131 1300 0010
太陽能路燈由太陽能電池板(包括支架)、燈頭、控制箱(內有控制器、蓄電池等)和燈桿、基礎等幾部分構成。太陽能路燈一般各自成供電系統，不與常規路燈供電網絡連接。太陽能路燈系統主要有12V與24V兩種。
一太陽能電池選擇
l.類型
太陽能電池將太陽能轉換為電能。較實用的有單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池等三種。
1) 單晶硅太陽能電池性能參數比較穩定．適合在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區使用；
2) 多晶硅太陽能電池生產工藝相對簡單，價格比單晶硅低．適合在太陽光充足、日照好的東西部地區使用；
3）非晶硅太陽能電池對太陽光照條件要求比較低，適合在室外陽光不足的地區使用。
2．工作電壓
太陽能電池的工作電壓約為蓄電池電壓的l.5倍，才能保證給蓄電池正常充電。如給6v蓄電池充電需要用8～9V
太陽能電池,給12V蓄電池充電需要用15～18V太陽能電池。給24V蓄電池充電需用33～36V太陽能電池。
3.輸出功率Wp
太陽能電池的單位面積輸出功率約127Wp／m2。
太陽能電池一般由多個太陽能單元電池串聯組成，其容量取決于照明光源、線路傳輸部件所消耗的總
功率以及當地太陽能輻射能量。太陽能電池組輸出功率宜為光源功率的3～5倍以上：光照豐富、開燈時
短地區為(3～4)倍以上，反之為(4～5)倍以上。
4平均峰值日照時數 h
太陽能電池輸出功率Wp即是標準太陽光照條件下，歐洲委員會定義的10l標準，輻射強度1000W/m2,
大氣質量AM1.5，電池溫度252C條件下，太陽能電池的輸出功功率。不同的時間，不同的地點，同樣一塊太陽能電池的輸出功率是不同的。所謂標準條件，接近平時晴天中午前后的太陽光照條件。
表——1 我國不同地區天陽光照條件
| 區域劃分 | 豐富地區 | 比較豐富地區 | 可以利用地區 | 貧乏地區 |
| 年總輻射量（KJ/cm2.年） | ≥580 | 500～580 | 420～500 | ≤420 |
| 地域 | 內蒙西部、甘肅西部、新疆南部、青藏高原 | 新疆北部、東北、內蒙東部、華北、陜北、寧夏、甘肅部分、青藏高原東側、海南、臺灣 | 東北北端、內蒙呼盟、長江下游、福建、廣東、廣西、貴州部分、云南、河南、陜西 | 重慶、四川、貴州、廣西、江西部分地區 |
| 連續陰雨天數 | 2 | 3 | 7 | 5 |
| 特征 |
年日照≥3000h 百分率≥0.75 |
年日照2400～3000h 百分率0.6 0.7 |
年日照1600 ～2400h 百分率0.6～ 0.4 |
年日照≤1600h 百分率≤0.4 |
表——2 年總輻射量與日平均峰值日照時數對應表
| 年輻射總量（KJ/cm2.年） | 420 | 460 | 500 | 540 | 580 | 620 | 660 | 700 | 740 |
| 平均峰值日照時數（h） | 3.19 | 3.50 | 3.82 | 4.14 | 4.46 | 4.78 | 5.10 | 5.42 | 5.72 |
5．太陽能池組選擇和安裝
路燈桿一般在5m以上，重心較高．大部分太陽電池板都是懸掛式，為增強整套設備的抗風力，一般
選擇多塊太陽電池板組成所需要的組件功率。
表——3 我國主要城市年平均日照時間及最佳安裝傾角
| 城市 | 緯度 | 最佳傾角（0） | 年平均日照時間（h） | 城市 | 緯度 | 最佳傾角（0） | 年平均日照時間（h） |
| 哈爾濱 | 45.68 | +3 | 4.4 | 杭州 | 30.23 | +3 | 3.42 |
| 長春 | 43.90 | +1 | 4.8 | 南昌 | 28.67 | +2 | 3.81 |
| 沈陽 | 41.77 | +1 | 4.6 | 福州 | 26.08 | +4 | 3.46 |
| 北京 | 39.8 | +4 | 5 | 濟南 | 36.68 | +6 | 4.44 |
| 天津 | 39.10 | +5 | 4.65 | 鄭州 | 34.72 | +7 | 4.04 |
| 呼和浩特 | 40.78 | +3 | 5.6 | 武漢 | 30.63 | +7 | 3.80 |
| 太原 | 37.78 | +5 | 4.8 | 長沙 | 28.20 | +6 | 3.22 |
| 烏魯木齊 | 43.78 | +12 | 4.6 | 廣州 | 23.13 | -7 | 3.52 |
| 西寧 | 36.75 | +1 | 5.5 | ?？?/td> | 20.03 | +12 | 3.75 |
| 蘭州 | 36.05 | +8 | 4.4 | 南寧 | 22.82 | +5 | 3.54 |
| 銀川 | 38.48 | +2 | 5.5 | 成都 | 30.67 | +2 | 2.87 |
| 西安 | 34.30 | +14 | 3.6 | 貴陽 | 26.58 | +8 | 2.84 |
| 上海 | 31.17 | +3 | 3.8 | 昆明 | 25.02 | -8 | 4.26 |
| 南京 | 32.00 | +5 | 3.94 | 拉薩 | 29.70 | -8 | 6.7 |
| 合肥 | 31.85 | +9 | 3.69 |
二．蓄電池選擇
蓄電池在有光照太陽能電池板所發出的電能儲存起來，到夜晚需要照明的時候再釋放出來。
有廠家開發出不用蓄電池的太陽能路燈系統；太陽能電池組與電網并聯．由控制電路進行切換．投資
少，運行和維修費用省，能耗少，系統運行穩定。適用于近市網的路燈．庭院燈．廣告燈箱等。
重點討論有蓄電池的太陽能路燈系統．
1． 類型選擇
1）鉛酸(CS)蓄電池：適于低溫高倍率放電，比能量偏低，目前大部分太陽能路燈采用。密封免維護，
價格低。注意防止鉛酸污染，應逐步淘汰。
2）鎳鎘(Ni-Cd)蓄電池：放電倍率高、低溫性能好，循環壽命長，小型系統采用。注意防止鎘污染。
3）鎳氫(Ni-H)蓄電池：高倍率放電，低溫性能好，價格便宜，無污染，為綠色環保電池。小型系統采
用。要大力提倡．
目前廣泛采用的有鉛酸免維護蓄電池，普通鉛酸蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池三種。
2．容量選擇
蓄電池容量過小，不能滿足夜晚照明的需要；容量過大，蓄電池始終處在虧電狀態，影響蓄電池壽命，
也造成浪費。蓄電池容量(Ah)與負載容量（Ah）之比宜在3～6倍以上：連續陰雨天數較少地區約為3～4倍以上
，連續陰雨天教較多地區約為5～6倍以上。
3．蓄電池聯結
并聯連接時．要考慮各單體電池間的不平衡影響。并聯組數不宜超過4組。注意蓄電池防盜。
三．控制器
太陽能路燈的運行由控制器來控制?？刂破鞔蠖紝崿F了智能控制．控制器應具有以下功能：
1．路燈控制
光控、時控、溫控等功能供選擇。具有調光(或半夜燈)功能．
2．蓄電池管理
對蓄電池充放電條件加以限制，延長其使用壽命：
1) 防反充電控制：
2) 防過充電控制：
3) 防過放電控制；
4) 溫度補償。
3．自動保護
太陽電池反接保護、蓄電池反接保護、蓄電池開路保護、夜間防反充保護、輸出短路保護等。
4．數碼顯示
顯示太陽能路燈主要參教：蓄電池電壓、太陽電池光伏電壓等。
5．控制器電壓
控制器電壓=蓄電池電壓。
四.太陽能電池傾角設計
太陽能電池傾角是指太陽能電池板平面與水平地面的夾角。
太陽能電池組件傾角(指太陽電池板平面與地平面夾角)在技術界多有探討。傾斜角度按所在地理位
置(緯度等)確定；將太陽能電池板正面正對太陽(或正南稍偏西)，傾角與當地緯度一致既可．如條件允許·
太陽能電池板的傾角可隨季節變化做出相應調整。
我國主要城市的太陽能電池安裝傾角參照“表——3”。
五．太陽能路燈抗風設計
1太陽能電池組件抗風設計
根據最大風力的大小進行太陽能路燈抗風設計：
表——4 風力和風速對應關系
| 名稱 | 最大風速（m/s） | 風力（級） | 名稱 | 最大風速（m/s） | 風力（級） |
| 熱帶低壓（TD） | 10.8 ～17.1 | 6～7(底層中心) | 臺風（TY） | 32.7 ～ 41.4 | 12 ～13 |
| 熱帶風暴（TS） | 2 ～24.4 | 8～9 | 強臺風（STY） | 41.5 ～ 50.9 | 14 ～15 |
| 強熱帶風暴（STS） | 24.5 ～ 32.6 | 10 ～11 | 超強臺風（Super TY） | ＞51.0 | ≥16 |
注：摘自“GB/T 19201-2006”．
、我南方沿海臺風偏多，太陽能路燈燈桿至少應能抗12級臺風，北方多數地區應能抗10級大風。
2．路燈燈桿的抗風設計
1) 太陽能組件：廠家應保證能承受當地的風速而不至于損壞，重點是電池組件支架與燈桿的連接。
2) 燈桿和基礎；路燈燈桿和基礎的抗風設計與電池板高度、面積、傾角及燈桿結構、當地最大風速等
有關，應由燈桿廠家或結構專業進行計算和設計，保證最大風速時太陽能路燈燈桿的穩定性。
六．太陽能照明主要光源和應用
光源與太陽能系統有兩種形式：
1) 太陽能立供電的HID燈電子鎮流器(或稱觸發器，下同。)：直接由蓄電池供電．實際上是DC／AC高額變換器．因此．太陽能路燈照明系統一般無需另加DC／AC逆變器，減少了電路損耗。此形式適合新建太陽能路燈工程。
2) 配傳統HID燈電子鎮流器：接于AC220市電電源．其電子鎮流器本質上是AC／DC／AC高頻變換器。如與太陽能系統連接，需在蓄電池與HID燈電子鎮流器間增加DC／AC小功率逆變器。此形式適合路燈改造。
3) 應用；太陽能LED燈、HID燈、無極燈路燈功率多在70W以下．個別在lOOW以上．一般用在支路和人行道照明。小功率太陽能LED燈、節能燈用在草坪、景觀照明。
七．防雷和接地
l.屬安全電壓
太陽能路燈一般使用DCl2V或DC24V．屬安全電壓，不做電氣保護接地．
2.防雷接地
1) 不可用路燈、太陽能電池板作為接閃器；
2) 用金屬燈柱兼作接閃器和引下線：
3) 路燈基礎鋼筋籠在-0.50m以下其鋼筋表面積太于0.37m2時，可作為防雷接地體。否則應增加人工接地極，接地電阻≤10歐．必要時將接地體連接。接地做法同一般路燈
4) 在路燈控制器內設置TVS(瞬態電壓抑制)防雷保護．
太陽能路燈設計舉例
倒：鄭州市某道路人行道擬安裝LED太陽能路燈．燈高5，路燈輸入電壓24V，功率70W，每天工作8.5h．
保證連續陰雨天數7天提供照明。試進行LED太陽能路燈設計．
1太陽能電池選擇
1) 鄭州市年平均日照時間：查“表——3”：4.04h。
2) 路燈日耗電：
(70/24)*8 5=24.79(Ah)
3) 蓄電池組總充電電流：
(24．79*1 05)／(4．04*0 85)=7.58(A）
l.05為太陽能電池組件系統綜合損失系數，O．85為蓄電池充電效率．
4) 太陽能電池組總功率t
7.58*34．8=263.78(W)
選擇2塊Pm=135W太陽能電池板并聯．最佳工作電壓34.8v．最佳工作電流3.88A．組件尺寸800*1580*50
(mm)。
2．蓄電池選擇
蓄電池容量: 7.58*(7+1)=60.64(Ah)
選擇24V一70Ah的免維護鉛酸蓄電池。
3．控制器
選擇智能型控制器．根據鄭州市路燈系統要求調整控制器參數，井對路燈蓄電池等進行保護
4．太陽能電池傾角
青“表——3”，鄭州市太陽能電池傾角：
34．720+70=4I.720
太陽能電池組方向正南稍偏西，與地平線傾角41.720
5.燈柱抗風設計
盡量采用太陽能路燈成套產品,由廠家提供合格配套抗風燈柱實物和基礎圖紙?；蛴山Y構專業技術人員根據本地氣候條件對燈桿和基礎抗風進行設計或驗證。
