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基于LED的离网式太阳能照明系统设计

上传人:未知

上传时间: 2010-11-07

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  充放电控制器:一方面,此控制器会将太阳能组件发的电存储在系统中的储能单元,比如充电电池中。另一方面,此控制器还会控制存储了电能的电池可控的将电能提供给系统中的负载,也就是照明系统。电池的充放电保护是其必须具备的功能。为了将太阳能组件收集到的太阳光最大程度的转化成电能存储在电池中,有些控制器会有最大功率跟踪功能。好的充放控制器可以在一定程度上节省太阳能组件并且可以延长充电电池的使用寿命。

  充电电池:它存储太阳能组件发的电能同时为照明系统提供能量供应。铅酸电池、镍氢电池、甚至磷酸锂铁电池都可以得到应用。考虑到成本、稳定性等,铅酸电池和镍氢电池为最主要的选择。

  照明系统:通常它包括发光光源,比如LED或LED阵列、光源驱动、灯具等。有些照明系统还包括了环境参数探测器件,人机交互的接口等。

  三、离网太阳能照明系统设计

  1.设计准则

  由于离网式太阳能照明系统是完全独立式系统,太阳能是其唯一能量来源,所以其必须基于“最恶劣”工作条件展开设计。对于选定的区域或地点来说,最恶劣工作条件主要指“最恶劣”季节,即“冬季”的月份,比如北半球大概是12月、1月份,而南半球则为6月、7月份。原因为:

  (1)黑夜最长,也就是说照明时间最长(如果要求整个夜晚都要照明的话),相应的能耗最大;

  (2)白天最短,也就是太阳辐射时间最短,并且太阳辐射强度也小,所以相应的辐射能最小,太阳能组件的发电量最少;

  (3)冬天最冷,蓄电池的可使用容量也最小。


(a)上海白天黑夜长度比

(b)上海各月平均气温

(c)铅酸电池可放容量受温度的影响
图2 最恶劣工作条件

  为此,所设计的系统必须保证即使在“最恶劣”的月份也能正常工作,这样的系统才是可靠的系统。同时“最恶劣”工作条件又不仅局限于“最恶劣”月份,它同时还受以下因素影响:

  太阳能组件的工作倾角:虽然冬季的太阳辐射最弱,但是通过调整组件工作倾角,组件实际接受到的太阳辐射可以相应变化,从而有可能改变实际的“最恶劣”月份;

  照明系统的工作状态:虽然冬季的夜晚最长,但是通过调整照明系统的工作状态,仍然可以调整负载能量消耗的实际比例,比如调光。

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