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。
路灯灯杆的抗风设计
路灯的参数如下:
电池板倾角A = 16o 灯杆高度 = 5m
设计选取灯杆底部焊缝宽度δ = 4mm 灯杆底部外径 = 168mm
焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为
PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以,风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。
根据27m/s的设计允许风速,2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的系数,F = 1.3×730 = 949N。
所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
根据数学推导,圆环形破坏面的抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。
上式中,r是圆环内径,δ是圆环宽度。
破坏面抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3
=88.768×10-6 m3
风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W
= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa其中,215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。
所以,设计选取的焊缝宽度满足要求,只要焊接质量能保证,灯杆的抗风是没有问题的。
太阳能供电系统中,蓄电池的性能好坏直接影响系统的综合成本及运行好坏和使用寿命,本方案中选用该公司与中国科学院金属研究所联合研制的成果储能型胶体蓄电池, 与普通的铅酸电池相比,它在设计上和制造工艺上有以下突出特点:
使用寿命超长,正常情况下使用寿命为五到十年。
采用适合的正负极合金配方及活性物质配比,使电池更加适合储能电池循环充、放电的使用特点。
胶体电解液的设计,有效的抑制活性物质的脱锈和极板的硫酸盐化现象,从而延缓了电池在使用过程中的性能衰降。大大改善了电池的深充放循环寿命。选用笫四代照明产品LED光源
40瓦例一
⒈LED灯,单路、40W,24V系统;
⒉当地日均有效光照以4h计算;
⒊每日放电时间10小时,(以晚7点-晨5点 为例)
⒋满足连续阴雨天5天(另加阴雨前一夜的用电,计6天)。
电流 = 40W÷24V =1.67 A
计算蓄电池 = 1.67A × 10h ×(5+1)天
= 1.67A × 60h=100 AH
蓄电池充、放电预留20%容量;路灯的实际电流在2A以上( 加20%损耗,包括恒流源、线损等 )
实际蓄电池需求=100AH 加20%预留容量、再加20%损耗
100AH ÷ 80% × 120% = 150AH
实际蓄电池为24V /150AH,需要两组12V蓄电池共计:300AH