太阳能路灯的设置需要因地制宜——浅析太阳能光伏电力与市电互补道路照明
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2 o o 9年第 5 期 中 国 照 明 电 器 CHI NA U GHT UGHNG 1 5 太 阳能路灯 的设 置需要 因地 制宜 浅析太 阳能光伏 电力 与市 电互补道路照 明 孟昭渊 高 鹏(无锡 尚德 太阳能电力有限公司,江苏 无锡2 1 4 0 2 8)摘 要 随着 太阳能光 伏发 电技 术的迅 猛发展,太 阳能路 灯很 快在 广 大城 市和农 村得 到 了推 广 和应 用,尤 其 是在 没有 电 网的农村得 到 广泛 的重视,并且 取得 了成 功。同时,在 许 多 已经敷设 了电力线路 的城 市 道路 上也 开始 安装 太 阳能路 灯,但这 些道路 和 农村 的道 路 不 同,如 果 用 同样 的 方 法设 计,一 方 面不 能 达 到城 市道路 照明 的规定 要 求,另一 方 面也造 成 资源 的浪 费。太 阳 能光伏 电 力与 市 电互 补 为道路 照 明提 供 电源 可以解 决这 个 问题。另外,根 据 C J J 4 5 2 0 0 6城 市道路 照 明设 计标 准 的相 关要 求,在 城 市 的 重要 广 场必 须做到 双 电源供 电,太 阳能光伏 电力与 市 电互补 照 明不失 为一 个好 方法。在 城 市,有 的 地方 双路供 电的成本是 相 当高的,太 阳能光 伏 电力与 市 电互 补 照 明将 大 幅度 降低 路 灯 双路 供 电的成 本。本 文 就 以上 两 个 问题进 行分 析,并提 出解 决 问题 的方 法。关键 词 光 伏发 电 市 电 道路 照 明 I I l s t a l l i n g S 0 l a r R0 a d La mps Ac c 0 r d i n g t 0 L0 c a l C0 n d i t i 0 I l s An a l y s i s 0 f R0 a d L i g h t i n g S u p p l i e d b y S 0 l a r P h o t o V 0 l t a i c E l e c t r i e i t y a n d R0 a d L i g h t i n g El e c t r i c i t V C o mp l e me n t Ea c h Ot h e r Me n g Zh a 0 y u a n Ga o P e n g (S u n t e c h P o w e r Ho l d i n g C o ,L t d J i a n g s u S u Wu x i 2 1 4 0 2 8)A b s t r a c t:S 0 l a r l i g h t i n g h a s b e e n r a p i d l y p u t i n t o印p l i c a t i o n i n c i t i e s a n d v i l l a g e s w i t h t h e d e V e l o p m e n t 0 f p h 0 t 0 V o l t a i c t e c h n o l o g yPa r t i c u l a d y i n s o me mr a l r 0 a d wi t h o u t e o mme r c i a l p o we r g r i d,s o l a L r l i g h t i n g a c t s a s i g n i f i c a J 1 t r 0 l e a n d a c h i e v e s s u c c e s s B u t t o t h e u r b a J 1 ma d w i t h c o m l e r c i a l g T i d,l i g h t i n g p o w e r e d b y h y b r i d e n e r g y b e t we e n s o l a r a n d c 0 mme r c i a l g r i d s h 0 u l d b e a b e t t e r wa y t h a t c o u 1 d me e t r e q u i r e s o f s t a n d a r d a n d d e c r e a s e s e n e r g y wa s t e Ad di t i o n a l l y,d u a l p o we r s u p p l y i s a n e s s e n t i a l d e ma n d t o i mp o r t a n t u r b a n s q u a r e s l h t i n g t ha t c l a i me d b y t h e s t a n d a r d CJ J 4 5 2 0 0 6”S t a n d a 耐 f 0 r l i g h t i n g d e s i g n o f u r b a n ma d”L i g ht i n g p 0 w e r e d b y h y b r i d e n e r g y b e t w e e n s o l a r a n d c o m e r c i a 1 d i s o n e 印p r e c i a t e w a y t h a t w i l l r e d u c e c o s t e s p e c i a l l y i n t r a d i t i o n a l d u a l wi r e s u p p l i e s 0 f s o me u r b a n p l a c e s S o I l l e s o 1 u t i o n s a r e p r o V i d e d i n t h i s p a p e r a f t e r P o s i n g a b 0 V e t wo q u e s t i o n s Ke y w0r d s:p h o t o V o 1 t a i c g e n e r a t i o n;c o mme r c i p o we r g r i d;ma d l i g h t i n g 星 太 阳能 电池进 入实 用 阶段 后不 久,即被应 用在 照 题,太 阳能照 明灯 得 到 越来 越 多 的应 用。直 到今 天,l 6 中 国 照 明 电 器 2 o o 9 年第 5 期 在我 国西 藏、新疆、青海、内蒙 等 无 电源 地 区,太 阳 能 光伏发电技术都一直在为当地的照明作贡献。目前,全 世 界 太 阳 能 电 池 的 年 产 量 已 突 破 的数值。1 太 阳能光伏 照明 系统在城 市应 用的特 点 3 0 0 0 M w,我 国 的进 步 更 加令 人 鼓 舞,已经成 为全 世 在太 阳能 光伏发 电技术 迅猛 发展 的形势下,一直 界最大的太阳能电池生产基地。同时,太阳能照明技 被人们看好的太阳能路灯在广大城市和农村得到了 术在我国城市、农村的道路照明上得到了应用。大量 推广和应用,尤其是在农村,太阳能光伏发 电技术在 的太阳能电池和 L E D组合而成的交通信号灯被广泛 没有电网的农村道路照明中得到广泛的重视,并且取 的使用;太 阳能 电 池 和 L E D组 合 而 成 的各 种 照 明 灯 得 了成 功。但 同时 也 暴露 出太 阳能 路 灯存 在 的一些 具也出现了。除了上面所介绍的功能性照明,还有大 不足之处,特别是在城市公路主干道的应用上,其照 量的太阳能装饰性景观照明在城市出现。这里特别 度和在连续阴雨天条件下的可靠性显得不尽如人意,要提 的是 这 个 领域 的 一个 成 功案 例 太 阳能 草 坪 这究竟 是什 么原 因?下 面就 以上 问题 做一粗 浅分析。灯,太阳能草坪灯是我国太 阳能 电池 和 L E D应用领 1 1 道路照明的亮度、照度要求 域 的一 个不 可忽 视 的重 要分 支。2 0 0 7年 的出 口数 量 在讨 论 这个 问题 以前,我 们 首 先 来 了解 自 2 0 0 7 已经超 过 2亿盏,太 阳能 电池的消 耗数量 在 3 O M w 左 年 7月 1日起 施行 的 c J J 4 5 2 0 0 6城 市道路 照明设计 右,L E D的消耗量在 2 3亿只。这些数值无论是在 标准对机动车交通道路照明、交会区照明和人行道路 太 阳能 照 明还是 L E D照明领 域 目前 在 我 国都 是很 大 照 明的要求,分别 见表 1、表 2和表 3。表 l机 动 车 交 通 道路 照 明标 准 值 级别 道路类型 路面亮度 路面照度 平均亮度 总均匀度 纵 向均匀度 平均照度 均匀度(C d,m 2)(k)维持值 最小值 最小值 维持值 最小值 环境 比 阈 增 最 值最,J、值 最大初始值 快速路、主干路及迎宾路、通向政府 机关和大型公共建筑 的主要道路、市 中心或商业中心 的道路 次干路 支路 0 7 5,1 O O 5,O 7 5 O 4 0 4 0 4 0 7 0 5 2 0 3 0 1 0,1 5 8,1 O 0 4 0 3 5 0 3 O 5 O 5 表 2交会区照明标准值 从表 1 2中可以看出,城市道路照明设计有 明 确的照度要求,机动车交通道路照度根据不同地点的 要求,平均照度分别为 1 0 3 0 l x,最低平均照度 为 8 1)【,只有这样才能确保城市道路照明能为车辆驾驶人 员以及行人创造 良好的视觉环境,达到保 障交通安 全,提高交通运输效率,方便人 民生活,防止犯罪活动 和 美化城 市环境 的效果。表 3人行道路照明标准值 根据 C J J 4 5 2 0 0 6城市道路照明设计标 准,在机 动车交通道路照明标准值中要求最低的是城市支路,也就是次干路和居住区的连接道路,其道路照明标准 为:平均照度 E a v(1)【)8l 0 1 x,按照平均照度为 8 l x 孟 昭渊 等:太 阳能路灯的设置需要 因地制宜 1 7 的最低要 求,设 计一 盏在 上海地 区机 动车 交通 道路使 用 的太 阳能路灯,其 结果如 何 呢?假设 道 路 宽 2 5 m,灯 杆 间 距 l 5 m,平 均 照 度 E a v (1)【):8,则所 需光通 量:=E 口 A (叩)=8 1 2 5 2 5 l 5 0 4 2 =8 9 2 8(1 m)式 中:光通 量(1 m);光 源数(只);,7 灯具 利用 系数(一般 取 0 4 2);K 维 护 系数(野 外=1 2 5);A 照射 面积(r n 2)。如果选择发光效率 9 O l r n w 的金卤灯,实际需要 的灯功率 为:8 9 2 8 l m9 0 l w=9 9 w,选 l 0 0 w 的金 卤灯可 以满足 照度 要求。选择 太 阳能 电池 板对 1 0 0 w 光源 进行供 电,负载 输 入 电压 2 4 V,由于 需要 增 加 镇 流器,实 际功耗 约 1 1 0 w,每天工 作时 间 8 5 h,负 载 的 日耗 电量=0 1 1 k w 8 5 h=0 9 3 5 k Wh。所 需 太 阳能 组件 的功 率=2 40 9 3 5=0 3 9 k w(在 上 海地 区 1 k w 太 阳能 电池 平均 每 天 发 电 2 4 k wh),可 以选 择 2 o 0 w 的太阳电池组件 2块。尽管太阳能电池的功率 已经 相 当大 了,以上 的计算 还是 以最低 要求 进行 的。实际上,机 动车交 通道 路 的照度要 求 比以上 的计 算结果要高到多。为了达到这个要求,对 于快速路、主干路及迎宾路、通向政府机关和大型公共建筑的主 要道路、市 中心或 商业 中心 的道路 等城 市道路 的照 明 灯具通 常 采用 由 91 2 m 的灯 杆,2 5 04 o 0 W 的钠 灯 或者金卤灯作为光源组成的路灯,每间隔 2 0 3 O m安 装一盏 路灯。假如 每天 工 作 1 2 h,按照 这 个要 求 设计 的路 灯 每天 需要 消耗 电力 3 4 8 k wh。为 了说 明 问 题,现在 仅仅计 算一 个要 求最低 的用 于机 动车交 通道 路照 明的太 阳能路 灯 的太 阳能 电池 功率。1 2 太 阳能 电池 的供 电能力 目前 商 品化 的 太 阳能 电 池 转 换 效 率 已 经 达 到 l 7 一1 8,普遍使用中的太 阳能电池转换效率也达 到了 1 5。使用 这种 转 换效 率 的太 阳能 电池,每 1 k w每天平均能发多少电呢?这个问题必须认真对待。首先,太阳能 电池产生 电能的多少是由其接受到的太阳辐射强度所决定的,不同位置、不同时间、不 同气 象条件差别很大。根据 我国近年在北京、上海等地所做的太阳发电示范工程 所公 布 的 发 电量 统 计,每 1 k w 太 阳能 电池 每 天平 均 发 电量 在 1 73 5 k wh,其 中绝 大部 分 在 2 5 k wh左 右。同时,北 京 电科所 在西 藏 双湖 施 工 的 2 5 k w 独 立 太 阳能 电站 的发 光 量 为 3 2 k wh,常州 天合 在 西 藏 卡 玛乡施 工 的 2 5 k w 独 立 太 阳能 电站 据 报 道 的发 光 量 为 5 9 k wh。上 面 的统 计说 明,在北 京、上海 等 地,每 1 k w 太 阳能 电池 每天 平均 发 电量 在 2 5 k wh左 右,而 在 西藏 可 以达 到 3 2 5 9 k wh。1 3 太 阳电池 目前 在 道路 照明领 域 的地 位 除 了人们 对环 境保 护 的追求 以外,路灯对 光源 的 要求 以及 太 阳能 电池 提供 电能 的能 力 决定 了太 阳 能 照明系统 目前在照明领域 的地位。假如我们设计 城 市道路照明设计标准 中的 工、类道路的路灯,由于 每天用 电 在 34 8 k wh,太 阳 电 池 的 功 率 需 要 达 到 1 k w 以上。我 们 暂 且 不 去 考 虑 1 k w 太 阳 电 池 的成 本,仅 仅太 阳能 电池 的面 积 就令 设 计 工 作 难 以进 行。目前,太 阳能 电池 的面 积 为 1 2 O w I I l 2,1 k w 的太 阳 电 池 的面积 大约 9 r n 2,这 么大 的面 积几 乎 没有 可 能在 灯 杆 上 固定。另外,为 了满足 在连 续 阴雨 天 能够工作 的 条件,蓄电池 的容 量 还 要 扩大 若 干 倍,因此 还需 要 一 个 很 大 的蓄电池 箱。但 是,有 许 多太 阳能路 灯 的生产厂 家不 同意 以上 的结论。他们 认 为普通 路灯 使用 的是低 光效 光源,只 要将 光 源改 为节能 灯或 者 L E D光 源就 可 以用很 小 的 电功率 达到标 准所 要求 的照 度,或者用 改变 光学设 计 的方 法,用 很小 的光通 量 就 可 以得 到 高 的照 度,于 是 用小 功率 的太 阳 能 电池 就 可 以 做 成 功 太 阳能 路 灯。这种看法显然是欠 妥的,照度是单位 面积上 的光通 量,没有光通量怎么可能有照度?退一步讲,如果有 这种 可能,路 灯 照 明领 域 早 就 应 该 进 行 光 源 的创 新 了。另外 目前市场化 L E D的发光效率仍然比常规的 钠灯 或者 金 卤灯低 的多,甚至 也不 能够 和节能 灯 比。鉴定 于 以上分析,我们 认 为太 阳 电池 目前在 照 明 领域只适合用于 城市道路照明设计标准 中的支路 和供行 人 和非机 动 车通 行 的居住 区道 路 和 人行 道 的 路灯,也就是通常大家所说的街灯和庭院灯。做次干 路 的路灯就 很勉 强 了。2因地 制宜 安装城 市太 阳能路灯 太 阳能电池作为没有任何污染的绿色能源,非常 适合应用在道路照明上,尤其是无电源地区或者敷设 1 8 中 国 照 明 电 器 2 o o 9年第 5期 电源线 路 困难 的地 方。目前 困扰 太 阳能 路灯 在 城 市发 展 的主要 原 因之 一是定 位 的错误,盲 目地 将其使 用在 城市 道路 的主要 道路、市 中心或 商 业 中心 的道 路、大型 交 通 枢纽 等 位 置,其 结果是 虽然 经 过努 力,由于 太 阳能 电池所 能 够 提供 的 电能 目前 尚不能 够满 足快速 路、主 干路及迎 宾 路 的照度要 求,太 阳能 电池在 道路 照 明上 的应用 目前 主要 是街灯 和庭 院灯。太 阳能光伏 电力 与 市 电互 补 照 明方 法 是解 决 普 通太 阳能 光伏照 明 系统 在 城市 有 市 电地 区应用 所 存 在 问题 的好 方法,特别是 在原来 就 已经敷 设 了照 明 电 缆 的城 市道路 上,如 果要 安 装 太 阳能 路 灯,完 全没 有 必要 为 了每年并 不 多见 的 几次 连 续 阴 雨天 而成 倍 的 增 加蓄 电池和太 阳电池 的容 量,因为在每 年 的大 多数 时 间 内是一 种浪 费。在 这种情 况下,只需 要考虑一 年 中 日照 时间最长、而夜 晚需要 照 明时 间最 短 的时间段 内的电能 需 求 就 可 以 了,其 他 的 能 量 可 以 由市 电补 充。这样,太 阳电池 的效能 就 可 以得 到 最 大 的利 用,蓄电池 的容量可 以用 的最 小、系 统成 本 最 小,而太 阳 能路 灯 的系统可 靠性 可以达 到最 高。所 以,在城 市原来 就 已经敷设 了照 明电缆 的道路 上 如果要 安装太 阳能路 灯,采 用太 阳能光 伏 电力 与市 电互 补 照明方法 是 因地制 宜的好方 法。同 时,按 照 2 0 0 7年 7月 1日起 施 行 的 c J J 4 5 2 0 0 6城市 道路 照 明设 计标 准 第 6 1 2条 强制执 行规 定的要求,在城市 的重要广场必须做到双 电源供 电,太 阳能 光伏 电力 与市 电互 补照 明不失 为一个好 方法,在城 市里,有 的地 方 双路 供 电 的成本 是 相 当高 的,太 阳能光伏电力与市电互补照明将大幅度 降低路灯双 路 供 电的成本。3 太 阳能 光伏 电力与市 电互 补照 明系统设 计 太 阳能 光伏 电力 与 市 电互 补 照 明 系统 设计 中 的 技术 关键 已经不 是太 阳能 电池和 蓄 电池 的 问题,而是 市电在什么条件下切入、在什么位置切入;市电切入 过 程对不 同种类 光源 的影 响;在太 阳能光 伏 电力 与市 电互 补照 明系统 中 自动 开 关灯 的特 点 以及 系 统 的 日 常管理 等问题。3 1 市 电切 入 的依据 在太 阳能光伏 电力 与市 电互补 照 明系统 中,只有 在太 阳电池所提供 的能量不足 以驱动光源 的情况下 才能够让市电切入。如何判断太 阳电池所提供 的能 量不 足 以驱 动光 源,是这 个 问题 的关 键。检验 蓄电池 的端 电压应该 是最 简单有效 的方 法。由于光源 的功率是 不变 的,蓄 电池 的放 电电流基本恒 定,太 阳能 光伏系 统 的状 态,尤 其 是其 存 储 能量 的大 小,都 可 以反 映在 蓄 电池 的端 电 压上,所 以可 以通 过 检验 蓄 电池 的端 电压来 控 制 市 电 的切 人。对 于铅 酸 蓄 电池,1 2 v系 统一 般选 择 当蓄 电 池 电压 降到 l 1 v、天黑 时路 灯 由太 阳 能光 伏 供 电转 移 到 市 电;如 果 是 2 4 v系统,蓄电池电压降到 2 2 v时转移到市电。3 2 市 电切入点 的选择 太 阳能光伏 电力 与 市 电互 补 照 明 系统 主要 有 三 种结 构:3 2 1 蓄 电池 补充充 电形 式 这种太 阳能 光伏 电力 与市 电互 补形 式 的特点 是 当连续 阴雨天太 阳能 光伏 电力不 足时,由市 电直接给 蓄 电池充 电,蓄 电池 每天始终 可 以保 持在 电力充 足的 状 态下,蓄 电池 的寿命 可 以得 到很 大 的延 长。这 种太 阳能光伏 电力 与市 电互 补形 式 在 技 术上 的难 点是 市 电切 入时 间 的判 断。在太 阳能路灯 的工作 过程 中,并 不 是只要 存储 能量 不足 时 都需 要 由市 电直 接 给蓄 电 池充 电,这 需要根 据 A c,D C充 电 器 的容量、估 计蓄 电 池缺 电的多少、综合起来计算市 电在 白天切入 的时 间。当然,也可 以设计 成为 可 以在 夜晚一边 给 蓄电池 充 电,一边 同时 给光源 放 电 的形 式,这 样 A C,D c充 电 器的容量就需要 比较大,显然不合理。合理的方法是 由单片计算机 自动控制,由一个容量尽可能小 的 A c D c充 电器 给蓄 电池补充充 电,其 方框 图如 图 1 所 示。单片计算机在系统工作时不停 的对蓄电池的电压和 时 间进行 检测,当计算 机判 断这一 天太 阳能 电池 所发 的电能不 足 以满 足夜 晚照 明需 要 时,A c,D C充 电器 在 适 当 的时间开始 给 蓄 电池 补 充 充 电。这个 系 统 的缺 图 1 单 片机 自动控制蓄电池补充充电系统框 图 孟 昭渊 等:太 阳能路灯的设置需要因地制宜 l 9 点 是结构 控制 比较 复 杂,如果 蓄 电池 出现故 障,系统 将 不能够运 行。3 2 2 低 压直 流光 源切换 低压直 流光 源切 换 是 使 用低 压 直 流 光 源 的太 阳 能灯 的一种 控制 方法,如 图 2所示。当蓄 电池 的 电压 低 到一定值 以后 系 统 直 接转 换 到 市 电。这个 系统 比 蓄电池补充充电形式可靠,这是因为它可以完全不依 赖蓄 电池工 作,甚 至 当太 阳 能光 伏 系 统 出现 故 障时,太 阳能路灯 照样 可 以工作。它 的 A c D c变 换 器 的功 率要求 比较 大,需 要能 够直接 启 动低压 直流 光源。图 2低 压 直 流 光 源 切 换 系统 框 图 3 2 3 高压 交流 光源切 换 在 太 阳能路灯 用光 源 中,最可靠 的应 该是 传统 的 和 2 2 O v交 流 电镇 流 器 配 套 的光 源。这 是 因为 2 2 O v 交 流 电镇 流 器 比低 压直 流 电子镇流 器 的技术要 成熟,其工作电流小,半导体元器件的发热也小,使用寿命 比低压直流电子镇流器要长的多,所 以图 3中的高压 交流光源切换太阳能路灯是可靠性最高的,建议在可 靠性要求 比较高的场合使用这种 系统。它的缺点是 逆变 器 的存 在 降 低 了系 统 的效 率,逆 变 器 的效 率 在 8 5 左 右。在 图 3中,特 别要 注意 的是转 换继 电器 的常 闭触 点要 和市 电连 接,而 继 电器 的电磁线 圈一定 要 由蓄 电 池供 电,这 是 由于市 电系统 比太 阳能 光伏 发 电系统 的 可靠性 高,高可靠 性 系统 处 在 可 以优 先 进人 的状 态,一旦 太 阳能光伏 发 电 系统 由于 连 续 阴雨 天 或 者其 它 原因出现故障,市电将可靠进入连接状态。图 3高压 交流光源切换 系统框 图 3 2 4 三 种市 电切入 方式 的优 缺点 如表 4所 示。3 3 市 电切 人过 程对 光源 的影 响 目前太阳能路灯所使用的光源主要是气体放 电 表 4三种 市电切入 的优缺点 灯,比如 陶瓷金 卤灯,由于 它 发 光效 率 高、显 色 性 好、使用寿命长等优点,成为了太 阳能路灯光源 的首选。陶瓷金 卤灯熄 灭 以后,由 于灯 内 的气体 压 力 很 高,原 来 0 55 k v的启动电压就不可能将其顺利再次启动 点燃。必须在陶瓷金 卤灯的灯管冷却以后再次启动 点燃。所 以太 阳能 路 灯 的 市 电切 入 过 程 不是 简 单 的 继 电器开关 转换,而 是 比较 复 杂 的 控制 过 程,这 样 才 能 可靠 地启 动熄灭 的路 灯。在 有一些 要求 不高 的场合,允 许一定 时 间 内路 灯 熄灭,可 以采 用延 时切入 市 电的方 法。当太 阳能路 灯 需要切人市电时,首先让灯管冷却,温度 可以由传感 器测 量,也可 以根据 季节 或者 环境 温度 以定 时器 的方 法控 制,延时切 入 市 电。有些 情 况 下,是 不允 许 路 灯熄 灭 的,这就 需 要用 下 面两个 方法来 控 制市 电切入。第一,可 以用 3 06 0 k v 的高 电压 启 动 熄 灭 的路 灯;第二,在使用低压直流光源切换的系统 中,可以 在切换 前 提前进 行 由二极 管 隔离 的双路直 流供 电,这 样可 以实现 真正 的“无 缝 隙”切换。如 果 是 高 压交 流 光源 切 换 系 统,就 需 要 定 制 可 以 双 路 供 电 的交 流 2 2 O v电子镇 流器。3 4 太 阳能 电池和 蓄 电池 容量 的选择 由于太 阳能 光伏 电力 与 市 电互 补 形 式 的太 阳能 路灯不 需要 考虑 连续 阴雨 天太 阳光 照不足 的影 响,太 阳能电池和蓄电池的容量都可以每天最小的要求计 算。由于一 年 中不 同季 节 太 阳能 电池 的发 电量 是 不 同的,太阳能光伏电力与市电互补形式的太 阳能路灯 只要按 照发 电量 最 多 的 月份 计 算 就 可 以 了。如果 按 照最少 的月份计算,在发电量多的月份太阳能电池发 的电就 会被 浪费。蓄 电池 的 容 量 只需 要 满 足一 天 的 电量就可以。为 了满足蓄电池的寿命要求,放电深度 2 0 中 国 照 明 电 器 2 0 0 9年第 5期 不 宜过 深,应该 不超 过 8 0。具体 到 控 制方 法上,蓄 电池 电压在 l 1 v(对 于 1 2 v系统)以 上就 要 进 行 市 电 切入,市电切人在控制上应该是单向的,夜晚蓄电池 电压无论 怎 样 恢 复,必 须 到天 亮 以后 市 电 才 能 够 退 出,这样 就可 以确保 蓄 电池 的放 电深度。3 5 对 实际节 能效果 的检 测 采用 太 阳能光 伏 电力 与 市 电互 补 照 明 系统 以后 会给人 一个错 觉,究 竟这 种太 阳能路 灯是否 还是节 能 的?究 竟每 天还 能够 节 省 多 少 电?这 个 问题 如 果 不 功放 器 能够解 决,太 阳能 光伏 电力 与市 电互 补照 明系统这个 因地制 宜 的好 方法 很难得 到认 同和 推广。3 5 1 太 阳能光伏 电量 采集器 的构 成 一种价格低廉、结构简单 的太 阳能光伏 电量采集器 可以统计 出太 阳能电池每天 的发 电量,它甚至可 以直接 做在控制器 里面。电量 采集器 的结构 如图 4所示。该 采集器 主要 由太 阳能 电池组、电流 电压转换 电路、数字 显示装置、单片机控制系统、蓄电系统五部分组成。太阳能电池组;I,v转换电路(霍 耳传感器、功率放 大器、电压表);V,V转换电路(衰减器);数字显示装置;蓄电池组;稳压装置;单 片机控制器。图4电量采集器的结构 图 3 5 2工作 过程 太 阳能 电池接 收光照时,内部产生 电流,对 蓄电池 充电;单 片机通过稳压装置 由蓄电池提供 驱动 电压,对 太阳能电池产生 的 电量 进 行信 号采 集;由于单 片机 只 能接收电压信号,且不能超过 5 V,所 以在信号接收前 由 I,v、v,v转换电路把信号调至合适的电压,经内部 运算 处理,结果送数字显示装 置显示 电池发 电总量。3 6 日常管理和 自动报警系统 虽 然太 阳能光 伏 电力 与 市 电互 补 形 式 的太 阳能 路灯是 在城市 因地 制 宜应 用 太 阳能光 伏 照 明 的好 方 法,克服了普通太阳能路灯的不足,系统 的可靠性非 常高,但是市电的可靠性有时候会掩盖了太 阳能路灯 的故障;也就是说,太 阳能路灯坏 了,管理者还不知 道。所 以我们应 该 对 太 阳能 光 伏 电力 与 市 电互 补 形 式的太 阳能路灯的 日常管理提出更高的要求,首先要 配备一 定 的硬件设 施。在硬件设 施 中,最 简单 的是 在路 灯 的明显位置 安 装 太 阳能光伏 系 统工 作 显 示装 置。通 常 是 用绿 颜 色 或红颜 色 的 L E D在太 阳能路 灯 顶端 或 者太 阳电池 板 边沿组 成显 示器,表示太 阳能 路灯是 由太 阳能光伏 系 统提供 电能 的;否 则 说 明 系统 已 经切 换 到市 电上 了。这可 能是 由于太 阳的辐 射量 不足,也 可能是 太 阳能光 伏发电系统 出现故障。由于太 阳能 光伏 电力 与市 电互 补形 式 的太 阳能 路灯系统中有电力线路的存在,所以利用电力线载波 对其进行 日常管理和 自动报警是最理想的方法。况 且 目前各种电力线载波通信模块已经比较成熟,价格 也比较低,它和单片计算机可以很方便地组合成太阳 能 光伏 电力 与市 电互 补 形 式 的太 阳能路 灯 系 统 中 的 日常管理和 自动报警系统。
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太阳能路灯的设置需要因地制宜——浅析太阳能光伏电力与市电互补道路照明,太阳能,路灯,设置,需要,因地制宜,浅析,电力,市电,互补,道路,照明
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