前言：隨著世界能源危機(jī)的加劇，各國都在尋求解決能源危機(jī)的辦法，一條道路是尋求新能源和可再生能源的利用；另一條是尋求新的節(jié)能技術(shù)，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。

　　太陽能是地球上最直接最普遍也是最清潔的能源，太陽能作為一種巨量可再生能源，每天達(dá)到地球表面的輻射能大約等于２．５億萬桶石油，可以說是取之不盡、用之不竭。ｌｅｄ的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，所以發(fā)光效率高，一般人都認(rèn)為，節(jié)能燈可節(jié)能４／５是偉大的創(chuàng)舉，但ｌｅｄ比節(jié)能燈還要節(jié)能１／４，這是固體光源更偉大的改革。

　　太陽能ｌｅｄ照明集成了太陽能與ｌｅｄ的優(yōu)點(diǎn)。

　�。�、系統(tǒng)介紹

　�。保薄∠到y(tǒng)基本組成簡介

　　系統(tǒng)由太陽能電池組件部分（包括支架）、ｌｅｄ燈頭、控制箱（內(nèi)有控制器、蓄電池）和燈桿幾部分構(gòu)成；太陽能電池板光效達(dá)到１２７ｗｐ／ｍ２，效率較高，對系統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)非常有利；燈頭部分以１ｗ白光ｌｅｄ和１ｗ黃光ｌｅｄ集成于印刷電路板上排列為一定間距的點(diǎn)陣作為平面發(fā)光源。

　　控制箱箱體以不銹鋼為材質(zhì)，美觀耐用；控制箱內(nèi)放置免維護(hù)鉛酸蓄電池和充放電控制器。本系統(tǒng)選用閥控密封式鉛酸蓄電池，由于其維護(hù)很少，故又被稱為“免維護(hù)電池”，有利于系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用的降低；充放電控制器在設(shè)計(jì)上兼顧了功能齊備（具備光控、時(shí)控、過充保護(hù)、過放保護(hù)和反接保護(hù)等）與成本控制，實(shí)現(xiàn)很高的性價(jià)比。

　�。保病」ぷ髟斫榻B

　　系統(tǒng)工作原理簡單，利用光生伏特效應(yīng)原理制成的太陽能電池白天太陽能電池板接收太陽輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出，經(jīng)過充放電控制器儲存在蓄電池中，夜晚當(dāng)照度逐漸降低至１０ｌｕｘ左右、太陽能電池板開路電壓４．５ｖ左右，充放電控制器偵測到這一電壓值后動作，蓄電池對燈頭放電。蓄電池放電８．５小時(shí)后，充放電控制器動作，蓄電池放電結(jié)束。充放電控制器的主要作用是保護(hù)蓄電池。

　�。病⑾到y(tǒng)設(shè)計(jì)思想

　　太陽能路燈的設(shè)計(jì)與一般的太陽能照明相比，基本原理相同，但是需要考慮的環(huán)節(jié)更多。下面將以香港真明麗集團(tuán)有限公司的這款太陽能ｌｅｄ大功率路燈為例，分幾個(gè)方面做分析。

　�。玻薄√柲茈姵亟M件選型

　　設(shè)計(jì)要求：廣州地區(qū)，負(fù)載輸入電壓２４ｖ功耗３４．５ｗ，每天工作時(shí)數(shù)８．５ｈ，保證連續(xù)陰雨天數(shù)７天。

　�、拧V州地區(qū)近二十年年均輻射量１０７．７ｋｃａｌ／ｃｍ２，經(jīng)簡單計(jì)算廣州地區(qū)峰值日照時(shí)數(shù)約為３．４２４ｈ；

　　⑵　負(fù)載日耗電量�。健。健。保玻玻幔�

　�、恰∷杼柲芙M件的總充電電流＝�。保埃怠粒保玻病痢拢ǎ常矗玻础粒埃福担剑担梗�

　　在這里，兩個(gè)連續(xù)陰雨天數(shù)之間的設(shè)計(jì)最短天數(shù)為２０天，１．０５為太陽能電池組件系統(tǒng)綜合損失系數(shù)，０．８５為蓄電池充電效率。

　　⑷　太陽能組件的最少總功率數(shù)�。健。保罚病粒担埂。健。保埃玻�

　　選用峰值輸出功率１１０ｗｐ、單塊５５ｗｐ的標(biāo)準(zhǔn)電池組件，應(yīng)該可以保證路燈系統(tǒng)在一年大多數(shù)情況下的正常運(yùn)行。

　�。玻病⌒铍姵剡x型

　　蓄電池設(shè)計(jì)容量計(jì)算相比于太陽能組件的峰瓦數(shù)要簡單。

　　根據(jù)上面的計(jì)算知道，負(fù)載日耗電量１２．２ａｈ。在蓄電池充滿情況下，可以連續(xù)工作７個(gè)陰雨天，再加上第一個(gè)晚上的工作，蓄電池容量：

　　１２．２×（７＋１）�。健。梗罚丁。ǎ幔瑁�，選用２臺１２ｖ１００ａｈ的蓄電池就可以滿足要求了。

　�。玻场√柲茈姵亟M件支架

　�。玻常薄A角設(shè)計(jì)

　　為了讓太陽能電池組件在一年中接收到的太陽輻射能盡可能的多，我們要為太陽能電池組件選擇一個(gè)最佳傾角。

　　關(guān)于太陽能電池組件最佳傾角問題的探討，近年來在一些學(xué)術(shù)刊物上出現(xiàn)得不少。本次路燈使用地區(qū)為廣州地區(qū)，依據(jù)本次設(shè)計(jì)參考相關(guān)文獻(xiàn)中的資料［１］，選定太陽能電池組件支架傾角為１６ｏ。

　�。玻常病】癸L(fēng)設(shè)計(jì)

　　在太陽能路燈系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)上一個(gè)需要非常重視的問題就是抗風(fēng)設(shè)計(jì)�？癸L(fēng)設(shè)計(jì)主要分為兩大塊，一為電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，二為燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。下面按以上兩塊分別做分析。

　�、拧√柲茈姵亟M件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)

　　依據(jù)電池組件廠家的技術(shù)參數(shù)資料，太陽能電池組件可以承受的迎風(fēng)壓強(qiáng)為２７００ｐａ。若抗風(fēng)系數(shù)選定為２７ｍ／ｓ（相當(dāng)于十級臺風(fēng)），根據(jù)非粘性流體力學(xué)，電池組件承受的風(fēng)壓只有３６５ｐａ。所以，組件本身是完全可以承受２７ｍ／ｓ的風(fēng)速而不至于損壞的。所以，設(shè)計(jì)中關(guān)鍵要考慮的是電池組件支架與燈桿的連接。

　　在本套路燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中電池組件支架與燈桿的連接設(shè)計(jì)使用螺栓桿固定連接。

　�、啤÷窡魺魲U的抗風(fēng)設(shè)計(jì)

　　路燈的參數(shù)如下：

　　電池板傾角ａ