太阳能LED路灯以太阳光为动力，白日充电黑夜运用，无需复杂贵重的管线铺设，可任意调整灯具的规划，安全节能无污染，无需人工操作作业安稳牢靠，节约电费免维护。

　　1.体系构成

　　体系由太阳能电池组件有些(包括支架)、LED灯头、操控箱 (内有操控器、蓄电池)和灯杆几有些构成;金湛太阳能电池板光效达到127Wp/m2，功率较高，对体系的抗风规划十分有利;灯头有些以1W白光LED和1W黄光LED集成于打印电路板上排列为必定距离的点阵作为平面发光源。

　　操控箱箱体以不锈钢为原料，漂亮耐用;操控箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电操控器。本体系选用阀控密封式铅酸蓄电池，因为其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于体系维护费用的下降;充放电操控器在规划上统筹了功用完备(具有光控、时控、过充维护、过放维护和反接维护等)与成本操控，完成很高的性价比。

　　2.作业原理

　　体系作业原理简略，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白日电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，通过充放电操控器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐步下降至10lux摆布、金湛太阳能电池板开路电压4.5V摆布，充放电操控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，充放电操控器动作，蓄电池放电完毕。充放电操控器的首要作用是维护蓄电池。

　　3.设计思想

　　太阳能路灯的设计与一般的太阳能照明相比，基本原理相同，但是需要考虑的环节更多。太阳能LED大功率路灯为例，分几个方面做分析。

　　1太阳能电池组件选型

　　设计要求：扬州地区，负载输入电压24V功耗34.5W，每天工作时数8.5h，保证连续阴雨天数7天。

　　⑴近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2，经简单计算地区峰值日照时数约为3.424h;

　　⑵ 负载日耗电量 = = 12.2AH

　　⑶ 所需太阳能组件的总充电电流= 1.05×12.2×÷(3.424×0.85)=5.9A

　　在这里，两个连续阴雨天数之间的设计最短天数为20天，1.05为太阳能电池组件系统综合损失系数，0.85为蓄电池充电效率。

　　⑷太阳能组件的最少总功率数 = 17.2×5.9 = 102W

　　选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件，应该可以保证路灯系统在一年大多数情况下的正常运行。

　　4.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，本方案中选用扬州宇通灯具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。

　　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

　　Ÿ 发光效率高，耗电量小，使用寿命长，工作温度低。

　　Ÿ 安全可靠性强。

　　Ÿ 反应速度快，单元体积小，绿色环保。

　　Ÿ 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。

　　Ÿ 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。

　　5.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，太阳能电池组件选择一个最佳倾角。

　　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扬州地区，依据本次设计参考相关文献中的资料，选定太阳能电池组件支架倾角为16o。

　　2)抗风设计

　　在阳能路灯系统中，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 金湛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。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。

　　在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。

　　⑵ 路灯灯杆的抗风设计

　　路灯的参数如下：

　　电池板倾角A = 16o 灯杆高度 = 5m

　　设计选取灯杆底部焊缝宽度δ = 4mm 灯杆底部外径 = 168mm

　　焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为

　　PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。

　　根据27m/s的设计最大允许风速，2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的安全系数，F = 1.3×730 = 949N。

　　所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。

　　根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。

　　上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。

　　破坏面抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)

　　=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3

　　=88.768×10-6 m3

　　风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W

　　= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa

　　其中，215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。

　　所以，设计选取的焊缝宽度满足要求，只要焊接质量能保证，灯杆的抗风是没有问题的。

　　6.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。