LED路灯由哪些部分组成？

太阳能路灯LED的工作原理及设计065438+2008年10月25日星期五22:28前言:随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，其中一个途径就是寻求新能源和可再生能源的利用；二是寻求新的节能技术，降低能源消耗，提高能源利用效率。太阳能是地球上最直接、最普遍、最清洁的能源。作为一种巨大的可再生能源，每天到达地球表面的辐射能约为2.5亿桶石油，可以说是取之不尽用之不竭。LED的光谱几乎都集中在可见光波段，所以发光效率高。一般来说节能灯可以节能4/5，这是一个很大的创举，但是LED比节能灯节能1/4，这是固态光源更大的改革。太阳能LED照明综合了太阳能和LED的优点。本文对一款太阳能LED大功率路灯进行了详细的论述和介绍，如图1，系统介绍1。该系统的基本组成如图2所示。该系统由太阳能电池组件(包括支架)、LED灯座、控制箱(带控制器和蓄电池)和灯杆组成。太阳能电池板的光效达到127Wp/m2，效率高，非常有利于系统的抗风设计。灯座部分，1W白光LED和1W黄光LED集成在印刷电路板上，以一定距离排列成点阵，作为平面光源。控制箱采用不锈钢材质，美观耐用；免维护铅酸蓄电池和充放电控制器放在控制箱内。该系统采用阀控密封铅酸蓄电池，因其维护量少，又被称为“免维护蓄电池”，有利于降低系统的维护成本。充放电控制器的设计考虑了完整的功能(包括光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等。)和成本控制，实现高性价比。介绍了1.2的工作原理。该系统的工作原理很简单。白天，光伏效应制成的太阳能电池板接收太阳辐射能量，转化为电能，通过充放电控制器储存在蓄电池中。夜晚，当照度逐渐降低到10lux左右，太阳能电池板开路电压为4.5V左右时，充放电控制器检测到这个电压值并动作，蓄电池对灯头放电。电池放电8.5小时后，充放电控制器动作，电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护电池。2.系统设计思路与一般的太阳能照明相比，太阳能路灯的设计基本原理相同，但需要考虑的环节更多。下面将以港李振明集团有限公司的这款太阳能LED大功率路灯为例，从几个方面进行分析。2.1太阳能电池组件选型设计要求:在广州，负载输入电压24V，功耗34.5W，每天工作时间8.5h，连续阴雨天7天。(1)广州近二十年平均年辐射量为65，438+007.7 kcal/cm2，简单计算广州日照时数峰值约为3.424h；⑵负荷日用电量= = 12.2ah ⑵太阳能组件所需总充电电流= 1.05×12.2×(3.424×0.85)= 5.9a此处连续两个雨天之间的最短设计日为20天，1.05为太阳能。(4)太阳能电池组件的最小总功率= 17.2×5.9 = 102W。峰值输出功率为110Wp，单块55Wp的标准电池模块，应该可以保证路灯系统在一年的大部分情况下正常工作。2.2电池选择电池设计容量的计算比太阳能组件中的峰值瓦数更简单。根据以上计算，负载日用电量为12.2AH，电池充满电可连续工作7个雨天，加上第一天晚上的工作，电池容量为12.2×(7+1) = 97.6 (AH)，两块12V100AH的电池即可满足要求。2.3太阳能电池组件支架倾角的设计2.3.1为了使太阳能电池组件在一年内接收尽可能多的太阳辐射，我们应该为太阳能电池组件选择一个最佳的倾角。近年来，在一些学术期刊上有很多关于太阳能电池组件最佳倾角的讨论。路灯在广州地区使用。根据本设计相关文献资料【1】，太阳能电池组件支架倾角选择为16o。2.3.2抗风设计在太阳能路灯系统中，一个需要非常注意的结构问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两部分，一是电池组件支架的抗风设计，二是灯杆的抗风设计。下面分别根据以上两块进行分析。⑴太阳能电池组件支架抗风设计根据电池组件厂家的技术参数数据，太阳能电池组件能承受的迎风压力为2700Pa。如果风阻系数取27m/s(相当于10级台风)，根据无粘流体力学，电池模块承受的风压只有365Pa。所以模块本身完全可以承受27m/s的风速而不被损坏。因此，设计中重点考虑的是电池总成支架与灯柱之间的连接。在这套路灯系统的设计中，电池模块支架与灯杆的连接设计采用螺栓柱固定。⑵路灯杆抗风设计路灯参数如下:电池板倾斜角度A = 16o；灯杆高度为5米；灯杆底部焊缝宽度δ= 4mm；灯杆外径为168mm；如图3所示，焊缝所在的面就是灯杆的失效面。灯杆破损面阻力矩W的计算点P到灯杆上电池板荷载F作用线的距离为PQ =[5000+(168+6)/tan 16o]×sin 16o = 1545mm = 1.545M，因此，风荷载对灯杆破坏面的作用力矩M = F×655M按照设计最大允许风速27m/s，双灯头2×30W太阳能路灯板的基本负荷为730N。考虑到安全系数1.3，F = 1.3×730 = 949N。因此，m = f×1.545 = 949×1.545 = 1466n . m .根据数学推导，环形破坏面的抵抗矩w = π× (3R2δ+3Rδ 2+δ 3)。上式中，r是环的内径，δ是环的宽度。滑动面的抵抗矩w =π×(3r 2δ+3rδ2+δ3)=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768 mm3 = 88.768×10-6 m3滑动面上风荷载的矩引起的应力= m/w .(88.768×10-6)= 16.5×1068因此，设计中选择的焊缝宽度满足要求。只要能保证焊接质量，灯柱的抗风是没有问题的。2.4控制器太阳能充放电控制器的主要作用是保护电池。基本功能必须具有过充保护、过放保护、灯光控制、时间控制和防反接功能。电池过充过放保护电压的一般参数见表1。当电池电压达到设定值时，电路的状态将会改变。在器件的选择上，目前有一些单片机和一些比较器，方案很多，各有特点和优势。对应的方案要根据客户群的需求来选择，这里就不细说了。2.5表面处理该系列产品采用静电涂装的新技术，主要是FP专业建材涂料，能满足客户对产品表面颜色和环境和谐的要求。同时，产品自洁性高，耐腐蚀性强，耐老化，适用于任何气候环境。加工工艺设计为在热浸锌的基础上进行涂层，大大提高了产品性能，符合AAMA2605.2005最严格的要求，其他指标均达到或超过GB的相关要求。3.结论整体设计基本考虑了所有环节；光伏组件的峰值瓦数选择设计和电池容量选择设计采用目前最常见的设计方法，设计思路科学；抗风设计从电池总成支架和灯柱两部分分析，分析全面；表面处理采用目前最先进的技术；路灯整体结构简洁美观；实际运行证明，各环节配合良好。目前，太阳能LED照明的初期投资仍然是困扰我们的一大难题。但是太阳能电池的光效在逐渐提高，价格也会逐渐降低。同样，市场上LED的光效也在快速提升，但价格却在降低。与可再生、清洁无污染的太阳能和LED的环保节能相比，常规化石能源日益紧张，使用后会对环境造成日益严重的污染。因此，太阳能LED照明作为一种方兴未艾的户外照明，将向我们展示无限的生命力和广阔的前景。参考资料:

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