太阳能路灯系统

❶ 什么是太阳能路灯的系统

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。蓄电池置于控制箱内时须轻拿轻放，防止砸坏控制箱; 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。

❷ 太阳能路灯系统原理图

太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳，有的还要配置逆变器。

1、太阳能电池板

太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送至蓄电池中存储起来。太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。工作原理和二极管类似。只不过在二极管中，推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场，而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率，大约是光伏电池效率大约是单晶硅13％－15％，多晶硅11％－13％。目前最新的技术还包括光伏薄膜电池。

2、太阳能控制器
太阳能灯具系统中最重要的一环是控制器，其性能直接影响到系统寿命，特别是蓄电池的寿命。控制器用工业级MCU做主控制器，通过对环境温度的测量，对蓄电池和太阳能电池组件电压、电流等参数的检测判断，控制MOSFET器件的开通和关断，达到各种控制和保护功能。皇明智能型太阳能灯具控制器能为蓄电池提供全面保护，使蓄电池更能可靠地长久工作。
太阳能照明原理、组成及控制系统 2010年01月21日 作者：胡兴军 来源：《中国电源博览》第106期 编辑：李远芳
3、蓄电池
由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，蓄电池过大，一方面蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷（路灯）相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上，系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20~30%，才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日耗量高6倍以上为宜。

4、光源
太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标，一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED光源。

LED灯光源，寿命长，可达1000000小时，工作电压低，不需要逆变器，光效较高，国产50Lm/w，进口80Lm/w。随着技术进步，LED的性能将进一步提高。笔者认为LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。
目前多数草坪灯选用LED作为光源，主要利用太阳能电池的能源来进行工作。当白天太阳光照射在太阳能电池上，把光能转变成电能存贮在蓄电池中，再由蓄电池在晚间为草坪灯的LED(发光二极体)提供电源。LED节能、安全、寿命长，工作电压低，非常适合应用在太阳能草坪灯上。特别是LED技术已经经历了其关键的突破，并且其特性在过去5年中有很大提高，其性能价格比也有较大的提高。

5、灯杆及灯具外壳
灯杆的高度应根据道路的宽度、灯具的间距，道路的照度标准确定。灯具外壳根据我们收集了许多国外太阳灯资料，在美观和节能之间，大多数都选择节能，灯具外观要求不高，相对实用就行。

二、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。

(6)通信装置
由无线数传模块组成。无线数传模块支持GPRS,带有RS-232接口，通信距离达100米，抗干扰性强，不受广播电视，移动通信干扰，实现相邻路灯终端之间的通信。

2.功能控制

(1)太阳能路灯控制器的基本要求
太阳能路灯由多个LED灯串联而成，路灯照明系统不但消耗大量的电能，而且还需要投入巨额的日常维护费用，给城市带来电力供应和财政支出的双重压力。制定“按需照明”的供电策略可以缓解这一矛盾。通过编程可以实现对分布在城市繁华路段的路灯机动灵活的控制，可在任意时间段内通过PWM方式实现开关控制，以达到既烘托城市灯光气氛的目的。控制基本要求如下：
1)对前半夜与后半夜的亮度进行控制，控制比例依情况而定；
2)开启单边路灯策略，即蓄电池现有电量只供一路路灯照明，另一路路灯关闭；
3)半夜灯策略，即前半夜开灯，后半夜关灯，蓄电池现有电量只供前半夜照明使用。

太阳能路灯都是以自然光线的强弱来控制照明灯具的开关，这些光控太阳能照明系统的优化设计是系统长期可靠运行的前提。系统容量可以根据当地的地理位置、气象条件和负载状况做出最优化设计。但是由于季节因素，冬天太阳辐射要比夏天少，太阳电池阵冬天产生的电量比夏天少，可是冬天需要照明的电量却比夏天多，从而使照明系统的发电量与需电量形成反差，依然难以平衡月发电量盈余和耗电量亏损。为了提高照明系统发电量的利用率，克服系统缺电带来的不足，在太阳能照明系统的发展中，人们不断的对照明系统常用的控制模式进行分析，设计各种实际可行的工作模式，同时光源技术也在不断的更新换代中，蓄电池的充电模式也在不断的研究探索中有效利用率越来越高，因此在太阳能各个组成部分的发展和协调中，太阳能照明系统正在不断地趋于完善。

根据太阳能路灯系统的特点，路灯运行要兼顾蓄电池剩余容量的影响。当路灯正常开启时，根据蓄电池剩余容量检测法得到当前蓄电池容量，通过查询后得到蓄电池将要维持的供电时间，平均使用蓄电池现有电量，同时根据当晚可使用的蓄电池电量对路灯照明方式灵活控制，合理使用蓄电池现有电量。

(2)蓄电池充放电控制功能
蓄电池充放电控制是整个系统的重要功能，它影响整个太阳能路灯系统的运行效率，还能防止蓄电池组的过充电和过放电。蓄电池的过充电或过放电对其性能和寿命有严重影响。充放电控制功能，按控制方式可分为开关控制(含单路和多路开关控制)型和脉宽调制(PWM)控制(含最大功率跟踪控制)型。开关控制型中的开关器件，可以是继电器，也可以是MOS晶体管。脉宽调制(PWM)控制型只能选用MOS晶体管作为其开关器件。本系统采用脉宽调制控制器方式，并选用MOS晶体管作为开关器件。当白天晴天的情况下，根据蓄电池的剩余容量，选择相应的占空比方式向蓄电池充电，力求高效充电；夜间根据蓄电池的剩余容量及未来的天气情况，通过调整占空比方式进而调节LED灯亮度，以保证均衡合理使用蓄电池。
此外系统还具有对蓄电池过充的保护功能，即充电电压高于保护电压(15V)时，自动调低蓄电池的充电电压；此后当电压掉至维护电压(13.2V)时，蓄电池进入浮充状态，当低于维护电压(13.2 V)后浮充关闭，进入均充状态。当蓄电池电压低于保护电压(11V)时，控制器自动关闭负载开关以保护蓄电池不受损坏。通过PWM方式充电，既可使太阳能电池板发挥最大功效，又提高了系统的充电效率。本设计对蓄电池的反接、过充，过放具有相应保护措施。

(3)太阳能路灯运行方式控制功能
高亮度大电流LED灯，由于相同亮度的情况下，比白炽灯省电约90%，得到了广泛的应用，现已有逐渐替代常规照明灯的趋势。

太阳能路灯由多个LED灯串联而成，亮度通过PWM方式可调，即通过EN端改变流经LED的电流，从而调节LED灯亮度，电流强度可以从几毫安到1安培，最终使LED灯达到预期的亮度。

PWM信号可由微控制器产生，也可由其它脉冲信号产生，PWM信号可使通过LED灯的电流从0变到额定电流，即可使LED灯从暗变为正常亮度。PWM占空比越小(高电平时间长)，亮度越高。利用PWM控制LED的亮度，非常方便和灵活，是最常用的调光方法，PWM的频率可从几十Hz到几千KHz。

PWM调光是通过控制MOSFET晶体管实现的。由于本系统路灯单元采用的电压是由几个蓄电池串联产生的，所以选用MOSFET晶体管时，首先要考虑MOSFET的耐压，本系统要求MOSFET的耐压要高于40V；其次，根据驱动LED灯电流的大小，选择MOSFET的IDS的最大电流。在直流供电情况下，首先考虑的是IDS最大电流值和RDS值。一般情况下，应选用MOSFET的IDS最大电流是LED灯驱动电流的5倍以上；另外还要选择MOSFET的内阻要小；LED驱动电流越大，RDS应越小，RDS越小，变换效率越高。

城市太阳能路灯是和人民生活密切相关的公共设施，它在一定程度上反映了城市的繁荣程度及发展水平。在过去很长一段时间内，路灯的更新多是局限于其照明部分，随着城市及电子技术的发展，城市路灯系统经历了手工控制、自动定时/光电控制、计算机程序控制的发展过程。用计算机来实现城市太阳能路灯系统的自动控制，对于提高城市的现代化管理水平，节省人力、物力，都具有良好的经济和社会效益。通过有效的调节灯光开关时间，能够极大地提高了路灯系统的工作质量和工作效率，为城市照明系统的运行、维护、扩展、提供全面的解决方案和强有力的技术支持，提高了城市照明运行管理水平。

❸ 太阳能路灯系统的安装步骤

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。 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。 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。 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。

❹ 太阳能路灯系统工作原理是什么

太阳能工作原理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。
它通过太阳能电池板利用光能转化为电能，街道两旁的太阳能路灯都是通过联网控制，每根路灯都是并联连接，每根路灯都有太阳能电池板、太阳能蓄电池、太阳能控制器、主光源、电池箱、主灯头、灯杆及电缆线八大要素组成。保证在连续阴雨天时，也能正常照明。希望我的回答可以帮到你，望采纳！

❺ 太阳能路灯系统的太阳能路灯系统

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。

❻ 太阳能路灯控制系统

控制系统：多种个性化的控制方式和工作模式供用户结合实际针对性的选择。
A.太阳能+风能+市电互补模式；
B.100%太阳能+风能供电工作模式；
C.100%太阳能+风能供电双时段工作模式；
D.太阳能市电互补+分时段工作模式。
另外还有光控，定时控制，手动控制和遥控四种控制，从而达到不同的照明效果，合理有效的利用能源，提高了产品的性价比。
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❼ 太阳能路灯系统配置

首先，太阳能路灯系统配置大小，是根据你的实际要求来实现的。

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还有，太阳能路灯的开关控制：这是太阳能路灯控制器发挥的作用，根据不同的要求，可以将路灯设计为光控或时控；不仅蓄电池充电和放电的时间可以得到控制，放电的强度大小也可以控制。

❽ 太阳能路灯的工作原理和系统组成

太阳能路灯是由太阳能电池板白天发电存储在蓄电池里，晚上蓄电池里的电力再供应给led光源的照明设备，主要由LED光源，太阳能电池板，蓄电池，灯杆，控制器组成的。
太阳能路灯是自己生产电流不需要外接电源是一种独立的发电照明系统，不受电网的断电影响，适合在公园小区，支路上使用。
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❾ 太阳能路灯12v系统和24v系统有什么区别

主要是蓄电池的区别。
12V的系统，一般是一个蓄电池即可。
24V的系统，一般至少是2个12V的蓄电池，因为两个蓄电池要串联起来。
此外，对电池板也有一定的区别。
12V系统的电池板，输出电压是18V左右的，24V系统的电池板，要么是两个18V的电池板串联，要么是电池板输出电压是35V左右的。
最后，12V的系统一般是用于功率比较小（50W以下）或者照明时间不是很久的灯
24V的系统，一般用于功率比较大（50W以上）或者照明时间比较长的灯。

❿ 太阳能路灯结构原理

太阳能路灯—太阳能路灯系统结构：
太阳能路灯系统可以保障阴雨天气15天以上正常工作！它的系统组成是由LED光源（含驱动）、太阳能电池板、蓄电池（包括蓄电池保温箱）、太阳能路灯控制器、路灯灯杆（含基础）及辅料线材等几部分构成。
太阳能电池组件一般选用单晶硅或者多晶硅太阳能电池组件；LED灯头一般选用大功率LED光源；控制器一般放置在灯杆内，具有光控、时控制、过充过放保护及反接保护，更高级的控制器更具备四季调整亮灯时间功能、半功率功能、智能充放电功能等；蓄电池一般放置于地下或则会有专门的蓄电池保温箱，可采用阀控式铅酸蓄电池、胶体蓄电池、铁铝蓄电池或者锂电池等。太阳能灯具全自动工作，不需要挖沟布线，但灯杆需要装置在预埋件（混凝土底座）上。

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