风光互补太阳能路灯工作原理

太阳能、风光互补路灯应用指南太阳能、风能照明的现状和发展前景太阳能、风能照明的现状和发展前景据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500～1000亿度。但因其分布很分散，目前能利用的甚微。世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。2009年，国内太阳能电池产能约为240万千瓦，但国内太阳能发电装机容量仅为12万千瓦，95%的产能出口，其中欧洲是最重要的市场。过去数年，欧洲一直是世界太阳能光伏发电的重心。2009年，德国、西班牙、意大利和捷克的新增装机容量超过420万千瓦，占全球60%上。•风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。目前风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电目前有两种思路，水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机目前应用广泛，为风力发电的主流机型。•截止2009年底，全球累计装机容量已经达到了1.59亿千瓦，2009年全年新增装机容量超过3千万千瓦，涨幅31.9%。从累计装机容量看，美国已累计装机3516万千瓦，稳居榜首；中国为2610万千瓦，位列全球第二。太阳能、风能照明的现状和发展前景太阳能、风能特点介绍加州莫哈韦沙漠太阳能发电站亚洲最大的风力发电站－新疆达坂城风力发电站太阳能、风能特点介绍1.普遍性。太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。2.无害性。开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。太阳能、风能是一种洁净的能源。在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡。绝对不会造成污染和公害。3.蕴量巨大。每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标准煤；它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去漫长的11亿年中，太阳消耗了它本身能量的2%。今后足以供给地球人类，使用几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，中国的风能总量约16亿千瓦。4.风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。太阳能、风能特点介绍太阳能、风能缺点1、传统能源可以根据需要调节供应，太阳能风能是间歇性的而且不能随需要来控制，太阳能只有在白天和晴天才有，风力的大小则经常发生无法控制的变化。2、能量密度较低，大规模使用时，需要占用较大面积土地；3、目前价格仍比较贵，为常规发电的3~15倍，初始投资高。中国太阳能分布图类别辐射总量所属区域一类地区全年日照时数为3200～3300小时，辐射总量为6680～8400MJ/㎡宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地二类地区全年日照时数为3000～3200小时，辐射总量5850-6680MJ/㎡河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部三类地区全年日照时数为2200～3000小时，辐射总量5000-5850MJ/㎡山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地四类地区全年日照时数为1400～2200小时，辐射总量4200～5000MJ/㎡湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部五类地区全年日照时数约1000～1400小时，辐射总量3350～4200MJ/㎡四川、贵州中国太阳能资源分布图我国主要30个城市平均日照及最佳安装倾角中国风能分布图中国风能资源利用•我国幅员辽阔，陆疆总长达2万多公里，还有18000多公里的海岸线，边缘海中有岛屿5000多个，风能资源丰富。我国现有风电场场址的年平均风速均达到6m/s以上。•一般认为，可将风电场风况分为三类：年平均风速6m/s以上时为较好;7m/s以上时为好;8m/s以上时为很好。•可按风速频率曲线和机组功率曲线，估算国际标准大气状态下该机组的年发电量。我国相当于6m/s以上的地区，在全国范围内仅仅限于较少数几个地带，就内陆而言，大约仅占全国总面积的1/100，主要分布在长江到南澳岛之间的东南沿海及其岛屿是我国最大风能资源区以及风能资源丰富区。资源丰富区有山东、辽东半岛、黄海之滨，南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛，内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北，新疆达坂城、阿拉山口，河西走廊，松花江下游，张家口北部等地区，以及分布各地的高山山口和山顶。根据全国气象台部风能资料的统计和计算，绘制出中国风能分布和中国风能分区及占全国面积的百分比。太阳能路灯原理太阳能路灯原理太阳能路灯原理太阳能电池板控制器蓄电池逆变器直流负载交流负载系统原理：利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池白天太阳能电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当太阳能电池板开路电压为3V左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电到设定的时间后，或者控制器检测到白天到来，控制器动作，蓄电池放电结束，控制器等待天亮或进行充电动作。太阳能光伏板的生产过程硅矿石硅棒单晶硅片单晶硅光伏组件多晶硅光伏组件多晶硅片各种太阳能电池板太阳能光伏板的生产过程单晶硅和多晶硅主要区别：1、电池片形状不同：多晶硅是156*156的正方形片子，单晶硅一般是125*125的“类八边形”；2、转换效率不同：多晶硅平均在16~17%，单晶硅平均在18%左右。生产过程大致可分为五个步骤：a、提纯过程b、拉棒过程c、切片过程d、制电池过程e、封装过程。太阳能路灯控制器太阳能路灯控制器控制器的选择：1、应该选择功耗较低的控制器，控制器每天24小时不间断工作，如果自身功耗过高，就会消耗部分电能，最好选择功耗在5毫安以下的控制器；2、要选择充电效率较高的控制器，具有MCT充电模式的充电器能够检测到电池板的最大充电电流，尤其是在冬季或光照不足的时期，MCT充电模式比其他高出20%左右的效率。3、应该具有调节功率的控制器，可以在夜间行人较少的时候自动调低LED的工作电流，节约用电，同时也节省了电池板的配置比例，节约成本。蓄电池蓄电池蓄电池的种类一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池等。在我们的路灯照明项目中，我们用的是胶体铅酸蓄电池。蓄电池容量的选择一般遵循以下原则：1、在能满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能组件产生的能量存储起来，同时还要存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能；2、蓄电池容量过小不能满足夜晚照明的需要，蓄电池容量过大，一方面使蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池的使用寿命，另外也造成了浪费。3、蓄电池应与太阳能光伏板、负载功率相匹配。太阳能储能蓄电池产品特点12V系列储能蓄电池充电曲线12.51313.51414.50100200300400500时间/min电压/V00.020.040.060.080.1电压（V）电流XC（A）12V系列放电深度与循环寿命关系050010001500200025003000350040004500020406080100放电深度（%）次数胶体Ⅰ型胶体Ⅱ型铅酸Ⅱ型太阳能路灯照明配置计算方法合适的配置不仅能够为了让整个系统更加稳定，而且能够降低更多成本。太阳能路灯照明系统配置的计算方法与下列因素有关：1、确定灯具功率；2、系统每天工作的时间；3、当地平均峰值日照时间；4、连续阴雨天数。太阳能路灯照明配置计算方法一、经验算法：1、太阳能电池组件功率=用电器功率×用电时间×损耗系数（1.6-2.0)/当地峰值日照时间数2、蓄电池容量=用电器功率×用电时间×阴雨天数×系统安全系数（1.4-1.8)/系统电压二、理论算法：1、蓄电池=总电流*自持时间/余量系数（0.7)2、太阳能板=耗电总量/系统利用系数(0.6)/有效日照时间三、具体计算方法：蓄电池计算方法：灯具功率*灯具每天全功率工作时间*（连续阴雨天+1）系统电压*放电深度太阳能光伏板功率计算方法：太阳能光伏板功率负载日消耗功率光伏板电压系统电压蓄电池容量=X平均峰值日照—X(间隔阴雨天数)=蓄电池容量X放电深度太阳能路灯照明配置计算实例1、首先计算出电流：如：12V蓄电池系统；30W的灯2只，共60瓦。电流I＝60W÷12V＝5A2、计算出蓄电池容量需求：如：路灯每夜累计照明时间为7小时（h）需要满足连续阴雨天5天的照明需求。（5天另加阴雨天前一夜的照明，计6天）蓄电池＝5A×7h×（5＋1）天＝5A×42h＝210AH另外为了防止蓄电池过充和过放，蓄电池一般充电到95％左右；放电余留20％左右。所以210AH也只是应用中真正标准的75％左右。太阳能路灯照明配置计算实例3、计算出电池板的需求峰值（WP）路灯每夜累计照明时间需要为7小时（h）；如：电池板平均每天接受有效光照时间为4.5小时（h）；最少放宽对电池板需求20％的预留额。WP÷17.4V＝（5A×7h×120％）÷4.5hWP÷17.4V＝9.33AWP＝162（W）★：4.5h为长江中下游附近地区日照系数。所以选取2块峰值功率为80~85Wp的太阳能电池组件为佳。另外在太阳能路灯组件中，线损、控制器的损耗、及镇流器或恒流源的功耗各有不同，实际应用中可能在5％-25％左右。所以162W也只是理论值，根据实际情况需要有所增加。I类全功率照明时间合计：6H连续阴雨天：3天连续阴雨天间隔天数：10天日峰值日照时间：5.08-6.3616pcs（1*16pcs）38AH/12V,1块40W/17.5V,1张24pcs（2*12pcs）65AH/12V,1块70W/17.5V,1张32pcs（2*16pcs）38AH/12V,2块串联90W/35V,1张42pcs（3*14pcs）50AH/12V,2块串联55W/35V,2张并联48pcs（3*16pcs）65AH/12V,2块串联65W/35V,2张并联II类全功率照明时间合计：6H连续阴雨天：3天连续阴雨天间隔天数：10天日峰值日照时间：4.45-5.0816pcs（1*16pcs）38AH/12V,1块50W/17.5V,1张24pcs（2*12pcs）65AH/12V,1块80W/17.5V,1张32pcs（2*16pcs）38AH/12V,2块串联100W/35V,1张42pcs（3*14pcs）50AH/12V,2块串联60W/35V,2张并联48pcs（3*16pcs）65AH/12V,2块串联70W/35V,2张并联III类全功率照明时间合计：6H连续阴雨天：3天连续阴雨天间隔天数：5天日峰值日照时间：3.81H-4.45H16pcs（1*16pcs）38AH/12V,1块70W/17.5V,1张24pcs（2*12pcs）65AH/12V,1块50W/17.5V,2张并联32pcs（2*16pcs）38AH/12V,2块串联70W/35V,2张并联42pcs（3*14pcs）50AH/12V,2块串联90W/35V,2张并联48pcs（3*16pcs）65AH/12V,2块串联100W/35V,2张并联IV类全功率照明时间合计：6H连续阴雨天：3天连续阴雨天间隔天数：5天日峰值日照时间：3.18-3.8116pcs（1*16pcs）38AH/12V,1块80W/17.5V,1张24pcs（2*12pcs）65AH/12V,1块60W/17.5V,2张并联32pcs（2*16pcs）38AH/12V,2块串联80W/35V,2张并联42pcs（3*14pcs）50AH/12V,2块串联100W/35V,2张并联48pcs（3*16pcs）65AH/12V,2块串联120W/35V,2