般工程商都會選用LED燈做為太陽能路燈的照明，但是LED燈的質(zhì)量層差不齊，光衰嚴(yán)重的LED半年就有可能衰減50％光照度。所以一定要選擇光衰較慢的LED燈，LED燈最主要的要做好散熱與恒流問題，恒流可以通過另加恒流驅(qū)動或者使用控制器恒流，散熱就必需依靠鋁板來散熱，最好是在鋁板下面增加銅片或銅管來更有效的散熱，控制好溫度，LED的壽命才會更長。
　　4：控制器的選擇往往也是被工程商忽略的一個問題，控制器的質(zhì)量層差不齊，12V/10A的控制器市場價格在100-200元不等，雖然是整個路燈系統(tǒng)中價值最小的部分，但它卻是非常重要的一個環(huán)節(jié)?？刂破鞯暮脡闹苯佑绊懙教柲苈窡粝到y(tǒng)的組件壽命以及整個系統(tǒng)的采購成本。

　　一：應(yīng)該選擇功耗較低的控制器，控制器24小時不間斷工作，如其自身功耗較大，則會消耗部分電能,最好選擇功耗在5毫安以下的控制器。

　　二：要選擇充電效率高的控制器，具有MCT充電模式的控制器能自動追蹤電池板的最大電流，尤其在冬季或光照不足的時期，MCT充電模式比其他高出20％左右的效率。

　　三：應(yīng)選擇具有調(diào)節(jié)功率的控制器，具有功率調(diào)節(jié)的控制器已被廣泛推廣，可以在夜間行人稀少時段自動調(diào)低LED燈的工作電流，節(jié)約用電，同時也節(jié)省了電池板的配置比例。除選擇以上節(jié)電功能外，還應(yīng)該注重控制器對蓄電池等組件的保護(hù)功能，像具有涓流充電模式的控制器就可以很好的保護(hù)蓄電池，增加蓄電池的壽命，另外設(shè)置控制器欠壓保護(hù)值時，盡量把欠壓保護(hù)值調(diào)在 ≥ 11.1V ，防止蓄電池過放，蓄電池的過充、過放都會降低使用壽命。

　　5：距離市區(qū)較遠(yuǎn)的地方還應(yīng)該注意防盜工作，很多工程商因?yàn)槭┕な韬觯瑳]有進(jìn)行有效的防盜，導(dǎo)致蓄電池、電池板等組件被盜，不僅影響了正常照明，也造成了不必要的財產(chǎn)損失。目前工程案例中被盜居多為蓄電池與電池板，蓄電池埋于地下用水泥澆筑是一種有效防盜措施，并且可以起到恒溫的作用。在燈桿上加裝蓄電池箱的最好將其進(jìn)行焊接加固，另外蓄電池如果離控制器較遠(yuǎn)，一定要加配溫度傳感線，不然控制器無法探測蓄電池的溫度，無法給予相關(guān)的溫度補(bǔ)償。電池板的被盜主要由于燈桿較低或燈桿周圍有攀附物，所以燈桿的高度最好設(shè)計(jì)在5M以上。

　　6:控制器的防水，控制器大都裝于燈罩、蓄電池箱中，一般也不會進(jìn)水，但在實(shí)際工程案例中有些因?yàn)榘惭b不當(dāng)或者有的控制器的電路板沒有做三防漆處理，會因?yàn)橛晁樦刂破鞫俗拥耐饨泳€流入控制器造成短路。所以在施工時應(yīng)該注意將控制器端子內(nèi)部連接線彎成“U”字型并固 型， 暴露在外部的連接線也固定為“U”型，這樣雨水就無法淋入造成控制器短路，另外還可在內(nèi)外線接口處涂抹防水膠來防水。

　　7：在眾多太陽能路燈實(shí)際應(yīng)用中，很多地方的太陽能路燈不能滿足正常照明需要，尤其在的連續(xù)陰雨天和冬季光照不足時期更為突出，除使用了質(zhì)量較差的相關(guān)組件外，另一個主要的原因就是一味降低組件成本，不按需求設(shè)計(jì)配置，減小電池板和蓄電池的使用標(biāo)準(zhǔn)，所以導(dǎo)致在陰雨天路燈無法提供照明。

　　以下提供太陽能電池板和蓄電池配置計(jì)算公式：

　　一：首先計(jì)算出電流：

　　如：12V蓄電池系統(tǒng)；30W的燈2只，共60瓦。
　　電流 ＝ 60W÷12V＝ 5 A

　　二：計(jì)算出蓄電池容量需求：

　　如：路燈每夜照明時間9.5小時，實(shí)際滿負(fù)載照明為 7小時（h）；
　　例一：1 路 LED 燈
　?。ㄈ缤砩?：30開啟100％功率，夜11：00降至50％功率，凌晨4：00后再100％功率，凌晨5：00關(guān)閉）
　　例二：2 路非LED燈 （低壓鈉燈、無極燈、節(jié)能燈、等）
　?。ㄈ缤砩?：30兩路開啟，夜11：00關(guān)閉1路，凌晨4：00開啟2路，凌晨5：00關(guān)閉）
　　需要滿足連續(xù)陰雨天5天的照明需求。（5天另加陰雨天前一夜的照明，計(jì)6天）
　　蓄電池 ＝ 5A × 7h ×（ 5＋1）天
　　＝ 5A × 42h＝210 AH
　　另外為了防止蓄電池過充和過放，蓄電池一般充電到90％左右；放電余留5％－20％左右。所以210AH也只是應(yīng)用中真正標(biāo)準(zhǔn)的70％－85％左右。另外還要根據(jù)負(fù)載的不同，測出實(shí)際的損耗，實(shí)際的工作電流受恒流源、鎮(zhèn)流器、線損等影響，可能會在5A的基礎(chǔ)上增加15％-25％左右。

　　三：計(jì)算出電池板的需求峰值（WP）：

　　路燈每夜累計(jì)照明時間需要為 7小時（h）；
　　★：電池板平均每天接受有效光照時間為4.5小時（h）；
　　最少放寬對電池板需求20％的預(yù)留額。
　　WP÷17.4V ＝ （5A × 7h × 120％）÷ 4.5h
　　WP÷17.4V ＝ 9.33
　　WP ＝ 162（W）
　　★ ：4.5h每天光照時間為長江中下游附近地區(qū)日照系數(shù)。
　　另外在太陽能路燈組件中，線損、控制器的損耗、及鎮(zhèn)流器或恒流源的功耗各有不同，實(shí)際應(yīng)用中可能在15％-25％左右。所以162W也只是理論值，根據(jù)實(shí)際情況需要有所增加。