太阳能路灯工作原理说明：白天太阳能路灯在智能控制器的控制下，太阳能电池板经过太阳光的照射，吸收太阳能光并转换成电能，白天太阳电池组件向蓄电池组充电，晚上蓄电池组提供电力给LED灯光源供电，实现照明功能。直流控制器能确保蓄电池组不因过充或过放而被损坏，同时具备光控、时控、温度补偿及防雷、反极性保护等功能。

篇二 : 太阳能路灯介绍及工作原理

太阳能路灯

太阳能路灯概述

太阳能路灯以太阳光为能源，白天充电晚上使用，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，无需人工操作工作稳定可靠，节省电费免维护。[www.t262.com)

一、 系统组成

系统由太阳能电池组件部分(包括支架)、LED灯头、控制箱 (内有控制器、蓄电池)和灯杆几部分构成; 太阳能电池板光效达到127Wp/m2，效率较高，对系统的抗风设计非常有利;灯头部分以1W白光LED和1W黄光LED集成于印刷电路板上排列为一定间距的点阵作为平面发光源。

控制箱箱体以不锈钢为材质，美观耐用;控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低;充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备(具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等)与成本控制，实现很高的性价比。

1、 工作原理

系统工作原理简单，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天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，夜晚当照度逐渐降低至10lux左右、长沙光合太阳能电池板开路电压

4.5V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8.5小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。

2、 蓄电池选型

太阳能供电系统中，蓄电池的性能好坏直接影响系统的综合成本及运行好坏和使用寿命，本方案中选用我公司与中国科学院金属研究所联合研制的最新成果储能型胶体蓄电池，与普通的铅酸电池相比，它在设计上和制造工艺上有以下突出特点：

使用寿命超长，正常情况下使用寿命为五到十年。

采用适合的正负极合金配方及活性物质配比，使电池更加适合储能电池循环充、放电的使用特点。

太阳能路灯原理图 太阳能路灯介绍及工作原理

胶体电解液的设计，有效的抑制活性物质的脱锈和极板的硫酸盐化现象，从而延缓了电池在使用过程中的性能衰降。大大改善了电池的深充放循环寿命。

选用笫四代照明产品LED光源 。

LED光源优势

? 发光效率高，耗电量小，使用寿命长，工作温度低。

? 安全可靠性强。

? 反应速度快，单元体积小，绿色环保。

? 同亮度下，耗电是白炽灯的十分之一，荧光灯的三分之一，而寿命却是白炽灯的50倍，荧光灯的20倍，是继白炽灯、荧光灯、气体放电灯之后的第四代照明产品。

? 单颗大功率超亮度LED的问世，是LED应用领域跨至高效率照明光源市场成为可能，将是人类继爱迪生发明白炽灯后最伟大的发明之一。

3、 电池组件支架

1) 倾角设计

为了让太阳能电池组件在一年中接收到的太阳辐射能尽可能的多，我们要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。

关于太阳能电池组件最佳倾角问题的探讨，近年来在一些学术刊物上出现得不少。本次路灯使用地区为西区采油厂，依据本次设计参考相关文献中的资料[1]，选定太阳能电池组件支架倾角为16o。

2)抗风设计

在太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。⑴ 太阳能电池组件支架的抗风设计

依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s(相当于十级台风)，根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有365Pa。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。

4、 控制器

太阳能充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。基本功能必须具备过充保护、过放保护、光控、时控与防反接等。

蓄电池防过充、过放保护电压一般参数如表

1)当蓄电池电压达到设定值后就改变电路的状态。

在选用器件上，目前有采用单片机的，也有采用比较器的，方案较多，各有特点和优点，应该根据客户群的需求特点选定相应的方案，在此不一一详述。

太阳能路灯原理图 太阳能路灯介绍及工作原理

2)表面处理

该系列产品采用静电涂装新技术，以FP专业建材涂料为主，可以满足客户对产品表面色彩及环境协调一致的要求，同时产品自洁性高、抗蚀性强，耐老化，适用于任何气候环境。[www.t262.com)加工工艺设计为热浸锌的基础上涂装，使产品性能大大提高，达到了最严格的AAMA2605.2005的要求，其它指标均已达到或超过GB的相关要求。

二、 操作说明

本方案太阳能路灯采用一体化，全自动无人值守技术，便于客户管理操作

三、 安装说明

1、 地基浇注

1) 确定立灯位置;勘察地质情况，如果地表1 m2 皆是松软土质，那么开挖深

度应加深;同时要确认开挖位置以下没有其他设施(如电缆、管道等)，要求路灯顶部没有长时间遮阳物体，否则要适当更换位置。

2) 在立灯具的位置预留(开挖)符合标准的1米3坑;进行予埋件定位浇筑。

预埋件放置在方坑正中，PVC穿线管一端放在预埋件正中间、另端放在蓄电池储存处(如上图所示)。注意保持预埋件、地基与原地面在同一水平面上(或螺杆顶端与原地面在同一水平面上，根据场地需要而定)，有一边要与道路平行;这样方可保证灯杆竖立后端正而不偏斜。然后以C20混凝土浇筑固定，浇筑过程中要不停用震动棒震动，保证整体的密实性，牢固性。

3) 施工完毕，及时清理定位板上残留泥渣，并以废油清洗螺栓上杂质。

混泥土凝固过程中，要定时浇水养护;待混凝土完全凝固(一般72小时以上)，才能进行吊灯安装。

2、 太阳能电池组件安装

1) 电池组件的输出正负极在连接到控制器前须采取措施避免短接;

2) 太阳电池组件与支架连接时要牢固可靠;

3) 组件的输出线应避免裸露，并用扎带扎牢;

4) 电池组件的朝向要朝正南，以指南针指向为准。

3、 蓄电池安装

1) 蓄电池置于控制箱内时须轻拿轻放，防止砸坏控制箱;

蓄电池之间的连接线必须用螺栓压在蓄电池的接线柱上并使用铜垫片以增强导

太阳能路灯原理图 太阳能路灯介绍及工作原理

电性;

2) 输出线连接在蓄电池后在任何情况下禁止短接，避免损坏蓄电池;

蓄电池的输出线与电线杆内的控制器相联时必须通过PVC穿线管;

3) 上述完成后，检查控制器端的接线，防止短路。[www.t262.com)正常后关好控制箱的门。 具体安装示意图见附表：

4、 灯具安装

1) 进行各部位组件固定：太阳板固定在太阳板支架上，灯头固定到挑臂上，然

后将支架与挑臂固定到主杆，并将连接线穿引到控制箱(电池箱)。

灯杆起吊之前，先检查各部位紧固件是否牢固，灯头安装是否端正，光源工作是否正常。然后在简易调试系统工作是否正常;松开控制器上太阳板连接线，光源工作;接上太阳板连接线，灯熄;同时仔细观察控制器上各指示灯的变化;一切属于正常，方可起吊安装。

2) 主灯杆起吊时，注意安全防范;螺丝绝对紧固好，如组件朝阳角度有所偏差，

需要上去端调整其朝阳方向完全朝正南。

3) 将蓄电池放进电池箱，按照技术要求将连接线连接到控制器;先接蓄电池，

再接负载，然后接太阳板;接线操作时一定要注意各路接线与控制器上标明的接线端子不能接错，正负两极性不能碰撞，不能接反;否则控制器将被损坏。

4) 调试系统工作是否正常;松开控制器上太阳板连接线，灯亮;接上太阳板连

接线，灯熄;同时仔细观察控制器上各指示灯的变化;一切属于正常，方可封好控制箱。

四、 注意事项

西安迈尔新能源有限公司负责为用户提供太阳能路灯的安装技术服务和咨询。如果用户自行在地面安装灯具，注意事项如下：

1) 太阳能路灯以太阳辐射为能源，照射在光电池组件上的阳光是否充裕直接影

响灯具的照明效果，因此在选择灯具的安装位置时，电池组件在任何时间段都能够照射到阳光，且无树叶等遮挡物。

2) 穿线时一定要注意导线勿夹在灯杆的连接处。导线的连接处应该连接牢固，

且用PVC胶带缠绕。

3) 使用时，为保证美观和电池组件能更好的接收太阳辐射，请您每半年清洁一

次电池组件上的灰尘，但切勿用水自下而上的冲洗。

与本产品有关的任何问题，请您直接与我公司电话联系。

太阳能路灯原理图 太阳能路灯介绍及工作原理

五、

西安迈尔新能源有限公司自主研发生产太阳能LED路灯、太阳能风能互补路灯。(www.t262.com]在设计--研发--生产太阳能LED路灯方面突破了太阳能路灯常见的三大问题(功率高，LED光衰快，无功耗输出多)等严重影响路灯造价与效率的问题。大大减少了成本，增长了使用寿命。更久远的售后服务与质保使太阳能路灯的推广工作，节约能源事业进一步发展。

太阳能路灯的组成，分析了各部分的工作原理、工作特点，分析LED太阳能路灯使用环境及相关技术要求。

一、前言

随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓无处不在，太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的安全、环保新能源越来越受重视。同时，也随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的双重优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。笔者就太阳能路灯设计的一点体会供同行参考。

二、太阳能路灯的组成

太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳。如输出电源为交流220V或110V，还要配置逆变器。

1、太阳能电池板：

太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的东西部地区，采用多晶硅太阳能电池为好，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区，采用单晶硅太阳能电池为好，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好，因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。

2、太阳能控制器

无论太阳能灯具大小，一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命，必须对它的充电放电条件加以限制，防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时太阳能控制器应兼有路灯控制功能，具有光控、时控功能，并应具有夜间自动切控负载功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。

3、蓄电池

由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，蓄电池过大，一方面蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷(路灯)相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上，系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20~30%，才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日耗量高6倍以上为宜。

4、光源

太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标，一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、DLED光源。

(1)低压节能灯：功率小，光效较高，但使用寿命2000小时，电压低灯管发黑，一般适合太阳能草坪灯、庭院灯。

(2)低压钠灯：低压钠灯光效高(可达200Lm/w)，但需逆变器，低压钠灯价格贵，整个系统造高，采用较少。

(3)无极灯：功率小，光效较高。该灯在220V(纯正弦波，频率50赫兹)普通市电条件下使用，寿命可以达到5万小时，在太阳能灯具上使用寿命大大减少和普通节能灯差不多(因为太阳能灯具都是方波逆变器，太阳能电源220V输出频率、项位、电压都是不能和普通市电相比的)。

(4)LED：LED灯光源，寿命长，可达1000000小时，工作电压低，不需要逆变器，光效较高，国产50 Lm/w，进口80 Lm/w。随着技术进步，LED的性能将进一步提高。笔者认为LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。

5、灯杆及灯具外壳

灯杆的高度应根据道路的宽度、灯具的间距，道路的照度标准确定。灯具外壳根据我们收集了许多国外太阳灯资料，在美观和节能之间，大多数都选择节能，灯具外观要求不高，相对实用就行。

三、太阳能路灯设计体会

1、道路照度与适用范围

根据《城市道路照明设计标准》的规定：快速路平均照度20lx，均匀度0.4，主干路平均照度15lx，均匀度0.35，次干路平均照度8lx，均匀度0.35，支路平均照度5lx，均匀度0.3。现投入使用的LED路灯，由于技术条件，LED功率偏小30~100w，光效50~80lx/w，道路照度较低，笔者做过测试，杆高8.5米，间距30米，光源2×50wLED灯，灯下照度19lx，两灯之间11lx，最暗处3.5lx。

以上数把为新安装灯具的初始照度值，故其照度是不能满足快速路与主干路。太阳能路灯宜在次干路、支路上使用，主要道路慎用。

2、照明时间

LED路灯每天的工作时间应同一般路灯的工作要求，设计应考虑冬天日照时间短时，其工作时间应能在12小时之上。由于LED灯受天气影响较大，如遇连续阴雨天就使LED灯缺乏电能而无法使用。国家现无规范对LED路灯在低辐照度(连续阴雨天)情况，允许最少工作时间没有做出规定，现一般根据灯具厂家和当地的气象情况，应在低幅照度(连续阴雨天)工作状况下工作在15~20天。在设计时应充分考虑太阳能电池板及蓄电池的容量。

3、防雷接地

LED路灯的工作电压一般为12V或24V，属安全电压，不做电气保护接地。但LED路灯金属灯杆应做防雷接地，接地电阻不大于10欧姆。

怎么检查太阳能路灯蓄电池?

1、观察蓄电池表面是否清洁，有无腐蚀漏液现象，若外壳污物较多，用潮湿布沾洗衣粉擦拭即可。

2、观察蓄电池外观是否有凹瘪或鼓胀现象;

3、每半年应至少进行一次电池单体间连接螺丝的拧紧工作，以防松动，造成接触不良，引发其它故障。在维护或更换蓄电池时，使用的工具(如扳手等)必须带绝缘套，以防短路。

4、蓄电池放电后应及时进行充电。若遇连续多日阴雨天，造成蓄电池充电不足，应停止或缩短电站的供电时间，以免造成蓄电池过放电。电站维护人员应定期对蓄电池进行均衡充电，一般每季度要进行2~3次。对停用多时的蓄电池(3个月以上)，应补充充电后再投入运行。

5、冬季要做好蓄电池室的保温工作，夏季要做好蓄电池室的通风工作，蓄电池室温度应尽量控制在5℃~25℃之间。

6、保持太阳能组件阵列采光面的清洁。在少雨且风沙较大的地区，应每月清洗一次，清洗时应先用清水冲洗，然后用干净的柔软布将水迹擦干，切勿用有腐蚀性的溶剂冲洗，或用硬物擦拭。清洗时应选在没有阳光的时间或早晚进行。应避免在白天时，光伏组件被阳光晒热的情况下用冷水清洗组件，很冷的水会使光伏组件的玻璃盖板破裂。

7、定期检查光伏组件板间连线是否牢固，方阵接线箱内的连线是否牢固，按需要紧固;检查光伏组件是否有损坏或异常，如破损，栅线消失，热斑等;检查光伏组件接线盒内的旁路二极管是否正常工作。当光伏组件出现问题时，及时更换，并详细记录组件在光伏阵列的具体安装分布位置。

保障太阳能路灯稳定工作的一项设施就是蓄电池，那么在蓄电池使用过程中我们要怎么保养呢?

其实最主要就是要多观察，及时发现问题并解决，才能保证蓄电池的工作效率，也能在一定程度上延长蓄电池的使用寿命。

每年要对蓄电池进行1~2次维护工作，主要是测量记录单体蓄电池电压和内阻等

参数，将实际测量数据与原始数据进行比较，一旦发现个别单位电池的差异加大，应及时更换处理。在一些简略的太阳能路灯中应根据蓄能状况，操控用电量，避免蓄电池因过放电而损坏。发现有反常状况应当当即查看、修理。

由于光伏电站是利用太阳能进行发电的，而太阳能是一种不连续、不稳定的能源，容易使得蓄电池组出现过充过放和欠充电的状态。蓄电池组是光伏电站中最薄弱的环节，应对蓄电池进行定期检查和维护。