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    新農村太陽能路燈配置計算

    發布日期:2019-08-20

    太陽能路燈配置的計算一般按照獨立光伏系統的設計方法進行,可以采用專用的設計軟件來進行設計,近年來使用較多的如加拿大環境資源部和美國宇航局(NASA)聯合開發的NetScreen秋件等。下面介紹太陽能路燈配置的簡單計算方法

    (1)峰值日照時間(h)的計算峰值目照時間的計算公式為峰值目照時間=A/(3.6×365)(3-15),A為傾斜面的上年輻照總量,單位為M/m3,例如,某地的方陣面上的年幅照為6207N0/m2,則年峰值日照時間為6207÷3.6÷365=4.72h

    (2)系統電壓的確定太陽能路燈光源的直流輸入電壓作為系統電壓,一般為12V或2V,特殊情況下也可以選擇交流負載,但必須增加逆變器才能工作選擇交流負載時,在條件允許的情況下,盡量提高系統電壓,以減少線損系統直流輸入電壓選擇還要兼顧控制器、逆變器等元器件的選型
    (3)太陽能板的容量計算對于太陽能路燈,整體系統配置計算公式如下:
    P=光源功率×光源工作時間×(17/12)÷峰值日照時間÷(0.85×0.85)(3-16),P為電池組件的功率,單位為W;光源工作時間的單位為h;峰值日照時間的單位為h:0.85分別為蓄電池的庫侖效率和電池組件衰減、方陣組合損失、塵埃遮擋等綜合系數,例如,光源功率為18W,每天工作8h,當地的峰值日照時間為4.0h,則需要的太陽能板功率為18×8×(17/12)÷4÷(0.85×0.85)=70.5W,具體選擇太陽能板的功率時根據太陽能板的規格進行選取即可。
    (4)蓄電池容量計算首先根據當地的陰雨天情況確定選用的蓄電池類型和蓄電池的存儲天數,一般北方選擇的存儲天數在3-5天,西部少雨地區可以選用2天,南方的多雨地區存儲天數可以適當增加。容量計算公式如下:
    蓄電池容量一負載功率×日工作時間×(存儲天數+1)+放電深度÷系統電壓,蓄電池容量單位為A·h;負載功率單位為W:日工作時間單位為h;存儲天數為d;放電深度一般取0.7左右系統電壓單位為V例如,光源功率為18W,每天工作品h,蓄電池存儲天數為3天,則需要的蓄電池容量為:18×8X40.7÷12=68Ah然后根據系統電壓和容量的要求選配蓄電池,以上計算沒有考慮溫度的影響,若蓄電池的最低工作溫度低于-20℃,應對蓄電池的放電深度加以修正,具體修正系數可咨詢蓄電池廠家。
    (5)平均照度計算在對道路進行照明設計時,對照度、亮度及均勻度的計算是必不可少的,一般情況下可以采用道路照明設計軟件或照明計算表進行計算,也可以根據燈具的配光曲線進行簡單的計算,下面給出常用道路的平均照度計算公式,讀者可以進行照度計算或者根據照度計算路燈間距及光源功率等參數,供讀者自行參考計算公式為:FUKN/WS=E

    式中F—光源的總光通量,lm;利用系數(由燈具利用系數曲線查出)

    K—維護系數

    W—道路寬度,m;
    S—路燈安裝間距,m;
    N—與排列方式有關的數值,當路燈一側排列成交錯排列時N=1,相對矩形排列
    時N=2

    (6)燈桿設計太陽能路燈常用的是鋼質錐形燈桿,其特點是美觀、堅固、耐用,且便于做成各種造型,加工工藝簡單、機械強度高,常用錐形燈桿的截面形狀有圓形、六邊形八邊形等,錐度多為1:90和1:100,壁厚根據燈桿的受力情況一般選在3~5mm.由于太陽能路燈工作的環境是室外,為了防止燈桿生銹腐蝕面降低結構強度,必須對燈桿進行防腐蝕處理。防腐蝕的方法主要是針對銹蝕原因采取預防措施。防腐蝕要避免或減緩潮濕、高溫、氧化、氯化物等因素的影響,常用的方法是熱鍍鋅和噴塑處理。熱鍍鋅是將經過前處理的制件浸入熔融的鋅液中,在其表面形成鋅和鋅鐵合金鍍層的工藝過程和方法,鋅層厚度在65-90ym,鍍鋅件的鋅層應均勻、光滑、無毛刺、無滴瘤和無多余結塊,鋅層應與鋼桿結合牢固,鋅層不剝離、不凸起。在熱鍍鋅后再進行噴塑處理,噴塑粉末應選用室外專用粉末,涂層不得有剝落、龜裂現象;顏色可以有多種選擇。噴塑處理可以提高鋼桿的防腐性能,且大大提高燈桿的美觀裝飾性。此外,由于太陽能燈桿內安裝有控制器等電氣件(有的蓄電池也安裝在燈桿內),設計太陽能燈桿除了要滿足強度和造型方面的要求外,還必須注意燈桿防水性能和防盜性能,防止雨水進入燈桿內造成電氣故障;維護門避免采用常規的工具就能打開(如內六角螺栓、鉗子等),防止人為進行破壞或盜竊.

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