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太陽能草坪燈各大配件應(yīng)如何選擇
發(fā)布時(shí)間:2019-05-12 點(diǎn)擊次數(shù):1202
一套完整的太陽能草坪燈系統(tǒng)包括:光源、控制器、蓄電池(Battery)、太陽能電池組件及燈體。白天,太陽能電池組件將光能轉(zhuǎn)化為電能通過控制器儲(chǔ)存到蓄電池內(nèi),晚上蓄電池通過控制器給光源供電,使其轉(zhuǎn)化為光能,照明裝飾。燈體主要起系統(tǒng)防護(hù)及白天的裝飾作用,保障這一循環(huán)正常運(yùn)行。其中光源、控制器、蓄電池是決定草坪燈系統(tǒng)性能的關(guān)鍵,在設(shè)計(jì)中必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),合理配置。
光源的選擇(xuanze)
太陽能草坪燈由于受組件功率(指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功的多少)限制,光源功率必須很小,在零點(diǎn)幾瓦到幾瓦之間不等,更多的是0.5W和W。目前部分太陽能草坪燈采用節(jié)能燈作為光源,普通節(jié)能燈的光效約為40~50Lm/w,而LED燈目前光效已達(dá)90Lm/w,實(shí)驗(yàn)室已達(dá)20Lm/w以上,并且在保持同樣照度下,LED燈比普通日光燈可節(jié)電40%以上,轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較高。另外使用壽命方面,普通日光燈的壽命為3000-5000h,LED燈在光衰達(dá)到70%時(shí)理論壽命約0萬小時(shí),實(shí)際使用壽命可達(dá)5萬小時(shí),為普通日光燈的0多倍,若每天工作8小時(shí),一只燈可用6250天,因此不需要經(jīng)常更換,可大大節(jié)省(spare)維護(hù)費(fèi)用。LED燈被稱為綠色照明光源,其本身不含有毒有害物質(zhì)(如:汞),避免了熒光燈管破裂溢出汞的二次污染,同時(shí)LED燈采用恒定直流電流驅(qū)動(dòng),不會(huì)產(chǎn)生任閃,又沒有干擾輻射,對(duì)人體無危害;顯色指數(shù)在80以上,燈光下物體的顏色更真實(shí),色彩更豐富。因此,LED非常適合于太陽能草坪燈系統(tǒng)(system)。在LED應(yīng)用中主要的是恒流和散熱問題(Emerson),雖然很多太陽能草坪燈已經(jīng)采用LED,但這些問題解決的并不是很好。
在大功率LED應(yīng)用中,散熱是另一個(gè)主要考慮的方面,散熱做不好,會(huì)引起很嚴(yán)重的光衰,一些嚴(yán)重的半年內(nèi)可能降到原來的一半,在草坪燈上大功率LED多是單顆應(yīng)用,采用常規(guī)的鋁基板就可以滿足,這方面的影響(influence)一般不大,但也需經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證。景觀燈現(xiàn)代景觀中不可缺少的部分,它不僅自身具有較高的觀賞性,還強(qiáng)調(diào)藝術(shù)燈的景觀與景區(qū)歷史文化、周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
蓄電池的選擇
近年來,市場(chǎng)上的太陽能草坪燈普遍采用由鉛(外觀:帶藍(lán)色的銀白色)酸蓄電池或鎳氫蓄電池和LED燈組成的系統(tǒng)。草坪燈廣泛運(yùn)用于城市慢車道、窄車道、居民小區(qū)、旅游景區(qū)、公園、廣場(chǎng)、私家花園、庭院走廊、草坪等公共場(chǎng)所的道路單側(cè)或倆冊(cè)用來道路照明。 在使用過程中,鉛酸(plumbic acid)電池需要加酸補(bǔ)液,維護(hù)工作量很大,同時(shí)硫酸電解液溢出時(shí)有可能損壞燈體或其他公共設(shè)施。并且鉛酸蓄電池和鎳氫蓄電池比能量較小,就常用的4Ah電池來說,體積(volume)重量都很大,系統(tǒng)電器件設(shè)置和安裝裝置占用很大空間,不利于燈體結(jié)構(gòu)的靈活設(shè)計(jì)。
鋰電池是20世紀(jì)開發(fā)成功的新型高能電池,它具有很高的能量密度,在相同容量的情況下,重量是鎳氫蓄電池的一半,鉛酸蓄電池的30%,體積是鉛酸蓄電池和鎳氫蓄電池的20-30%。并且鋰電池的放電平臺(tái)是3.7V,太陽能電池組件的充電電壓為6V,相對(duì)于鉛酸電池2V的放電平臺(tái),電池組件充電電壓為7V來說,可以減少電池片2/3的劃片次數(shù),減少浪費(fèi),提高電池片的利用率。鋰離子電池循環(huán)壽命高,在正常條件下,它的充放電周期可超過500次。在天氣晴好的情況下,太陽能電池組件會(huì)給蓄電池進(jìn)行持續(xù)充電,而夜間只消耗蓄電池容量的25%左右,這時(shí)候蓄電池就會(huì)處于持續(xù)的浮充狀態(tài),能夠大大延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類對(duì)環(huán)境有危害的金屬物質(zhì),不含化學(xué)性能非常活潑的金屬鋰,可以保障安全性(security),符合太陽能產(chǎn)品綠色、環(huán)保的設(shè)計(jì)理念。
控制器的選擇
由于太陽能電池組件的發(fā)電量隨天氣狀況、日照時(shí)間而變化,非常不穩(wěn)定,因此太陽能光伏獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)中對(duì)蓄電池的充放電控制要比普通應(yīng)用中對(duì)蓄電池的充放電控制更復(fù)雜一些。景觀燈利用不同的造型、相異的光色與亮度來造景。例如紅色光的燈籠造型景觀燈為廣場(chǎng)帶來一片喜慶氣氛,綠色椰樹燈在池邊立出一派熱帶風(fēng)情。控制器設(shè)計(jì)是否完善,直接決定整個(gè)太陽能草坪燈系統(tǒng)能否順利運(yùn)行。
一個(gè)完整的太陽能草坪燈控制器應(yīng)該具有兩方面的功能:是功能控制,草坪燈用于草坪中,白天裝飾,夜晚起裝飾照明作用,根據(jù)不同的使用情況,有些需要整個(gè)晚上都工作,更多的則是工作4~8個(gè)小時(shí),因此必須有光控開,光控關(guān),或者光控開,時(shí)控關(guān)的功能。
另一方面就是保護(hù)功能控制,包括對(duì)太陽能電池組件的防反沖保護(hù),對(duì)蓄電池的過充電保護(hù),過放電保護(hù),溫度補(bǔ)償功能,對(duì)LED的恒流驅(qū)動(dòng)等。防止反充電功能,一般是在太陽能電池充電回路中串聯(lián)一個(gè)二極管,二極管防止反充電,多采用肖特基二極管,肖特基二極管的壓降比普通二極管要低。對(duì)于太陽能草坪(lawn)燈來說,很多皮薩草電池本身帶有保護(hù)板,防止過充電功能,防止過放電功能等,在控制器設(shè)計(jì)中,就不需要增加這些功能。如若沒有保護(hù)板就必須在控制器中加入這些功能,因?yàn)楹芏嘈铍姵剡^放會(huì)造成性損壞。所以要針對(duì)使用情況而定,并且放電截止電壓不宜過低。對(duì)LED的恒流驅(qū)動(dòng),主要是通過(tōng guò)升壓電路或者結(jié)合專用的恒流芯片,調(diào)整輸入LED的電流,使之在蓄電池電壓不斷變化的情況下仍能夠保持對(duì)LED的恒流驅(qū)動(dòng)。
其他因素
將光源設(shè)置為閃爍變化,既可以使太陽能草坪燈發(fā)光具有動(dòng)態(tài)效果,又可以通過(tōng guò)改變閃爍占空比減小蓄電池平均輸出電流,增加系統(tǒng)(system)工作時(shí)間,同時(shí)將草坪燈設(shè)置為時(shí)控,千萬不要設(shè)為整個(gè)晚上都亮,造成過多浪費(fèi),或者減小太陽能電池組件的功率和蓄電池的容量,降低(reduce)成本。
太陽能電池封裝形式。目前太陽能電池的封裝形式主要有兩種,層壓和灌封。采用層壓機(jī)進(jìn)行層壓可以使太陽能電池組件工作壽命達(dá)25年以上,灌封雖然外觀能做得很漂亮,但是由于灌封膠的耐老化性很差,容易變黃或脫層脫落,使得發(fā)電效率嚴(yán)重降低或不能使用,直接置于室外陽光下,其工作壽命僅僅-2年。因此,對(duì)于戶用小型小功率(指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功的多少)太陽能草坪燈,在沒有壽命要求的情況下,可以使用灌封膠灌封封裝形式,而對(duì)應(yīng)用于正式場(chǎng)合,使用年限有規(guī)定的太陽能草坪燈,必須使用層壓的封裝形式。
太陽能草坪燈往往對(duì)連續(xù)陰雨天可維持時(shí)間天數(shù)要求很高,在同等條件下適當(dāng)增加蓄電池容量,將太陽能電池組件輸送來的電能充分儲(chǔ)存,充分利用,這樣也能相對(duì)減少系統(tǒng)成本。