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        西安博興照明設備有限公司

        太陽能草坪燈的各組成部分該如何選擇

        作者:admin 發布日期: 2020-08-08 二維碼分享
         一套完整的太陽能草坪燈系統包括:光源、控制器、蓄電池、太陽能電池組件及燈體。白天,太陽能電池組件將光能轉化為電能通過控制器儲存到蓄電池內,晚上蓄電池通過控制器給光源供電,使其轉化為光能,照明裝飾。燈體主要起系統防護及白天的裝飾作用,保障這一循環正常運行。
          其中光源、控制器、蓄電池是決定草坪燈系統性能的關鍵,在設計中必須對其進行優化設計,合理配置。
          1.光源
          太陽能草坪燈由于受組件功率限制,光源功率必須很小,在零點幾瓦到幾瓦之間不等,更多的是0。5W和1W。目前部分太陽能草坪燈采用節能燈作為光源,普通節能燈的光效約為40~50 Lm /w,而LED燈目前光效已達90Lm/w,實驗室..已達120Lm/w以上,并且在保持同樣照度下,LED燈比普通日光燈可節電40%以上,轉化效率相對較高。
          另外使用壽命方面,普通日光燈的壽命為3000-5000h,LED燈在光衰達到70%時理論壽命約10萬小時,實際使用壽命可達5萬小時,為普通日光燈的10多倍,若每天工作8小時,一只燈可用6250天,因此不需要經常更換,可大大節省維護費用。LED燈被稱為綠色照明光源,其本身不含有毒有害物質(如:汞),避免了熒光燈管破裂溢出汞的二次污染,同時LED燈采用恒定直流電流驅動,不會產生任何頻閃,又沒有干擾輻射,對人體無危害;顯色指數在80以上,燈光下物體的顏色更真實,色彩更豐富。
          因此,LED非常適合于太陽能草坪燈系統。在LED應用中.主要的是恒流和散熱問題,雖然很多太陽能草坪燈已經采用LED,但這些問題解決的并不是很好。
          在恒流方面,LED的特性與普通二極管近似,當電壓變化很小時,電流可能變化很大,比如當工作電壓變化0。
          1V時,工作電流可能變化20mA左右。為了實現恒流,防止工作電流過大,許多草坪燈使用串聯限流電阻,但極大的能量損失顯然不適合本來發電量就很有限的太陽能草坪燈。這時,可以設計恒流電路,現在有許多現成的專門針對LED開發的恒流芯片,將之和LED結合使用,不需要復雜的外圍電路,就能起到很好的恒流作用,有效保護LED,延長壽命。
          
          在大功率LED應用中,散熱是另一個主要考慮的方面,散熱做不好,會引起很嚴重的光衰,一些嚴重的半年內可能降到原來的一半,在草坪燈上大功率LED 多是單顆應用,采用常規的鋁基板就可以滿足,這方面的影響一般不大,但也需經試驗驗證。
          2.蓄電池的選擇
          近年來,市場上的太陽能草坪燈普遍采用由鉛酸蓄電池或鎳氫蓄電池和LED燈組成的系統。
          在使用過程中,鉛酸電池需要加酸補液,維護工作量很大,同時硫酸電解液溢出時有可能損壞燈體或其他公共設施。并且鉛酸蓄電池和鎳氫蓄電池比能量較小,就常用的4Ah電池來說,體積重量都很大,系統電器件設置和安裝裝置占用很大空間,不利于燈體結構的靈活設計。
          
          鋰離子電池是20世紀開發成功的新型高能電池,它具有很高的能量密度,在相同容量的情況下,重量是鎳氫蓄電池的一半,鉛酸蓄電池的30%,,體積是鉛酸蓄電池和鎳氫蓄電池的20-30%。并且鋰離子電池的放電平臺是3。7V,太陽能電池組件的充電電壓為6V,相對于鉛酸電池12V的放電平臺,電池組件充電電壓為17V 來說,能夠減少電池片2/3的劃片次數,減少浪費,提高電池片的利用率。
          鋰離子電池循環壽命高,在正常條件下,它的充放電周期可超過500次。在天氣晴好的情況下,太陽能電池組件會給蓄電池進行持續充電,而夜間只消耗蓄電池容量的25%左右,這時候蓄電池就會處于持續的浮充狀態,能夠大大延長蓄電池的使用壽命。鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類對環境有危害的金屬物質,不含化學性能非?;顫姷慕饘黉?,可以保障安全性,符合太陽能產品綠色、環保的設計理念。
          
          3.控制器的設計
          由于太陽能電池組件的發電量隨天氣狀況、日照時間而變化,非常不穩定,因此太陽能光伏獨立發電系統中對蓄電池的充放電控制要比普通應用中對蓄電池的充放電控制更復雜一些??刂破髟O計是否完善,直接決定整個太陽能草坪燈系統能否順利運行。
          
          一個完整的太陽能草坪燈控制器應該具有兩方面的功能:..是功能控制,草坪燈用于草坪中,白天裝飾,夜晚起裝飾照明作用,根據不同的使用情況,有些需要整個晚上都工作,更多的則是工作4~8個小時,因此必須有光控開,光控關,或者光控開,時控關的功能。
          
          4.另一方面就是保護功能控制,包括對太陽能電池組件的防反沖保護,對蓄電池的過充電保護,過放電保護,溫度補償功能,對LED的恒流驅動等。防止反充電功能,一般是在太陽能電池充電回路中串聯一個二極管,二極管防止反充電,多采用肖特基二極管,肖特基二極管的壓降比普通二極管要低。
          對于太陽能草坪燈來說,很多鋰離子電池本身帶有保護板,防止過充電功能,防止過放電功能等,在控制器設計中,就不需要增加這些功能。如若沒有保護板就必須在控制器中加入這些功能,因為很多蓄電池過放會造成..性損壞。所以要針對使用情況而定,并且放電截止電壓不宜過低。
          對LED的恒流驅動,主要是通過升壓電路或者結合專用的恒流芯片,調整輸入LED的電流,使之在蓄電池電壓不斷變化的情況下仍能夠保持對LED的恒流驅動。
          5.其他方面
          將光源設置為閃爍變化,既可以使太陽能草坪燈發光具有動態效果,又可以通過改變閃爍占空比減小蓄電池平均輸出電流,延長系統工作時間,同時將草坪燈設置為時控,千萬不要設為整個晚上都亮,造成過多浪費,或者減小太陽能電池組件的功率和蓄電池的容量,降低成本。
          
          太陽能電池封裝形式。目前太陽能電池的封裝形式主要有兩種,層壓和灌封。采用層壓機進行層壓可以使太陽能電池組件工作壽命達25年以上,灌封雖然外觀能做得很漂亮,但是由于灌封膠的耐老化性很差,容易變黃或脫層脫落,使得發電效率嚴重降低或不能使用,直接置于室外陽光下,其工作壽命僅僅1-2年。
          因此,對于戶用小型小功率太陽能草坪燈,在沒有壽命要求的情況下,可以使用灌封膠灌封封裝形式,而對應用于正式場合,使用年限有規定的太陽能草坪燈,必須使用層壓的封裝形式。

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