太阳能路灯系统，构成太阳能路灯的分散式供电系统

基本介绍

太阳能路灯系统是指构成太阳能路灯的一套独立的分散式供电系统。它不受地域限制，不受电力安装位置的影响，也不需要开挖路面做布线埋管施工，现场施工和安装都很方便，不需要输变电系统，不消耗市电，既环保又节能，综合经济效益好，特别是对已建成的道路增设太阳能路灯非常的方便。尤其在远离电网的道路灯、户外广告牌、公交站台上应用，其经济效益更加明显。也是未来中国必须普及的工业产品。

部件构成

系统工作原理：

太阳能路灯系统工作原理简单，就是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池板，在白天电池板接收太阳辐射能并将其转化为电能，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设定值时，向日葵阳光太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器自动检测到这一电压值后发出制动指令，蓄电池开始对灯头放电。蓄电池放电8.5小时后，充放电控制器发出制动指令，蓄电池放电结束。

安装步骤

地基浇注

1、确定立灯位置；勘察地质情况，如果地表1米2皆是松软土质，那么开挖深度应加深；同时要确认开挖位置以下没有其他设施（如电缆、管道等），路灯顶部没有长时间遮阳物体，否则要适当更换位置。

2、在立灯具的位置预留（开挖）符合标准的1米3坑；进行予埋件定位浇筑。预埋件放置在方坑正中，PVC穿线管一端放在预埋件正中间、另端放在蓄电池储存处（如上图所示）。注意保持预埋件、地基与原地面在同一水平面上（或螺杆顶端与原地面在同一水平面上，根据场地需要而定），有一边要与道路平行；这样方可保证灯杆竖立后端正而不偏斜。然后以C20混凝土浇筑固定，浇筑过程中要不停用震动棒震动，保证整体的密实性，牢固性。

3、施工完毕，及时清理定位板上残留泥渣，并以废油清洗螺栓上杂质。

4、混泥土凝固过程中，要定时浇水养护；待混凝土完全凝固（一般72小时以上），才能进行吊灯安装。

太阳能电池组件安装

1、太阳能电池板的输出正负极在连接到控制器前须采取措施避免短接；

2、太阳电池组件与支架连接时要牢固可靠；

3、组件的输出线应避免裸露，并用扎带扎牢；

4、电池组件的朝向要朝正南，以指南针指向为准。

蓄电池安装

1、蓄电池置于控制箱内时须轻拿轻放，防止砸坏控制箱；

2、蓄电池之间的连接线必须用螺栓压在蓄电池的接线柱上并使用铜垫片以增强导电性；

3、输出线连接在蓄电池后在任何情况下禁止短接，避免损坏蓄电池；

4、蓄电池的输出线与电线杆内的控制器相联时必须通过PVC穿线管；

5、上述完成后，检查控制器端的接线，防止短路。正常后关好控制箱的门。

灯具安装

1、进行各部位组件固定：太阳板固定在太阳板支架上，灯头固定到挑臂上，然后将支架与挑臂固定到主杆，并将连接线穿引到控制箱（电池箱）。

2、灯杆起吊之前，先检查各部位紧固件是否牢固，灯头安装是否端正，光源工作是否正常。然后在简易调试系统工作是否正常；松开控制器上太阳板连接线，光源工作；接上太阳板连接线，灯熄；同时仔细观察控制器上各指示灯的变化；一切属于正常，方可起吊安装。

3、主灯杆起吊时，注意安全防范；螺丝绝对紧固好，如组件朝阳角度有所偏差，需要上去端调整其朝阳方向完全朝正南。

4、将蓄电池放进电池箱，按照技术要求将连接线连接到控制器；先接蓄电池，再接负载，然后接太阳板；接线操作时一定要注意各路接线与控制器上标明的接线端子不能接错，正负两极性不能碰撞，不能接反；否则控制器将被损坏。

5、调试系统工作是否正常；松开控制器上太阳板连接线，灯亮；同时接上太阳板连接线，灯熄；再仔细观察控制器上各指示灯的变化；一切属于正常，方可封好控制箱。

注意事项

如果用户自行在地面安装灯具，注意事项如下：

1、太阳能路灯以太阳辐射为能源，照射在光电池组件上的阳光是否充裕直接影响灯具的照明效果，因此在选择灯具的安装位置时，太阳能电池组件在任何时间段都能够照射到阳光，且无树叶等遮挡物。

2、穿线时一定要注意导线勿夹在灯杆的连接处。导线的连接处应该连接牢固，且用PVC胶带缠绕。

3、使用时，为保证美观和电池组件能更好的接收太阳辐射，请您每半年清洁一次电池组件上的灰尘，但切勿用水自下而上的冲洗。

配置计算

太阳能路灯的配置计算是如何进行计算的呢？

计算电流

如：12V蓄电池系统；30W的灯2只，共60瓦。

电流 = 60W÷12V= 5 A

容量计算

如：路灯每夜照明时间9.5小时，实际满负载照明为 7小时（h）；

例一：1 路 LED 灯

（如晚上7：30开启100%功率，夜11：00降至50%功率，凌晨4：00后再100%功率，凌晨5：00关闭）

例二：2 路非LED灯（低压钠灯、无极灯、节能灯、等）

（如晚上7：30两路开启，夜11：00关闭1路，凌晨4：00开启2路，凌晨5：00关闭）

需要满足连续阴雨天5天的照明需求。（5天另加阴雨天前一夜的照明，计6天）

蓄电池 = 5A × 7h ×（5+1）天

= 5A × 42h=210 AH

另外为了防止蓄电池过充和过放，蓄电池一般充电到90%左右；放电余留5%－20%左右。所以210AH也只是应用中真正标准的70%－85%左右。另外还要根据负载的不同，测出实际的损耗，实际的工作电流受恒流源、镇流器、线损等影响，可能会在5A的基础上增加15%-25%左右。

峰值计算

路灯每夜累计照明时间需要为 7小时（h）；

★：电池板平均每天接受有效光照时间为4.5小时（h）；

最少放宽对电池板需求20%的预留额。

WP÷17.4V = （5A × 7h × 120%）÷ 4.5h

WP÷17.4V = 9.33

WP = 162（W）

★ ：4.5h每天光照时间为长江中下游附近地区日照系数。

另外在太阳能路灯组件中，线损、控制器的损耗、及镇流器或恒流源的功耗各有不同，实际应用中可能在15%-25%左右。所以162W也只是理论值，根据实际情况需要有所增加。

主要问题

在能源日益短缺、环境污染和环境保护越来越受重视的情况下,充分开发利用太阳能已成为当前社会各界所关注的焦点之一。太阳能路灯作为新能源的一种典型应用，在国内的不少地区都有相应的应用实例。太阳能路灯具有安装后无需支付电费、无需架设输电线路或铺设电缆、清洁环保、维护费用低等优点受到了相关方的青睐在很多城市和乡村都能看见以试验或示范形式出现的太阳能路灯。但目前太阳能路灯在应用中也存在不少问题,随着实际应用的增多接到用户投诉和报修的问题也越来越多。

1、太阳能路灯系统组成及使用中存在的问题

太阳能照明系统可以分成3大类型;包括独立系统、并网系统和混合系统。独立系统常见于居民区路灯、停车场标志灯和电网公共照明系统,它们通常需要电池,有较高的存储修复损耗和维护费用。

2、问题分析

不少厂家在路灯配置时不关注各个地区日照的具体不同，只是经验性地选配光伏组件,有时候为了满足客户低成本的要求,低配了太阳能组件,或者只考虑单日发电量与耗电的匹配，而没有考虑蓄电池充电问题。

(1)路灯在使用一段时间后,经常几天不工作。

出现该问题的主要原因在于组件配置过低,也会有蓄电池配置过高的情况,但主要还是前者。连续几天阴雨后,路灯系统蓄电池会过放控制器会出现过放保护,此时如果太阳能发电量偏少蓄电池电压达不到控制器的恢复放电电压控制器与负载间-直断电,组件容量过小或阴雨天过长必然导致长时间不放电。因此在组件容量计算时需要考虑蓄电池充电时间问题,尽可能2 ~3天充满。

(2)设计蓄电池使用寿命在2 ~ 5年左右,实际蓄电池使用往往低于设计寿命,甚至不足1年。

出现该问题的主要原因在于蓄电池配置或工作不当。比如蓄电池容量相对于连续阴雨的天数偏小，或蓄电池工作时一直处于深度循环。其中第2种是主要原因。有些厂家为了减少出现上面问题,往往把控制器恢复放电电压设置过小，导致蓄电池往往充电很少就又处于放电状态没有很好利用蓄电池,减少了其使用寿命。

因此在控制器恢复放电的电压设置上需要合理选择。