Il lampione solare di tipo Split è composto da pannelli solari (inclusa la staffa), testa della lampada, scatola di controllo (con controller, batteria, ecc.) e palo della lampada, base, ecc. I lampioni solari di tipo Split generalmente formano il proprio sistema di alimentazione e non sono collegati alla rete elettrica. Esistono due tipi di lampione solare sistema: 12V e 24V.
Selezione delle celle solari
1.Tipi:
Le celle solari convertono l'energia solare in elettricità. Esistono tre tipi di celle solari più pratiche: silicio monocristallino, silicio policristallino e silicio amorfo.
1) I parametri prestazionali delle celle solari in silicio monocristallino sono relativamente stabili. Sono adatte all'uso nelle aree meridionali, dove ci sono più giorni di pioggia e meno luce solare;
2) Il processo di produzione delle celle solari in silicio policristallino è relativamente semplice e il prezzo è inferiore a quello del silicio monocristallino. È adatto all'uso nelle aree orientali e occidentali con sufficiente luce solare e buona insolazione;
3) Le celle solari in silicio amorfo hanno bassi requisiti in termini di luce solare e sono adatte ad aree esterne con luce solare insufficiente.
2.Tensione di lavoro
La tensione di lavoro della cella solare è circa 1,5 volte la tensione della batteria, il che può garantire la normale carica della batteria. Per caricare una batteria da 6 V sono necessari 8-9 V.
Per caricare batterie da 12 V, sono necessarie celle solari da 15-18 V. Per caricare una batteria da 24 V, è necessaria una cella solare da 33-36 V.
3. Potenza di uscita WP
La potenza di uscita per unità di superficie delle celle solari è di circa 127 Wp/m2.
Le celle solari sono generalmente composte da più celle solari in serie e la loro capacità dipende dal consumo totale delle sorgenti luminose e dei componenti di trasmissione.
Potenza e radiazione solare locale. La potenza di uscita della cella solare dovrebbe essere superiore a 3-5 volte la potenza della sorgente luminosa: quando la luce è abbondante e la lampada è accesa
La breve area di soleggiamento è più di (3-4) volte, e viceversa.
4 Ore medie di soleggiamento H
La potenza di uscita WP della cella solare è lo standard 10L definito dalla Commissione Europea in condizioni di luce solare standard, con un'intensità di radiazione di 1000 W/m². La potenza di uscita delle celle solari con qualità atmosferica AM1.5 e temperatura della cella di 252 °C. La potenza di uscita della stessa cella solare varia in momenti e luoghi diversi. Le cosiddette condizioni standard sono vicine alle condizioni di luce solare intorno a mezzogiorno in una giornata di sole.
Tabella 1 condizioni di soleggiamento nelle diverse regioni della Cina
| Divisione regionale | Regioni ricche | Regioni relativamente ricche | Aree disponibili | Zona povera |
Radiazione totale annua (KJ/cm)2.Anno) | ≥580 | 500～580 | 420～500 | ≤420 |
|
Regione | Mongolia Interna occidentale, Gansu occidentale, Xinjiang meridionale, altopiano tibetano del Qinghai | Xinjiang settentrionale, Cina nordorientale, Mongolia interna orientale, Cina settentrionale, Shanxi settentrionale, Ningxia, Gansu, Altopiano tibetano del Qinghai orientale, Hainan, Taiwan | Estremità nord-orientale, Mongolia interna Hulun, corso inferiore del fiume Yangtze, Fujian, Guangdong, Guangxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Shaanxi | Parti di Chongqing, Sichuan, Guizhou, Guangxi e Jiangxi |
| Giorni di pioggia continua | 2 | 3 | 7 | 5 |
| Caratteristiche | Soleggiamento annuo≥3000h Percentuale ≥0,75 | Soleggiamento annuo 2400～3000h Percentuale 0,6 ～ 0,7 | Soleggiamento annuo 1600 ~ 2400 ore Percentuale 0,6～ 0,4 | Soleggiamento annuo≤1600h Percentuale ≤0,4 |
5. Selezione e installazione dei componenti dell'illuminazione solare.
Generalmente, i pali per lampioni solari di tipo Split sono alti più di 5 metri e hanno un baricentro alto. La maggior parte dei pannelli solari è di tipo sospeso, per migliorare la resistenza al vento dell'intera apparecchiatura, generalmente
Selezionare la potenza dei componenti richiesta dalla composizione di più pannelli solari.
Tabella 3: Tempo medio annuo di soleggiamento e angolo di installazione ottimale delle principali città della Cina
| Città | Latitudine | Inclinazione ottimale（0） | Tempo medio annuo di soleggiamento (h) | Città | Latitudine | Inclinazione ottimale（0） | Tempo medio annuo di soleggiamento (h) |
| Harbin | 45.68 | +3 | 4.4 | Hangzhou | 30.23 | +3 | 3.42 |
| Changchun | 43.90 | +1 | 4.8 | Nanchang | 28.67 | +2 | 3.81 |
| Shenyang | 41.77 | +1 | 4.6 | Fuzhou | 26.08 | +4 | 3.46 |
| Pechino | 39.8 | +4 | 5 | Ji'nan | 36.68 | +6 | 4.44 |
| Tianjin | 39.10 | +5 | 4.65 | Zhengzhou | 34.72 | +7 | 4.04 |
| Hohhot | 40.78 | +3 | 5.6 | Wuhan | 30.63 | +7 | 3.80 |
| TaiYuan | 37.78 | +5 | 4.8 | Changsha | 28.20 | +6 | 3.22 |
| Urumqi | 43.78 | +12 | 4.6 | Canton | 23.13 | -7 | 3.52 |
| Xi Ning | 36.75 | +1 | 5.5 | Haikou | 20.03 | +12 | 3.75 |
| LanZhou | 36.05 | +8 | 4.4 | Nanning | 22.82 | +5 | 3.54 |
| Yinchuan | 38.48 | +2 | 5.5 | Chengdu | 30.67 | +2 | 2.87 |
| Xi An | 34.30 | +14 | 3.6 | Guiyang | 26.58 | +8 | 2.84 |
| ShangHai | 31.17 | +3 | 3.8 | Kunming | 25.02 | -8 | 4.26 |
| Nan Jing | 32.00 | +5 | 3.94 | Lhasa | 29.70 | -8 | 6.7 |
Selezione della batteria
La batteria immagazzina l'energia generata dal pannello solare quando è illuminato e la rilascia quando è necessario illuminarlo di notte.
Viene discusso principalmente il sistema di illuminazione stradale solare di tipo Split con batteria
Selezione del tipo
1) Batteria al piombo-acido (CS): adatta per scariche a bassa temperatura e alta velocità, bassa energia specifica, per la maggior parte degli attuali lampioni solari di tipo Split. Sigillatura senza manutenzione, prezzo contenuto. Prestare attenzione a prevenire l'inquinamento da piombo-acido, che dovrebbe essere gradualmente eliminato.
2) Batteria al nichel-cadmio (Ni-Cd): elevata velocità di scarica, buone prestazioni a bassa temperatura, lunga durata, sistema compatto. Prestare attenzione a prevenire l'inquinamento da cadmio.
3) Batteria Ni-H: elevata velocità di scarica, buone prestazioni a bassa temperatura, prezzo basso, batteria ecologica, non inquinante e rispettosa dell'ambiente. Sistema di piccole dimensioni.
4) Batteria al litio: dimensioni ridotte, buone prestazioni in temperatura, nessun inquinamento, lunga durata.
Attualmente, le batterie al piombo-acido senza manutenzione, le batterie al piombo-acido tradizionali e le batterie alcaline al nichel-cadmio sono sempre meno utilizzate per motivi di tutela ambientale e di volume. Le persone tendono a utilizzare batterie al litio dal design più compatto, in particolare le batterie al litio-ferro-fosfato, stabili e di lunga durata.
Selezione della capacità
La capacità della batteria è troppo piccola per soddisfare le esigenze di illuminazione notturna, se la capacità è troppo grande, la batteria è sempre in uno stato di perdita di potenza, il che influisce sulla durata della batteria,
Provoca anche sprechi. Il rapporto tra la capacità della batteria (ah) e la capacità di carico (ah) dovrebbe essere superiore a 3-6 volte: nelle aree con meno giorni di pioggia continua, dovrebbe essere superiore a 3-4 volte
Nei giorni di pioggia la temperatura è 5-6 volte superiore.
Collegamento della batteria
Quando si collegano in parallelo, si deve considerare l'effetto sbilanciato di ciascuna cella. Il numero di gruppi paralleli non deve superare
Prestare attenzione all'antifurto della batteria.
Controllore
Il funzionamento del lampione solare è controllato da un controller. La maggior parte dei controller realizza un controllo intelligente. Il controller deve avere le seguenti funzioni:
1. Controllo dei lampioni stradali
Sono disponibili il controllo della luce, il controllo del tempo, il controllo della temperatura e altre funzioni. Con funzione dimmer (o luci notturne)
2. Gestione della batteria
Limitare le condizioni di carica e scarica della batteria per prolungarne la durata:
1) Controllo anti-inversione di carica:
2) Controllo anti-sovraccarico:
3) Controllo antiscarica eccessiva;
4) Compensazione della temperatura.
Protezione automatica
Protezione da inversione di polarità delle celle solari, protezione da inversione di polarità della batteria, protezione da circuito aperto della batteria, protezione da carica inversa notturna, protezione da cortocircuito in uscita, ecc.
Display luminoso dell'indicatore
Visualizza lo stato di funzionamento dei componenti principali del lampione solare: batteria, cella solare, lampada LED, ecc.
Tensione del controller
Tensione del controller = tensione della batteria.
Progettazione dell'angolo di inclinazione della cella solare
L'inclinazione dell'angolo della cella solare si riferisce all'angolo tra il piano del pannello solare e il terreno orizzontale.
L'angolo di inclinazione del modulo solare (che si riferisce all'angolo tra il piano della cella solare e il piano di terra) è stato discusso in molti ambienti tecnici. Angolo di inclinazione in base alla posizione.
Impostare (latitudine, ecc.) per determinare; la parte anteriore del pannello solare è rivolta verso il sole (o leggermente a sud-ovest) e l'angolo di inclinazione è coerente con la latitudine locale. Se le condizioni lo consentono
L'angolo di inclinazione del pannello solare può essere regolato in base alla stagione.
Per l'angolo di installazione delle celle solari nelle principali città della Cina, fare riferimento alla "tabella 3".
Design resistente al vento del lampione solare
progettazione resistente al vento del modulo a celle solari
In base alla potenza massima del vento, viene eseguita la progettazione della resistenza al vento del lampione solare:
Tabella 4 relazione corrispondente tra forza del vento e velocità del vento
| Nome | Velocità massima del vento (m/s) | Forza del vento (grado) | Nome | Velocità massima del vento (m/s) | Forza del vento (grado) |
| depressione tropicale (TD) | 10,8 ～17,1 | 6～7(in basso al centro) | Tifone (TY) | 32,7 ~ 41,4 | 12 ～13 |
| tempesta tropicale (TS) | 2 ～24.4 | 8～9 | violento tifone (STY) | 41,5 ~ 50,9 | 14-15 anni |
| Forte tempesta tropicale (STS) | 24,5 ~ 32,6 | 10 ～11 | Super tifone (Super TY) | ＞51.0 | ≥16 |
Nota: da “GB / T 19201-2006”
Ci sono più tifoni nel sud della Cina. Il palo del lampione solare dovrebbe essere in grado di resistere almeno a tifoni di grado 12, e la maggior parte delle aree del nord dovrebbe resistere a tempeste di grado 10.
Progettazione della resistenza al vento del palo della lampada stradale
1) Modulo solare: il produttore deve garantire che possa resistere alla velocità del vento locale senza danni, con particolare attenzione al collegamento tra la staffa del modulo batteria e il palo della luce.
2) Palo di illuminazione e fondamenta; progettazione della resistenza al vento del palo del lampione e delle fondamenta e altezza, area, angolo di inclinazione, struttura del palo, velocità massima del vento locale, ecc. del pannello della batteria
In tal caso, il calcolo e la progettazione devono essere eseguiti dal produttore del palo della lampada o dal responsabile della disciplina strutturale per garantire la stabilità del palo della lampada solare tipo Split alla massima velocità del vento.
Principale fonte di luce e applicazione dell'illuminazione solare
Esistono due forme di sorgente luminosa e di sistema di energia solare:
Lampada HID
1) Ballast elettronico per lampade HID alimentate a energia solare (o trigger, come descritto di seguito). ）In realtà, si tratta di un convertitore CC/CA ad alto valore. Pertanto, il sistema di illuminazione stradale solare di tipo Split generalmente non necessita di un inverter CC/CA aggiuntivo per ridurre le perdite di circuito. Questa soluzione è adatta per il nuovo progetto di illuminazione stradale solare.
2) Dotato di alimentatore elettronico tradizionale per lampade HID: collegato alla rete elettrica AC220. L'alimentatore elettronico è essenzialmente un convertitore ad alta frequenza AC/DC/AC. Se collegato a un impianto solare, è necessario aggiungere un piccolo inverter DC/AC tra la batteria e l'alimentatore elettronico per lampade HID. Questo modello è adatto per la ristrutturazione di lampioni stradali.
lampada a LED
I lampioni ad energia solare non necessitano di un inverter CC/CA aggiuntivo per ridurre le perdite del circuito e consentono un risparmio energetico fino a 65% rispetto ai lampioni solari convenzionali.
Applicazione: le lampade LED solari a bassa potenza sono utilizzate in aree residenziali o commerciali, ad esempio 5W / 10W / 15W / 25W / 30W, ecc. I lampioni solari ad alta potenza sono generalmente utilizzati in parchi industriali e illuminazione stradale, ad esempio 40W / 60W / 80W / 100W / 120W.
Protezione contro i fulmini e messa a terra
Tensione di sicurezza
Il lampione solare generalmente utilizza corrente continua (DC2V) o continua (DC24V). Si tratta di una tensione sicura e non prevede la messa a terra di protezione elettrica.
Protezione contro i fulmini e messa a terra
1) I lampioni stradali e i pannelli solari non devono essere utilizzati come parafulmini;
2) Utilizzare un lampione in metallo come parafulmine e come cavo di discesa:
3) Quando la gabbia di rinforzo della fondazione del lampione è inferiore a -0,50 m e la superficie del rinforzo è superiore a 0,37 m², può essere utilizzata come corpo di messa a terra per la protezione contro i fulmini. In caso contrario, è necessario aggiungere un elettrodo di messa a terra artificiale, con una resistenza di messa a terra ≤ 10 Ω. Se necessario, collegare il corpo di messa a terra. Il metodo di messa a terra è lo stesso di quello dei lampioni stradali generici.
4) La protezione contro i fulmini TV (soppressione della tensione transitoria) è impostata nel controller del lampione stradale
Esempio di progettazione
I lampioni solari a LED split saranno installati su un marciapiede a Shanghai. Il lampione è alto 5 metri, la tensione di ingresso del lampione è di 24 V, la potenza è di 70 W e il funzionamento è di 8,5 ore al giorno, per garantire l'illuminazione continua anche nei giorni di pioggia.
Prova il design del lampione solare Split-type.
1 selezione di celle solari
1) tempo medio annuo di sole a Shanghai: controlla la “tabella — 1”: 3,8 ore.
2) consumo giornaliero di energia elettrica dei lampioni:
(70/24) * 8,5 = 24,79 (Ah)
3) corrente di carica totale della batteria:
(24,79 *1,05)/(3,8*0,85)=8,06(A)
1,05 è il coefficiente di perdita complessivo del sistema di moduli a celle solari e 0,85 è l'efficienza di carica della batteria.
4) potenza totale delle celle solari
8,06 * 31,17 = 251,23 (W)
Selezionare 2 pannelli solari PM=135W in parallelo. La tensione di esercizio ottimale è 34,8V. La corrente di esercizio ottimale è 3,88A. Le dimensioni del componente sono 800*1580*50mm.
2.Selezione della batteria
Capacità della batteria: 8,06*(7+1)=64,48(Ah)
Scegli una batteria al piombo-acido DC24V – 70Ah senza manutenzione.
3. Il controllore
Selezionare il controller intelligente. In base ai requisiti del sistema di illuminazione stradale di Shanghai, regolare i parametri del controller e proteggere la batteria dell'illuminazione stradale.
4. Angolo della cella solare
Controllare la “tabella — 1”, angolo di inclinazione delle celle solari a Shanghai:
31.170+30=34.170
La direzione del pacco solare è leggermente verso sud-ovest, con un angolo di inclinazione dell'orizzonte di 34,170
5.Progettazione della resistenza al vento del lampione
Per quanto possibile, per utilizzare set di prodotti per lampioni solari, il produttore deve fornire materiale di supporto antivento qualificato e disegni di base, oppure la struttura deve essere realizzata da personale tecnico professionale in base alle condizioni climatiche locali dei pali della lampada e alla progettazione o verifica antivento delle fondamenta.
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