Systemdesign einer Split-Solar-Straßenlaterne

Die Split-Solar-Straßenlaterne besteht aus den Solarmodulen (einschließlich Halterung), dem Lampenkopf, dem Steuerkasten (mit dem Controller, der Batterie usw.) und dem Lampenmast, dem Fundament usw. Split-Solar-Straßenlaternen bilden im Allgemeinen ein eigenes Stromversorgungssystem und sind nicht an das Stromnetz angeschlossen. Es gibt zwei Arten von Solar-Straßenlaterne System: 12 V und 24 V.

Auswahl der Solarzellen

1.Typen:

Solarzellen wandeln Sonnenenergie in Elektrizität um. Es gibt drei Arten praktischerer Solarzellen: monokristallines Silizium, polykristallines Silizium und amorphes Silizium.

1) Die Leistungsparameter von monokristallinen Silizium-Solarzellen sind relativ stabil. Sie eignen sich für den Einsatz in südlichen Regionen, wo es mehr Regentage und weniger Sonnenlicht gibt.

2) Der Herstellungsprozess von polykristallinen Silizium-Solarzellen ist relativ einfach und der Preis ist niedriger als bei monokristallinem Silizium. Es eignet sich für den Einsatz in östlichen und westlichen Gebieten mit ausreichend Sonnenlicht und gutem Sonnenschein.

3) Solarzellen aus amorphem Silizium stellen geringe Anforderungen an die Sonnenlichtbedingungen und eignen sich für Außenbereiche mit unzureichender Sonneneinstrahlung.

2.Arbeitsspannung

Die Betriebsspannung der Solarzelle beträgt etwa das 1,5-fache der Batteriespannung, wodurch das normale Laden der Batterie gewährleistet werden kann. Zum Laden einer 6-V-Batterie sind 8-9 V erforderlich

Bei Solarzellen sind 15-18 V Solarzellen nötig, um 12 V Batterien zu laden. Zum Laden einer 24 V Batterie ist eine 33-36 V Solarzelle nötig.

3.Ausgangsleistung WP

Die flächenbezogene Ausgangsleistung der Solarzellen beträgt ca. 127 WP/m².

Solarzellen bestehen im Allgemeinen aus mehreren in Reihe geschalteten Solarzellen und ihre Kapazität hängt vom Gesamtverbrauch der Lichtquellen und Übertragungskomponenten ab.

Leistung und lokale Sonneneinstrahlung. Die Ausgangsleistung der Solarzelle sollte mehr als das 3- bis 5-fache der Leistung der Lichtquelle betragen: wenn das Licht reichlich vorhanden ist und die Lampe eingeschaltet ist

Die Fläche mit kurzer Sonnenscheindauer beträgt mehr als das (3-4)-fache und umgekehrt.

4 Durchschnittliche Sonnenscheindauer H

Die Ausgangsleistung WP der Solarzelle entspricht dem von der Europäischen Kommission unter normalen Sonnenlichtbedingungen definierten 10L-Standard mit einer Strahlungsintensität von 1000 W/m2. Die Ausgangsleistung der Solarzelle liegt bei atmosphärischer Qualität AM1,5 und einer Zelltemperatur von 252 °C. Die Ausgangsleistung derselben Solarzelle ist zu verschiedenen Zeiten und an verschiedenen Orten unterschiedlich. Die sogenannten Standardbedingungen liegen nahe an den Sonnenscheinbedingungen um die Mittagszeit an einem sonnigen Tag.

Tabelle 1 Sonnenscheinverhältnisse in verschiedenen Regionen Chinas

5. Auswahl und Installation der Solarlichtkomponenten.

Im Allgemeinen ist der geteilte Solar-Straßenlaternenmast mehr als 5 m lang und hat einen hohen Schwerpunkt. Die meisten Solarmodule sind hängend, um die Windbeständigkeit der gesamten Ausrüstung zu verbessern.

Wählen Sie die Komponentenleistung aus, die durch die Zusammenstellung mehrerer Solarmodule erforderlich ist.

Tabelle 3: Jährliche durchschnittliche Sonnenscheindauer und optimaler Installationswinkel in großen Städten Chinas

Batterieauswahl

Die Batterie speichert den Strom, der vom Solarmodul bei Beleuchtung erzeugt wird, und gibt ihn dann ab, wenn nachts Beleuchtung benötigt wird.

Das Split-Typ Solar-Straßenlaternensystem mit Batterie wird hauptsächlich diskutiert

Typauswahl

1) Blei-Säure-Batterie (CS): geeignet für Entladung bei niedrigen Temperaturen mit hoher Rate, niedrige spezifische Energie, die meisten aktuellen Split-Solarstraßenlaternen. Wartungsfreie Versiegelung, der Preis ist niedrig. Achten Sie darauf, Blei-Säure-Verschmutzung zu vermeiden, die schrittweise eingestellt werden sollte.

2) Nickel-Cadmium-Batterie (Ni Cd): hohe Entladerate, gute Leistung bei niedrigen Temperaturen, lange Lebensdauer, kleines System. Achten Sie darauf, Cadmiumverschmutzung zu vermeiden.

3) Ni-H-Akku: hohe Entladerate, gute Leistung bei niedrigen Temperaturen, niedriger Preis, schadstofffrei, umweltfreundlich und umweltfreundlich. Kleines System.

4) Lithiumbatterie: kleine Größe, gutes Temperaturverhalten, keine Umweltverschmutzung, lange Lebensdauer.

Aus Umweltschutzgründen und aus Volumengründen werden derzeit wartungsfreie Blei-Säure-Batterien, normale Blei-Säure-Batterien und alkalische Nickel-Cadmium-Batterien immer seltener verwendet. Die Menschen tendieren dazu, Lithiumbatterien mit kompakterem Design zu verwenden, insbesondere die stabile und langlebige Lithium-Eisenphosphat-Batterie.

Kapazitätsauswahl

Die Kapazität der Batterie ist zu klein, um den Bedarf an Beleuchtung in der Nacht zu decken, wenn die Kapazität zu groß ist, ist die Batterie immer in einem Zustand des Leistungsverlusts, der die Batterielebensdauer beeinträchtigt,

Es verursacht auch Abfall. Das Verhältnis von Batteriekapazität (Ah) zu Ladekapazität (Ah) sollte mehr als das 3- bis 6-fache betragen: In Gebieten mit weniger Tagen mit ununterbrochenem Regen sollte es mehr als das 3- bis 4-fache betragen

An Regentagen ist es 5–6 Mal mehr.

Batterieanschluss

Bei der Parallelschaltung muss die ungleichmäßige Wirkung jeder Zelle berücksichtigt werden. Die Anzahl der parallelen Gruppen sollte nicht überschreiten

Achten Sie auf die Batterie-Diebstahlsicherung.

Regler

Der Betrieb der Solarstraßenlaterne wird über einen Controller gesteuert. Die meisten Controller ermöglichen eine intelligente Steuerung. Der Controller muss über die folgenden Funktionen verfügen:

1. Straßenlaternensteuerung

Lichtsteuerung, Zeitsteuerung, Temperatursteuerung und weitere Funktionen sind verfügbar. Mit Dimmfunktion (oder Mitternachtslicht)

2.Batteriemanagement

Begrenzen Sie die Lade- und Entladebedingungen der Batterie, um ihre Lebensdauer zu verlängern:

1) Rückladeschutz:

2) Überladeschutz:

3) Anti-Überentladungskontrolle;

4) Temperaturkompensation.

Automatischer Schutz

Verpolungsschutz für Solarzellen, Verpolungsschutz für Batterien, Schutz vor offenem Batteriestromkreis, Rückladeschutz bei Nacht, Kurzschlussschutz am Ausgang usw.

Kontrollleuchtenanzeige

Zeigt den Betriebsstatus der Hauptkomponenten der Solar-Straßenlaterne an: Batterie, Solarzelle, LED-Lampe usw.

Reglerspannung

Reglerspannung = Batteriespannung.

Neigungswinkeldesign der Solarzelle

Mit der Solarzellenneigung ist der Winkel zwischen der Ebene des Solarpanels und der horizontalen Bodenfläche gemeint.

Der Neigungswinkel eines Solarzellenmoduls (der sich auf den Winkel zwischen der Ebene der Solarzelle und der Grundebene bezieht) wurde in vielen technischen Kreisen diskutiert. Neigungswinkel je nach Standort.

Stellen Sie (Breitengrad usw.) ein, um zu bestimmen, dass die Vorderseite des Solarpanels der Sonne zugewandt ist (oder leicht nach Süden oder Westen), und der Neigungswinkel entspricht dem lokalen Breitengrad. Wenn die Bedingungen es zulassen·

Der Neigungswinkel des Solarpanels kann je nach Jahreszeit angepasst werden.

Den Installationswinkel von Solarzellen in Großstädten Chinas finden Sie in „Tabelle 3“.

 Windbeständiges Design der Solar-Straßenlaterne

windbeständiges Design des Solarzellenmoduls

Der Windwiderstand der Solarstraßenlaterne wird entsprechend der maximalen Windkraft wie folgt ausgelegt:

Tabelle 4 Entsprechende Beziehung zwischen Windstärke und Windgeschwindigkeit

Hinweis: aus „GB/T 19201-2006“

Im Süden Chinas gibt es mehr Taifune. Die Masten der Solarstraßenlaternen müssen mindestens Taifunen der Stufe 12 standhalten, und die meisten Gebiete im Norden sollten Stürmen der Stufe 10 standhalten können.

Windwiderstandsdesign von Straßenlaternenmasten

1) Solarmodul: Der Hersteller muss sicherstellen, dass es der örtlichen Windgeschwindigkeit ohne Schaden standhält, wobei der Schwerpunkt auf der Verbindung zwischen der Halterung des Batteriemoduls und dem Lichtmast liegt.

2) Lichtmast und Fundament; Windwiderstandsdesign von Straßenlaternenmast und Fundament sowie Höhe, Fläche, Neigungswinkel, Maststruktur, lokale maximale Windgeschwindigkeit usw. der Batterieplatine

Die Berechnung und Konstruktion müssen vom Hersteller des Laternenmastes oder einem Bauingenieur durchgeführt werden, um die Stabilität des geteilten Solarstraßenlaternenmastes bei maximaler Windgeschwindigkeit sicherzustellen.

Hauptlichtquelle und Anwendung der Solarbeleuchtung

Es gibt zwei Formen von Lichtquellen und Solarenergiesystemen:

HID-Lampe

1) Elektronisches Vorschaltgerät (oder Trigger, siehe unten) für solarbetriebene HID-Lampen. ） Tatsächlich handelt es sich um einen DC/AC-Hochwertkonverter. Daher benötigt das Split-Typ-Solarstraßenbeleuchtungssystem im Allgemeinen keinen zusätzlichen DC/AC-Wechselrichter, um den Schaltungsverlust zu verringern. Diese Form eignet sich für das neue Solarstraßenlaternenprojekt.

2) Ausgestattet mit einem herkömmlichen elektronischen Vorschaltgerät für HID-Lampen: Angeschlossen an eine AC220-Netzstromversorgung. Das elektronische Vorschaltgerät ist im Wesentlichen ein AC/DC/AC-Hochfrequenzwandler. Wenn es an ein Solarenergiesystem angeschlossen ist, muss zwischen Batterie und elektronischem Vorschaltgerät für HID-Lampen ein kleiner DC/AC-Wechselrichter eingefügt werden. Diese Form eignet sich für den Wiederaufbau von Straßenlaternen.

LED-Lampe

Solarbetriebene Straßenlaternen benötigen keinen zusätzlichen DC/AC-Wechselrichter, um den Stromkreisverlust zu verringern, und ermöglichen im Vergleich zu herkömmlichen solarbetriebenen Straßenlaternen eine Energieeinsparung von bis zu 651 TP3T.

Anwendung: Solar-LED-Lampen mit geringer Leistung werden in Wohn- oder Gewerbegebieten verwendet, beispielsweise 5 W/10 W/15 W/25 W/30 W usw. Solar-Straßenlaternen mit hoher Leistung werden im Allgemeinen in Industrieparks und zur Straßenbeleuchtung verwendet, beispielsweise 40 W/60 W/80 W/100 W/120 W.

Blitzschutz und Erdung

Sicherheitsspannung

Die Solar-Straßenlaterne verwendet im Allgemeinen DCL2V oder DC24V. Es ist eine sichere Spannung und führt keine elektrische Schutzerdung durch

Blitzschutz und Erdung

1) Straßenlaternen und Solarmodule dürfen nicht als Blitzableiter verwendet werden.

2) Verwenden Sie einen Laternenpfahl aus Metall als Blitzableiter und Ableitung:

3) Wenn der Bewehrungskorb des Fundaments einer Straßenlaterne weniger als -0,50 m beträgt und die Bewehrungsoberfläche mehr als 0,37 m2 beträgt, kann er als Blitzschutz-Erdungskörper verwendet werden. Andernfalls muss eine künstliche Erdungselektrode mit einem Erdungswiderstand von ≤ 10 Ω hinzugefügt werden. Schließen Sie bei Bedarf den Erdungskörper an. Die Erdungsmethode ist die gleiche wie bei einer normalen Straßenlaterne.

4) Der Blitzschutz TVs (Transient Voltage Suppression) ist im Straßenlaternen-Controller eingestellt

Entwurfsbeispiel

Auf einem Bürgersteig in Shanghai sollen geteilte LED-Solarstraßenlaternen installiert werden. Die Lampe ist 5 Meter hoch, die Eingangsspannung der Straßenlaterne beträgt 24 V, die Leistung beträgt 70 W, die Arbeit dauert täglich 8,5 Stunden, um sicherzustellen, dass an 7 Tagen im Jahr durchgehend Licht vorhanden ist, auch an Regentagen.

Probieren Sie das Split-Design der Solarstraßenlaterne aus.

1 Solarzellenauswahl

1) Durchschnittliche Sonnenscheindauer im Jahr in Shanghai: siehe „Tabelle – 1“: 3,8 h.

2) Täglicher Stromverbrauch der Straßenlaternen:

(70/24) * 8,5 = 24,79 (Ah)

3) Gesamtladestrom der Batterie:

(24,79 * 1,05)/(3,8 * 0,85) = 8,06 (A)

1,05 ist der Gesamtverlustkoeffizient des Solarzellenmodulsystems und 0,85 ist der Ladewirkungsgrad der Batterie.

4) Gesamtleistung der Solarzellen

8,06 * 31,17 = 251,23 (W)

Wählen Sie 2 Stück Pm=135W Solarmodule parallel. Die beste Betriebsspannung beträgt 34,8 V. Optimaler Betriebsstrom 3,88 A. Die Komponentengröße beträgt 800 x 1580 x 50 mm

2.Batterieauswahl

Batteriekapazität: 8,06*(7+1)=64,48(Ah)

Wählen Sie eine wartungsfreie DC24V – 70Ah Blei-Säure-Batterie.

3.Der Verantwortliche

Wählen Sie den intelligenten Controller. Passen Sie die Controller-Parameter entsprechend den Anforderungen des Shanghaier Straßenlaternensystems an und schützen Sie die Batterie der Straßenlaterne

4. Winkel der Solarzelle

Siehe „Tabelle 1“, Neigungswinkel der Solarzellen in Shanghai:

31.17⁰+3⁰=34.17⁰

Die Richtung des Solarpakets ist genau nach Süden, leicht nach Westen, mit einem Horizontneigungswinkel von 34,17⁰

 ^5.Windwiderstandsbemessung von Laternenpfählen

Soweit möglich, werden Solar-Straßenlaternen-Sets verwendet. Der Hersteller muss geeignetes winddichtes Stützmaterial und Grundzeichnungen für die Laternenpfähle bereitstellen. Alternativ kann die Konstruktion der Laternenpfähle und des Fundaments durch professionelles technisches Personal entsprechend den örtlichen Klimabedingungen winddicht entworfen oder überprüft werden.

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