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光电互补LED 路灯控制器介绍

时间: 2021-11-24

  天气变冷 加热器成为商场小家电热销的主角控制太阳能电池板对蓄电池组充放电,实时检测蓄电池容量,并用方式对负载供电。同时阐述了太阳能采用技术,既能提高可靠性,又能降低成本,是目前解决太阳能照明的最佳选择,并根据LED路灯负载计算了蓄电池容量和太阳能电池板容量的匹配关系。

  光电互补LED 路灯照明系统就是以太阳能电池发电为主,以普通220V交流电补充电能为辅的路灯照明系统,采用此系统,光伏电池组和蓄电池容量可以设计得小一些,基本上是当天白天有阳光,当天就用太阳能发电同时给蓄电池充电,到天黑时蓄电池放电把负载LED 点亮。在我国大部分地区,全年基本上都有三分之二以上的晴朗天气,这样该系统全年就有三分之二以上的时间用太阳能照亮路灯,剩余时间用市电补充能量,既减小了太阳能光伏照明系统的一次性投资,又有着显着的节能减排效果,是太阳能LED路灯照明在现阶段推广和普及的有效方法。

  假设光电互补LED 路灯灯杆高度为10m,光照光通量大约25 lm,选用1W、3.3V、350mA 的LED 灯组成两路路灯,每一路14 串2 并共28W,两路为56W。设路灯每天平均照明10 小时,LED 路灯前5 小时全亮,后5 小时亮度减半,即电池消耗减少一半。

  太阳能路灯用蓄电池由于频繁处于充电、放电循环中,而且会经常发生过充或深度放电等情况,因此蓄电池工作性能和循环寿命成为最受关注的问题。阀控式密闭型铅酸电池具有不需要维护、不向空气中排出氢气和酸雾、安全性好、价格低等优点,因而被广泛应用。蓄电池过充电、过放电以及蓄电池环境温度等都是影响蓄电池寿命的重要因素,所以在控制器中要重点采取保护措施。

  在光电互补路灯系统中,是靠太阳能和市电互补对LED 路灯进行供电的。由于太阳光随天气变化差别很大,白天太阳光强时,太阳能电池板给蓄电池充电;晚上蓄电池给负载供电。阴天时,负载用电从蓄电池取得,当蓄电池放电电压降到最低允许限度时,自动转为市电补给。蓄电池的容量对保证可靠性供电很重要,电池容量过大导致成本价格升高,容量过小,又不能充分利用太阳能达到节能的目的。

  式(1)中A 为安全系数,取1.1~1.4 之间,本式为A=1.2;QL 为负载日平均耗电量,为工作电流乘以日工作小时,QL=10.5Ah;NL 为最长连续阴雨天数,由于采用光电互补,故可以取NL=1 天;T0 为温度修正系数,一般在0℃以上为1.1,- 10℃以下取1.2,本式取T0=1.1;CC 为蓄电池放电深度,一般铅酸电池取0.75,碱性镍镉蓄电池取0.8,本式中CC =0.75。

  太阳能电池组件以一定数目串联起来,可获得所需要的工作电压。但是太阳能电池的串联必须适当,串联数太少,串联电压低于蓄电池浮充电压,太阳能电池组方阵就不能对蓄电池充电;若串联数太多,使输出电压远高于浮充电压时,充电电流也不会有明显增加。因此,只有当太阳能电池组件串联电压等于合适充电电压时,才能达到最佳状态。

  太阳能电池组的输出电压一般取蓄电池电压的1.2~1.5 倍,当取1.35 倍时,蓄电池电压为48V×1.35=64.8V,此处取65V。

  实际可采用4 块36V 48W 太阳能电池板,共192W,分两组,每组2 块串联,电压为72V。

  光电互补LED 路灯控制系统结构框图如图1所示,本系统中关键部件是控制器,控制器的功能主要有:

  (1)白天对太阳能电池板的电压和电流进行检测,通过MPPT 算法追踪太阳能电池板最大输出功率点,使太阳能电池板以最大输出功率给蓄电池充电,并控制太阳能电池对蓄电池进行充电的方式;(2)控制光电互补自动转换,晚上控制蓄电池放电,驱动LED 负载照明;当在太阳光照不足或阴雨天气,蓄电池放电电压达最低电压时,能自动切换到市电供LED 路灯点亮;(3)对蓄电池实行过放电保护、过充电保护、短路保护、反接保护和极性保护;(4)控制LED 灯的开关,通过对外环境监测,可以控制LED 灯开灯、关灯时间。www.012jc.cn