太陽能照明系統(tǒng)的設計與應用

1．設計條件

太陽能照明系統(tǒng)的設計需要了解以下幾個問題。

(1）了解當?shù)氐钠骄照諘r間、緯度，這點可以從國家氣象資料中查到。

(2）系統(tǒng)的負載功率多大，負載的電壓與電流多大。

(3）系統(tǒng)每天需要工作多少小時，當?shù)剡B續(xù)陰雨天氣為多少。

2．設計計算

目前太陽能照明系統(tǒng)主要用在路燈照明上，今以100W路燈作為應用實例，就使用太陽能電池與蓄電池分析如下。

(1）計算照明器的耗電量。為了使太陽能電池板能為負載提供足夠的電源，就要根據(jù)照明器的功率，合理分析。 LED 路燈為100W功率，如每天使用10個 h 可以計算出每天的耗電量為100Wx10h=1000Wh。

(2）計算太陽能池板的供電量。供電量肯定大于耗電量，應按每日有效日照時間為 M 小時計算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，一般為70%，要求太陽能電池板的輸出功率應為1000Wh/ M /70%, M 有不同算法，本文就按各地平均日照時間算，各地平均日照時間與氣候有關，全國各地平均日照時間參考如下：

杭州3.42h，長春4.8h，南昌3.81h，沈陽4.6h，福州3.46h，北京5h，濟南4.44h,天津4.65h，鄭州4.04h，呼和浩特5.6h，武漢3.80h，長沙3.22h，烏魯木齊4.6h，廣州3.52h，西寧5.5h，?？?.75h，成都2.87h，西安3.6h，貴陽2.84h，上海3.8h，昆明4.26h，南京3.94h，拉薩6.7h，合肥3.69h。

在杭州可推出100W路燈需配太陽能電池功率為412W(1000Wh/3.42/70%)，在選擇時應按412W功率選配太陽能電池板。

(3）計算太陽能電池板的輸出電壓。太陽能輸出電壓應大于蓄電池電壓，兩者之間為1.4倍，所以12Vx1.4為17V左右。這樣已知太陽能電池板的功率與輸出電壓，就可通過采購太陽能電池板先經(jīng)串聯(lián)達到所需電壓，然后按電池電流計算，并聯(lián)達到所需功率，完成太陽能電池板的組裝。

(4）測試太陽能電池板在弱光時的電壓。當光線低于60lux時，其端電壓應為2.2V左右；當正午陽光為3萬～3.5萬 lux 時，電壓為3.5V左右，電流達到400mA左右。表示該太陽能電池性能良好。

(5）計算蓄電池的耗電容量。蓄電池電流為100W/12V為8.3A，而每天晚上工作10h則耗電容量為83Ah。

(6）蓄電池的供電容量應大于耗電容量。蓄電池的供電容量應考慮南方在陰雨天沒太陽的時候能連續(xù)工作7天以上：83X7為580Ah。

   以上的計算結論如下：太陽能電池功率必須比負載功率高出4倍以上，系統(tǒng)才能正常工作；太陽能電池的電壓要為蓄電池的工作電壓1.4倍，才能保證給蓄電池正常供電；蓄電池容量必須比負載日耗量高6倍以上才能工作。蓄電池是整個太陽能路燈系統(tǒng)的關鍵部分，它是整個太陽能系統(tǒng)的儲備能源設備，白天時太陽電池給蓄電池充電，晚上系統(tǒng)和負載所用電高6倍是合理的。http://yijusz.com/