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    1. 江蘇斯美爾光電科技有限公司
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      太陽能路燈設計方案

      太陽能路燈, 燈具功率為30W,每天日落時工開始工作,太陽升起時終止(平均工作時間計算也可,季節性變化工作時間好),工作電壓為12伏,蓄電池維持天數 < 6天。求太陽電池方陣和蓄電池的容量及方陣傾角是多少?



      設計思路

      維度:北緯40°39′16″,

      路燈運行以八月份為例

      1確定負載的日耗電量 QL

      設工作時間為8小時 (8月份)



      本地圖片,請重新上傳





      2 確定蓄電池容量

      C =Q ′(d+1) = 20′ 7 =140(Ah)

      選用2組 12V/200Ah 的蓄電池就可以滿足要求,

      蓄電池的放電深度大于等于70%

      選用蓄電池詳情

      江蘇斯美爾光電科技有限公司

      產品品牌:斯美爾

      產品規格:12V膠體蓄電池 200AH 蓄電池

      產品型號:NP200-12

      產品產地:中國







      3確定太陽能電池方陣傾角

      估算 ,依據下表

      當地緯度ψ

      0° - 15°

      15°-20°

      25°-30°

      30°-35°

      35°-40°

      >40°

      方陣傾角 β

      15°

      ψ

      Ψ+5°

      Ψ+10°

      Ψ+15°

      Ψ+20°

      β約為60.39°

      4 計算太陽能電池方陣β傾角下的輻射量 (MJ·m2)

      Sβ=S×sin(α+β)/sinα+D

      式中:Sβ為β傾角方陣太陽直接輻射分量

      S—水平面太陽直接輻射總量

      S=S0(a+b×N/N0)

      式中:S0為天文輻射(參照于下表)

      S0約為410—480 (MJ·m2)

      本地圖片,請重新上傳(安徽省東起東經119.6度,西至東經114.9度,

      北起北緯34.6度,南至北緯29.4度。)



      N為太陽實測日照時數(可直接測量),

      N0為太陽可照時數(可查表獲得),

      N/N0為日照百分率(可從地面年報表中獲得),

      N/N0約為 (41—45)%

      a、b為待定系數。a=0.2—0.7 b=0.70—0.77

      α—中午時太陽高度角

      α=90°- Φ±δ

      Φ為維度

      δ為太陽赤緯(北半球取+號)

      δ=23.45°sin[(284+n)×360/365]

      式中:n—從一年開頭算起第n天的緯度





      D—散射輻射量(查閱氣象資料)

      影響散射輻射的因素較多,諸如太陽高度、大氣中水汽和塵埃含量、以及各種物理性質 等等.含這一切因素的理論計算公式既復雜又不夠,所以一般不采用.

      依據下表D約為4.4—6.8 (MJ·m2)

      本地圖片,請重新上傳

      (華緯度 北緯28°32'-29 海門的經緯度:北緯31.53

      成都, 龍泉北緯30.67)



      5 計算方陣電流:

      Tm = (RβmWh/cm2)/(100mW/cm2)

      式中:Tm—為平均峰值日照時數

      Imin = Q/(Tm×η1×η2)

      式中:Imin—方陣小輸出電流

      η1—蓄電池充電效率 =0.85

      η2—方陣表面灰塵遮散損失

      Imax = Q/(Tmin×η1×η2)

      充電電流I=S×1.05/h/0.85/0.9

      S—水平面太陽直接輻射總量

      1.05為太陽能充電綜合損失系數

      6 確定方陣工作電壓

      V = Vf+Vd +Vt

      式中:Vf—蓄電池浮充電壓(25℃)單體浮充電壓為14V( 額度電壓為12V)

      Vd—線路電壓損耗 Vd=0.5—0.7V

      Vt—溫補償電壓

      Vt=0.003×(T-25)

      T 為太陽能電池組工作溫度 60℃

      V=14.75V

      7 太陽能電池組件串聯數Ns



      Ns=V/Vm

      式中:Vm為太陽能單片電池的工作電壓400mV

      Ns=14.705/0.4=36.7

      Ns=37

      8 太陽能電池組件并聯數Np

      方案一

      Np=QL×ηc×ηf/(J×T)

      QL為負載日平均耗電量,為工作電流乘以日工作小時數; 20 Ah

      Ηc 充電修正參數1.11

      Ηf 光的損失修正1.31

      J 單體電池在選定工作電壓下實際電流值0.26A

      T 平均每天日照時數6小時

      Np=290.8 Np=30

      方案二



      在確定NP之前,我們先確定其相關量的計算。

      ①將太陽能電池方陣安裝地點的太陽能日輻射量Sβ(MJ·m2),轉換成在標準光強下的平均日輻射時數H
      H=Sβ×2.778/h(3)

      式中:2.778/(h?m2/kJ)為將日輻射量換算為標準光 強(1000W/m2)下的平均日輻射時數的系數。

      H=824.1215

      ②太陽能電池組件日發電量Qp

      Qp=Ioc×H×Kop×Cz Ah(4)

      式中:Ioc為太陽能電池組件佳工作電流;Ioc=13.31

      Kop為斜面修正系數 0.885

      Cz為修正系數,主要為組合、衰減、灰塵、充電效率等的損失,一般取0.8。

      Qp=1713.2 Ah

      ③兩組長連續陰雨天之間的短間隔天數Nw,此數據為本設計之獨特之處,主要考慮要在此段時間內將虧損的蓄電池電量補充起來,需補充的蓄電池容量Bcb為:

      Bcb=A×QL×NL Ah(5)

      ④太陽能電池組件并聯數Np的計算方法為:

      Np=(Bcb+Nw×QL)/(Qp×Nw)(6)

      式中:A為安全系數,取1.1~1.4之間;

      QL為負載日平均耗電量,為工作電流乘以日工作小時數; 20 Ah

      NL為長連續陰雨天數;6天

      TO為溫度修正系數,一般在0℃以上取1,-10℃以上取1.1,-10℃以下取1.2;



      式(6)的表達意為:并聯的太陽能電池組組數,在兩組連續陰雨天之間的短間隔天數內所發電量,不僅供負載使用,還需補足蓄電池在長連續陰雨天內所虧損電量。



      9太陽能電池組件總片數N

      N=Ns×Np

      N=37×30=1110

      10太陽能電池方陣的功率計算

      根據太陽能電池組件的串并聯數,即可得出所需太陽能電池方陣的功率P:



      P=Po×Ns×Np W

      式中:Po單片光電片的大功率。

      Po=J×Vm

      J 單體電池在選定工作電壓下實際電流值0.26A

      Vm為太陽能單片電池的工作電壓400mV

      Po=0.104 W

      P=0.104×1110=115.44W



      11 選用太陽能電池板

      生產廠家:江蘇斯美爾光電科技有限公司

      產品編號:Smr03120



      產品名稱:125W多晶太陽能電池板

      產品類型:多晶太陽能電池板

      詳細介紹

      峰值功率:125W

      功差:±3%

      工作電壓:7.18V

      工作電流:5.17A

      開路電壓:21.6V

      短路電流:7.9A

      外形尺寸:1480×670×30mm

      重量:12.0kg太陽能路燈

      主要特性:本組件是由高效晶體硅電池板串并聯,用高透光超白布紋鋼化玻璃,抗老化EVA和優良耐火性TPT熱壓密封而成,外加陽極化優質鋁合金邊框,密封防水,高可靠性多功能接線盒,使用安全,方便,可靠。使用壽命可達25年以上。具有效率高,壽命長,安裝方便,抗風,抗冰雹能力強等特性。

      江蘇斯美爾光電科技有限公司 電話:86-0514-85763566 傳真:86-0514-87955506

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