太阳能路灯工作原理

{云南彩益科技}专业做，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；昆明太阳能光伏扬水系统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。昆明太阳能家用供电系统蓄电池放电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。

设计选取灯杆底部焊缝宽度δ=4mm灯杆底部外径=168mm 

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 
=88.768×10－6m3 
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=16.5Mpa＜＜215Mpa 

其中，215Mpa是Q235钢的抗弯强度。 
，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。