一種集中儲(chǔ)能式太陽能led路燈系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種集中儲(chǔ)能式太陽能LED路燈系統(tǒng),涉及太陽能光伏應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是安全可靠、方便靈活的可再生清潔能源,太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模和范圍在迅速擴(kuò)大,在太空、交通、照明、通信中應(yīng)用及其廣泛。太陽能LED路燈是一種利用太陽能作為能源的燈,只要陽光充足就可以就地安裝,不必遠(yuǎn)距離連接公共電網(wǎng),十分方便,已經(jīng)開始大量推廣,是目前太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一。太陽能路燈主要由太陽能電池組件部分(包括支架)、LED燈頭、控制器、鉛酸蓄電池組和燈桿幾部分構(gòu)成。太陽能LED路燈的工作原理是白天太陽能路燈在控制器控制下,太陽電池板經(jīng)過太陽光的照射,吸收太陽光轉(zhuǎn)換成電能,白天光伏組件向鉛酸蓄電池組充電,晚上鉛酸蓄電池組提供電力給LED燈供電,實(shí)現(xiàn)照明功能。控制器確保鉛酸蓄電池組不因過充或過放而被損壞,同時(shí)具備光控、時(shí)控、溫度補(bǔ)償及防雷、反極性保護(hù)等功能。
[0003]太陽能LED路燈是集光、電、機(jī)械控制等技術(shù)為一體化的藝術(shù)品,要與周圍的環(huán)境相統(tǒng)一協(xié)調(diào),要考慮其外形美觀、結(jié)構(gòu)合理,同時(shí)還要恰當(dāng)確定太陽能電池組件、鉛酸蓄電池組的容量及負(fù)載功率的大小,以保證系統(tǒng)可靠地工作,達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益。目前,現(xiàn)有的太陽能LED路燈采用的是單燈獨(dú)立儲(chǔ)能供電模式,即每一盞路燈分別配備一組鉛酸蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)能供電。實(shí)際上,在太陽能LED路燈系統(tǒng)中,光伏電池組件的壽命約為20年,LED燈頭的平均壽命能達(dá)到10年,而鉛酸蓄電池組實(shí)際壽命一般只有2-3年的壽命,鉛酸蓄電池組的壽命相比系統(tǒng)其它部件要短的多。
[0004]太陽能LED路燈在安裝過程中,燈桿之間的距離同路的寬度和地理位置等因素有關(guān),大致設(shè)為30米左右,目前道路太陽能LED路燈系統(tǒng)采用單燈獨(dú)立儲(chǔ)能供電模式的。鉛酸蓄電池組因體積、重量等原因一般采取就近安放在路燈地下,然后使用導(dǎo)線外接控制器。道路路燈系統(tǒng)每隔30米左右就需要在燈桿下挖砌一個(gè)水泥防水槽專門用來安置鉛酸蓄電池組,由于鉛酸蓄電池組經(jīng)常需要維護(hù),壽命相對(duì)較短,以及埋于地下的特殊安裝形式,都給太陽能LED路燈的基本維護(hù)和故障檢修造成了較大影響,從而增加了維護(hù)成本。
[0005]針對(duì)以上問題,本發(fā)明提出使用太陽能LED路燈系統(tǒng)集中儲(chǔ)能供電模式來替代單燈獨(dú)立儲(chǔ)能供電模式的解決方案。以下主要對(duì)城鎮(zhèn)街道太陽能LED路燈系統(tǒng)如何實(shí)施集中儲(chǔ)能供電模式進(jìn)行簡要說明:城鎮(zhèn)街道主要道路的長度一般為8-12km,燈桿之間的距離大致在30米左右,因此一條主要道路大致?lián)碛?33-800盞的路燈。
[0006]若把這些路燈儲(chǔ)能裝置——鉛酸蓄電池組全部進(jìn)行集中儲(chǔ)能,則所需集中儲(chǔ)能鉛酸蓄電池組的容量非常大。
[0007]實(shí)際太陽能LED路燈產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,為確保儲(chǔ)能和供電的可靠性,一般每盞太陽能LED路燈所需儲(chǔ)能元件的容量為12V,38-150AH。鉛酸蓄電池組產(chǎn)品都按一定標(biāo)稱容量來進(jìn)行批量生產(chǎn),在太陽能LED路燈系統(tǒng)中常用閥控式密封鉛酸蓄電池容量的規(guī)格為12V,100AH,而負(fù)載電壓一般為24V,所以對(duì)于采用單燈獨(dú)立儲(chǔ)能供電模式時(shí)通常使用兩臺(tái)12V,100AH的鉛酸蓄電池串聯(lián)使用給負(fù)載供電。不同廠家生產(chǎn)的蓄電池在外觀設(shè)計(jì)和尺寸大小上有所不同,但尺寸差異不大,以“奧特多”閥控密封式鉛酸電池為例,對(duì)于12V,100AH型號(hào)的蓄電池其尺寸為335*172*214mm。
[0008]在對(duì)集中儲(chǔ)能的太陽能LED路燈數(shù)量進(jìn)行確定時(shí),需要考慮以下幾個(gè)因素。第一,鉛酸蓄電池組的并聯(lián)數(shù)目。參與集中儲(chǔ)能的太陽能LED路燈數(shù)量越多,所需的儲(chǔ)能鉛酸蓄電池組的容量越大,而鉛酸蓄電池組的并聯(lián)數(shù)目不宜太多,是為了盡量減少鉛酸蓄電池組之間的不平衡造成的影響。第二,輸電距離。太陽能LED路燈系統(tǒng)工作條件為低壓直流電,加之LED光源節(jié)能高效,供電電流不大,采用普通的輸電線便能可靠實(shí)現(xiàn)能量傳遞,線路造價(jià)較低,有利于太陽能LED路燈的集中儲(chǔ)能設(shè)計(jì)。但當(dāng)輸電距離過大時(shí),用于集中儲(chǔ)能設(shè)計(jì)的蓄電線路的傳輸成本是不能被忽略的,因此不宜將相距很遠(yuǎn)的太陽能LED路燈進(jìn)行集中儲(chǔ)能。第三,蓄電池安裝空間。對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行集中設(shè)計(jì)時(shí),為了安裝與維護(hù)的方便可以建設(shè)蓄電池房來安放蓄電池從而代替將蓄電池埋于地下的方式。受地理環(huán)境限制,蓄電池房的體積不宜過大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明提供一種集中儲(chǔ)能式太陽能LED路燈系統(tǒng),在不增加總的設(shè)計(jì)成本的基礎(chǔ)上,對(duì)太陽能LED路燈分段進(jìn)行集中儲(chǔ)能,并對(duì)該段系統(tǒng)采用集中控制器,實(shí)現(xiàn)能量合理分配。既有利于減小鉛酸蓄電池組更換難度,方便施工,又提高能量的利用率。
[0010]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種集中儲(chǔ)能式太陽能LED路燈系統(tǒng),包括多個(gè)太陽能電池板、多個(gè)LED路燈,多個(gè)太陽能電池板通過第一直流線路連接控制器;多個(gè)LED路燈通過第一直流線路連接控制器;控制器通過第二直流線路連接多個(gè)鉛酸蓄電池組。
[0011]多個(gè)太陽能電池板并聯(lián)連接控制器。多個(gè)LED路燈并聯(lián)連接控制器,每一個(gè)LED路燈能獨(dú)立工作。
[0012]所述控制器、多個(gè)鉛酸蓄電池組安裝在蓄電池房內(nèi)。
[0013]一個(gè)鉛酸蓄電池組由:2個(gè)鉛酸蓄電池單元先串聯(lián),再將串聯(lián)的2個(gè)蓄電池單元取4組并聯(lián)構(gòu)成,一個(gè)鉛酸蓄電池組供8盞LED路燈4儲(chǔ)能供電。
[0014]一個(gè)蓄電池單元為12V,200AH的鉛酸蓄電池。
[0015]每一個(gè)LED路燈由多個(gè)發(fā)光二極管連接構(gòu)成。
[0016]本發(fā)明一種集中儲(chǔ)能式太陽能LED路燈系統(tǒng),技術(shù)效果如下:
1)、控制器用于對(duì)太陽能電池板、鉛酸蓄電池組和LED燈進(jìn)行控制,安裝在鉛酸蓄電池組附近,能夠?qū)ED燈進(jìn)行能量分配。
[0017]2)、LED燈是太陽能LED路燈系統(tǒng)中的負(fù)載,對(duì)于集中儲(chǔ)能的系統(tǒng),其中的LED燈并聯(lián)連接在控制器兩端,能夠進(jìn)行獨(dú)立照明,能量獲取由控制器進(jìn)行分配。
[0018]3)、實(shí)施LED路燈分段集中儲(chǔ)能,并通過集成化控制器對(duì)LED的能量進(jìn)行統(tǒng)一分配,通過檢測蓄電池總的儲(chǔ)存電量,來確定路燈的開通數(shù)量。當(dāng)鉛酸蓄電池組儲(chǔ)能不充分時(shí),可以控制該段路燈間隔性閉合照明,雖然減小了照明強(qiáng)度,但仍能滿足一定的照明需求,故提高了路燈的照明時(shí)間。
[0019]4)、由于采用集中儲(chǔ)能,大大減小的安裝于更換儲(chǔ)能設(shè)備的工作量,提高了施工效率,能夠減小安裝成本。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)連接示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)控制電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示,一種集中儲(chǔ)能式太陽能LED路燈系統(tǒng),包括多個(gè)太陽能電池板1、多個(gè)LED路燈4,多個(gè)太陽能電池板1通過第一直流線路5連接控制器2 ;多個(gè)LED路燈4通過第一直流線路5連接控制器2 ;控制器2通過第二直流線路6連接多個(gè)鉛酸蓄電池組3。由于鉛酸蓄電池組3具有充放電的功能,因此它與控制器2之間的第二直流線路6具有雙向?qū)ǖ哪芰?,線路電流流向與鉛酸蓄電池組3的工作狀態(tài)有關(guān)。
[0023]多個(gè)太陽能電池板1并聯(lián)連接控制器2。多個(gè)LED路燈4并聯(lián)連接控制器2,每一個(gè)LED路燈4能獨(dú)立工作,從而其中任意一盞LED路燈4發(fā)生故障,不會(huì)影響其他路燈的工作。所述控制器2、多個(gè)鉛酸蓄電池組3安裝在蓄電池房5內(nèi)。
[0024]本發(fā)明一種集中儲(chǔ)能式太陽能LED路燈系統(tǒng),通過設(shè)定控制器2,根據(jù)檢測太陽能電池板1的工作狀態(tài),控制多個(gè)鉛酸蓄電池組3的充放電,并根據(jù)監(jiān)測多個(gè)鉛酸蓄電池組3的電壓大小,來判斷其所儲(chǔ)能量的多少,結(jié)合時(shí)間設(shè)定系統(tǒng)來控制負(fù)載LED路燈4的通斷狀態(tài),以及LED路燈4的通斷數(shù)量。整個(gè)過程完全由控制器2進(jìn)行智能控制,無需人工干預(yù)。
[0025]當(dāng)白天有陽光時(shí),太陽能電池板1,將太陽能轉(zhuǎn)換成電能,通過控制器2儲(chǔ)存到鉛酸蓄電池組3里。當(dāng)夜晚無陽光時(shí),多個(gè)鉛酸蓄電池組3通