太阳能LED路灯构成及特性

太阳能LED路灯利用太阳电池的光生伏特效应原理，白天太阳能电池吸收太阳能光子能量产生电能，通过光伏控制器的控制将电能储存在蓄电池中，当夜幕降临或灯具周围光照度较低时，蓄电池中存储的电能通过光伏控制器的控制为光源供电，设定的时间到后控制器切断光源电源。太阳能LED路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能LED路灯控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳等几部分组成，如图1所示。

1．太阳能电池组

太阳能电池组是太阳能LED路灯中的核心部分，也是太阳能LED路灯中价值非常高的部分，其作用是将太阳的辐射能力转换为电能。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，价格比单晶硅低。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。

对于硅太阳能电池，在标准条件下（光谱照度：100W／m2，光谱：AM1．5，温度：25℃），它的开路电压为0．48～0．6V。将多个单体太阳能电池连接，并进行封装，可以构成不同面积、不同功率的太阳能电池组件，也可统称为太阳能电池板。单体太阳能电池一般是不能使用的，实际应用的是太阳能电池组件。

目前太阳能电池的封装形式主要有层压工艺和滴胶工艺两种，采用层压工艺封装的太阳能电池可以保证25年以上的工作寿命，其工艺特性和使用寿命优于滴胶封装形式。不管哪种太阳能电池都具有以下五大电气参数：短路电流Isc；峰值电流Im；开路电压Voc；峰值电压Vm；峰值功率Pm＝Im×Vm。

太阳能电池峰值功率是在标准条件下（即STC：欧洲委员会定义的101标准，辐射强度1000W／m2，大气质量AM1．5，电池温度25℃），太阳能电池（组件）输出的更大功率，单位峰瓦，或用符号Wp表示。太阳能电池（组件）的输出功率取决于太阳幅照度、太阳光谱分布和太阳能电池（组件）的工作温度。在不同的时间，不同的地点，同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。

按面积计算，每平米的太阳能电池的输出功率大约为120W；随着转换效率的提高，其输出功率也相应的增大。太阳能电池组件输出功率的选择，要根据太阳能灯的光源功率、使用时间和当地的气候地理条件等来确定。

太阳能电池组件在使用过程中，如果有一片太阳能电池单独被树叶等遮挡物长时间遮挡，被遮挡的单片太阳能电池在强烈阳光照射下就会发热损坏，甚至会造成整个太阳能电池组件损坏，这就是所谓热岛效应。为了防止热岛效应，一般是将太阳能电池倾斜放置，使太阳能电池表面不能附着遮挡物。

由于我国南北纬度跨越较大，太阳能电池组件安装倾斜角度要随安装地区纬度的不同发生变化。一般情况下，长江以南地区的安装倾角在30O左右；长江以北地区的安装倾角在45O左右；东北地区应在50O左右。方向为正南方或偏西5O。水平放置的太阳能电池，其输出功率将降低15％～20％。

2．光伏控制器

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，便于阴雨天延长太阳能LED路灯的工作时间。

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