6米30WLED太阳能路灯

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太阳能路灯照明控制系统

　　1.系统结构

　　太阳能路灯微机监控系统由微机主控线路、太阳能电池板、蓄电池充放电器、蓄电池组、LED光源驱动和LED灯等几部分组成。系统组成结构如图1所示：

　　(1)微机主控线路

　　微机主控线路是整个系统的控制核心，控制整个太阳能路灯系统的正常运行。微机主控线路具有测量功能，通过对太阳能电池板电压、蓄电池电压等参数的检测判断，控制相应线路的开通或关断，实现各种控制和保护功能。

　　(2)充电驱动线路

　　充电驱动线路由MOSFET驱动模块及MOSFET组成。MOSFET驱动模块采用高速光藕隔离，发射极输出，有短路保护和慢速关断功能。选用的MOSFET为隔离式、节能型单片机开关电源专用IC，驱动LED的全电压输入范围为150V～200V，输出电流为8A～9A。输入电压范围宽，具有良好的电压调整率和负载调整率，抗干扰能力强，低功耗。

本系统通过充电驱动线路完成太阳能电池组向蓄电池的充电，电路中还提供了相应的保护措施。

　　(3)LED驱动线路

　　由IGBT驱动模块及MOSFET组成，实现对路灯亮度的调节及路灯的开关。

　　(4)太阳能电池组

　　太阳能电池组由太阳能电池单体(工作电压约为0.5V,工作电流约为20～25mA/cm2,面积为10cm×10cm)以串、并方式连接成组件，一个标准组件包括36片单体，使一个太阳能电池组件大约能产生17V的电压，成为一个额定电压为12V的蓄电池池组。当应用系统需要更高的电压和电流组件时，可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。

　　太阳能电池在整个系统中的作用有两个：其一是把太阳光转化为电能，即白天时，太阳能电池给蓄电池充电；其二是太阳能电池作为系统的光控元件，从太阳能电池两端电压的大小，即可检测户外的光亮程度，也就是从太阳能电池电压的大小来判断天黑和天亮及LED照明光源的亮度。

　　(5)蓄电池组

　　由于从光伏阵列得到的能量不总是与电子负载的需求相符，当光伏阵列本身不能提供足够的功率时，蓄电池仍能使负载工作。如果电子负载需要在夜间或在多云或阴天时工作，就需要能量的存储。蓄电池存储能量的大小设计为自主运行期间满足平均每日电子负载的需求。一般来说，应能储备5～7天的夜间照明用电量。蓄电池是整个太阳能路灯系统的关键部分，它是整个太阳能系统的储备能源设备，白天时太阳电池给蓄电池充电，晚上，系统和负载所用电全部由蓄电池来提供，其次，阴雨天的供电也要靠蓄电池来完成。在独立光伏系统中，由光伏阵列产生的电能不总是在电能产生的同时加以使用，所以在多数独立光伏系统中需要蓄电池。

详细说明：

上太阳辐照计算一般是以过去10～20年的气象资料数据作为依据，在提供的水平面太阳辐照量数据基础上，可以使用Hay_I 提出的天空散射辐射各向异性的模型算出朝向赤道不同倾角的方阵面上所接苏到的太阳辐照量。

其表达式为：

HT：H R8+Ho I_R H }H +0．s 、～HB|Ho)

(1+cosf1)J+0．5pH (1一cosp) (3)

R ：cos0 ／cos0

入射角： =COS [cos0 cosfl+sin0 sinflcos

(y 一y J J

天顶角： =c0s [sinasin~+c0s c0s c0s∞][3

太阳方位角： ys = d * d y 。+

f_l 1* *180。_3

热 n [ ={ 。 }’

f l ≯ (≯一 01 f l ∞ 01

I—l 其他 』’ I—l其他』’

=ar~cos(tan3／tan~)卢为斜面倾角，f0为地物表面反射率， 为入射角，臼，为太阳天顶角；a为太阳高度角；)，为表面方位角，y为太阳方位角。通过以上Hay模型的计算，得到图3的不同倾角平面的月平均太阳辐照量变化。从图3可以看出在2—4月是各倾角平面获得太阳辐照量最低的时段，而且这段时间几种倾角平面获得的太阳辐照度相差不大，分析原因主要是因为2—4月是珠海地区的雨季，阴、雨天气比较多，散射辐照量在总辐照量中占的比例很高，从表2可以看出这3个月散射辐照量比例都在55％以上，由于改变倾角对太阳电池组件多接受直接辐射作用比较大，但是对散射辐照作用不大，因此在2—4这3个月不同倾角的平面接受的太阳辐照量差别不是很大.