新農村太陽能路燈設計與安裝要點

夜間照明的需求，正從城市走向農村，路燈使人們告別了“日出而作、日落而息”的生活方式，豐富的夜晚文化生活，已經成為現代人們生活的一部分。蘭州太陽能資源豐富，太陽能路燈以其低碳環保、經濟易行等特點，在我省新農村建議、扶貧開發等重大工程領域得到越來越多的推廣。本文新農村太陽能路燈廠家從太陽能路燈原理入手，介紹了太陽能路燈在設計與安裝過程要重點關注的事項。

1 太陽能(neng)路燈系統原理

太(tai)陽(yang)能路燈由以下(xia)幾(ji)個部分組成：光(guang)源(yuan)、太(tai)陽(yang)電池(chi)組件及(ji)支架、小型太(tai)陽(yang)能控制器、蓄電池(chi)、燈桿幾(ji)部分構成。如果系統(tong)配置的光(guang)源(yuan)負(fu)載(zai)為交流負(fu)載(zai)，還需要配置逆(ni)變器。

1.1 光源

太陽(yang)能路(lu)燈(deng)(deng)(deng)選擇的(de)(de)光(guang)(guang)源種(zhong)(zhong)類，是太陽(yang)能路(lu)燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)重要(yao)指標，普(pu)通太陽(yang)能路(lu)燈(deng)(deng)(deng)常選擇低壓節能燈(deng)(deng)(deng)、低壓鈉燈(deng)(deng)(deng)、無極燈(deng)(deng)(deng)、LED光(guang)(guang)源中(zhong)的(de)(de)一種(zhong)(zhong)，或(huo)者采用兩(liang)種(zhong)(zhong)以上(shang)的(de)(de)混(hun)合光(guang)(guang)源，以滿足(zu)道路(lu)照明亮度和照度的(de)(de)設(she)計規(gui)范要(yao)求。目前使用較多的(de)(de)為(wei)LED燈(deng)(deng)(deng)光(guang)(guang)源，其壽命長，可達100萬小時(shi)，工作電(dian)壓低，不需要(yao)逆變(bian)器，光(guang)(guang)效較高。

1.2 陽電池組件

太(tai)陽電(dian)池(chi)組件將太(tai)陽的(de)輻射能轉換為電(dian)能，通過控制器把電(dian)能在(zai)蓄電(dian)池(chi)中存儲起來(lai)，以(yi)備夜間使(shi)用。目前使(shi)用較多(duo)(duo)的(de)有多(duo)(duo)晶(jing)硅(gui)(gui)太(tai)陽電(dian)池(chi)和單晶(jing)硅(gui)(gui)太(tai)陽電(dian)池(chi)。多(duo)(duo)晶(jing)硅(gui)(gui)太(tai)陽電(dian)池(chi)制作(zuo)工藝相(xiang)對簡單，價格(ge)也相(xiang)對較低，在(zai)太(tai)陽光充(chong)足日照好的(de)中國(guo)東(dong)、西部(bu)地區，采用多(duo)(duo)晶(jing)硅(gui)(gui)太(tai)陽能電(dian)池(chi)較多(duo)(duo)。

1.3 小型太陽能控制器(qi)

控(kong)(kong)(kong)(kong)制器主要實現光(guang)(guang)伏組件(jian)對蓄(xu)電(dian)池的(de)充電(dian)放(fang)電(dian)監控(kong)(kong)(kong)(kong)，能有(you)效避免蓄(xu)電(dian)池過充電(dian)及深放(fang)電(dian)，延(yan)(yan)長蓄(xu)電(dian)池的(de)壽命。同(tong)時(shi)好的(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制器在(zai)溫(wen)差較(jiao)大時(shi)，能夠對蓄(xu)電(dian)池溫(wen)度進行補(bu)償，有(you)效保(bao)障太(tai)陽(yang)能路(lu)燈(deng)系統的(de)正(zheng)常工作。太(tai)陽(yang)能控(kong)(kong)(kong)(kong)制器應(ying)肩負路(lu)燈(deng)控(kong)(kong)(kong)(kong)制功能，具(ju)(ju)有(you)光(guang)(guang)控(kong)(kong)(kong)(kong)、時(shi)控(kong)(kong)(kong)(kong)作用(yong)，完成(cheng)夜間(jian)自動切控(kong)(kong)(kong)(kong)負載，便于(yu)陰(yin)雨天有(you)效延(yan)(yan)長路(lu)燈(deng)工作時(shi)間(jian)。也需(xu)要具(ju)(ju)備(bei)過充保(bao)護、過放(fang)保(bao)護和反接保(bao)護功能，實現較(jiao)高(gao)的(de)性(xing)價(jia)比。

1.4 蓄電池

日照(zhao)(zhao)隨季節的(de)變動較大，太(tai)陽能(neng)光伏(fu)發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)的(de)輸(shu)入電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)波動也較大，而且路燈(deng)工(gong)作的(de)夜間沒有日照(zhao)(zhao)，所以(yi)太(tai)陽能(neng)路燈(deng)需求配置蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)為(wei)(wei)路燈(deng)夜間正(zheng)常(chang)工(gong)作提供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)。鉛酸(suan)蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)、Ni-Cd蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)和Ni-H蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)是(shi)常(chang)用的(de)蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)。蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)容量(liang)應與太(tai)陽電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)容量(liang)、用電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)負載(zai)相(xiang)匹配。通常(chang)簡單(dan)來講，太(tai)陽電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)組件功(gong)率(lv)必(bi)需比負載(zai)功(gong)率(lv)高(gao)出(chu)4倍以(yi)上，系(xi)統(tong)(tong)才(cai)可以(yi)正(zheng)常(chang)工(gong)作。太(tai)陽電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)組件的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓要(yao)超越蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)工(gong)作電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)20%～30%，才(cai)能(neng)保證光伏(fu)組件給蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)正(zheng)常(chang)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。一般蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)容量(liang)比負載(zai)日耗量(liang)要(yao)高(gao)6倍以(yi)上為(wei)(wei)宜。

1.5 燈桿及燈具外殼

燈(deng)(deng)(deng)桿(gan)系(xi)統是把太陽(yang)能路(lu)(lu)燈(deng)(deng)(deng)集(ji)中(zhong)固定的(de)配件，由(you)燈(deng)(deng)(deng)桿(gan)、燈(deng)(deng)(deng)具(ju)外(wai)殼和防(fang)(fang)護（防(fang)(fang)風(feng)和防(fang)(fang)潮）級(ji)別設(she)計(ji)(ji)與安裝(zhuang)組成(cheng)。燈(deng)(deng)(deng)桿(gan)的(de)高(gao)度(du)(du)(du)應(ying)(ying)依據道路(lu)(lu)的(de)寬度(du)(du)(du)、路(lu)(lu)燈(deng)(deng)(deng)的(de)間距(ju)，道路(lu)(lu)中(zhong)對(dui)于(yu)路(lu)(lu)面的(de)照度(du)(du)(du)規范肯定。在燈(deng)(deng)(deng)具(ju)外(wai)殼設(she)計(ji)(ji)中(zhong)，既要(yao)考慮美觀同時(shi)也要(yao)考慮節(jie)能，在美觀和節(jie)能矛(mao)盾(dun)時(shi)，大(da)多(duo)數都選擇節(jie)能燈(deng)(deng)(deng)具(ju)。燈(deng)(deng)(deng)桿(gan)還應(ying)(ying)滿足(zu)防(fang)(fang)風(feng)和接地設(she)計(ji)(ji)要(yao)求，對(dui)于(yu)燈(deng)(deng)(deng)具(ju)則(ze)要(yao)求達到(dao)相應(ying)(ying)的(de)防(fang)(fang)護等級(ji)（IP）設(she)計(ji)(ji)要(yao)求。

2 太陽能路燈設計原則

太陽(yang)能路燈(deng)設計，應該對(dui)照(zhao)明(ming)設計要(yao)求(qiu)和照(zhao)明(ming)工(gong)作要(yao)求(qiu)進(jin)行了解分析，理解其設計要(yao)求(qiu)，掌握安(an)(an)裝(zhuang)地的(de)日照(zhao)、風力等環(huan)境資(zi)源狀況進(jin)行，結合照(zhao)明(ming)安(an)(an)裝(zhuang)的(de)安(an)(an)全進(jin)行分析，首先(xian)設計出合格、合理，滿足使用(yong)者要(yao)求(qiu)的(de)方案，然后進(jin)行實地研究，制(zhi)定出合理的(de)施(shi)工(gong)方案。

2.1 道(dao)路照度與適用范圍

依據(ju)《城市道路照明設(she)計(ji)規(gui)范(fan)》的要(yao)求，以現在(zai)投(tou)入(ru)運用(yong)(yong)的LED路燈為例，技術條件限制，LED功率(lv)偏小，功率(lv)常在(zai)30～80W之間，LED光源(yuan)平(ping)均光效50～80 Lx/w，道路照度較低，很(hen)難(nan)滿足設(she)計(ji)規(gui)范(fan)的要(yao)求。所(suo)以太陽能路燈LED照明方案，僅(jin)僅(jin)適用(yong)(yong)于次干路、支路上(shang)，對于在(zai)主要(yao)道路使用(yong)(yong)應該慎用(yong)(yong)。

2.2 照明時間

太(tai)陽能路燈工(gong)作(zuo)受氣(qi)(qi)候影響較大，遇連(lian)續陰雨(yu)天氣(qi)(qi)，無(wu)光照，太(tai)陽能路燈如果沒有足(zu)夠(gou)的(de)蓄(xu)電池儲備電能將無(wu)法工(gong)作(zuo)。設(she)計(ji)時應根據當(dang)地的(de)氣(qi)(qi)候狀(zhuang)況，能保證連(lian)續工(gong)作(zuo)時間5～7d；在(zai)設(she)計(ji)時還應考慮，合理設(she)計(ji)太(tai)陽能電池板面(mian)積(ji)和(he)輸出功率，讓(rang)其與(yu)蓄(xu)電池的(de)容量相(xiang)匹配。

2.3 防(fang)風、防(fang)雨(yu)、防(fang)雷接地

太陽能路燈(deng)的防(fang)風、防(fang)雨和防(fang)雷(lei)接(jie)地，沒有明確標準，參照相關照明規范執行。LED路燈(deng)的工作電(dian)壓普通為12V或24V，屬(shu)(shu)低(di)電(dian)壓，一般不用做(zuo)電(dian)氣接(jie)地。但(dan)LED路燈(deng)金(jin)屬(shu)(shu)燈(deng)桿應(ying)做(zuo)防(fang)雷(lei)接(jie)地設計，燈(deng)桿接(jie)地電(dian)阻要求(qiu)不大于(yu)10Ω，確保達(da)到(dao)防(fang)雷(lei)安全(quan)要求(qiu)。

3 太陽能路燈安裝

太陽能路燈(deng)安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)，主(zhu)要包括光伏組件的安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)、燈(deng)頭的安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)、燈(deng)桿的穿線、系統連接、燈(deng)桿的安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)、安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)檢驗幾部分(fen)。

安裝組件前(qian) 應根據清單情(qing)況，對每一(yi)套設(she)備(bei)進行(xing)檢查，主要檢查設(she)備(bei)在運輸過程中，是否(fou)有損壞，是否(fou)有碰(peng)撞，是否(fou)有污染，以(yi)及相應的配套工具是否(fou)齊全。

光伏組件的(de)(de)安(an)(an)裝需要根(gen)據當地的(de)(de)風力情況，確定(ding)(ding)組件的(de)(de)安(an)(an)裝方(fang)式，根(gen)據組件的(de)(de)參(can)數，確定(ding)(ding)組件支(zhi)(zhi)架(jia)的(de)(de)材質(zhi)和尺(chi)寸。60瓦的(de)(de)光伏組件尺(chi)寸為700mm×520mm×30mm的(de)(de)單晶硅組件，重(zhong)5.0kg，需要先(xian)把組件放(fang)置于預制(zhi)好的(de)(de)槽狀(zhuang)結構(gou)中(zhong)，然后，把組件與(yu)預制(zhi)好的(de)(de)槽采用螺(luo)絲(si)固定(ding)(ding)安(an)(an)裝，總共需要六對17mm的(de)(de)螺(luo)絲(si)。組件在支(zhi)(zhi)架(jia)上的(de)(de)安(an)(an)裝位置和排(pai)列(lie)方(fang)式應符(fu)合施工設(she)計規定(ding)(ding)，組件固定(ding)(ding)面與(yu)支(zhi)(zhi)架(jia)表面不相(xiang)吻合時應用鐵墊片墊平。

蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)，安(an)裝(zhuang)(zhuang)前應(ying)逐個(ge)測量(liang)蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的電(dian)(dian)(dian)壓是(shi)否符(fu)合產品(pin)要求(qiu)，安(an)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)戶外的密(mi)封蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)應(ying)加裝(zhuang)(zhuang)蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)箱(xiang)(xiang)，并應(ying)符(fu)合下面要求(qiu)，電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)箱(xiang)(xiang)體(ti)(ti)應(ying)能防雨水流入和蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)在(zai)寒冷(leng)季節的防凍，蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)與(yu)箱(xiang)(xiang)體(ti)(ti)四(si)周及上方應(ying)留有(you)間隙，間隙不應(ying)小于金屬(shu)箱(xiang)(xiang)體(ti)(ti)的饋電(dian)(dian)(dian)線出口(kou)處應(ying)加絕緣套管(guan)。整個(ge)安(an)裝(zhuang)(zhuang)過程，蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)不得倒(dao)置(zhi)放(fang)置(zhi)，嚴禁把蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的正(zheng)負極連接一起。

控制器一般安裝于路燈(deng)燈(deng)桿，且需要(yao)做好防水保護。

當路(lu)燈燈桿穿線完(wan)成(cheng)后(hou)，應(ying)首先檢測整個系統是否正(zheng)常(chang)工(gong)(gong)作，如(ru)果是光(guang)控控制器(qi)，需要用(yong)不透明(ming)布遮擋(dang)光(guang)伏組件，檢測路(lu)燈是否亮，如(ru)果亮，說明(ming)系統工(gong)(gong)作正(zheng)常(chang)。