El principio de funcionamiento y el diseño de la farola solar LED 065438 + Viernes 25 de octubre de 2008 22:28 Prólogo: Con la intensificación de la crisis energética mundial, los países están buscando soluciones a la crisis energética, y una de las formas es buscar nuevas Energía y energías renovables El segundo es buscar nuevas tecnologías de ahorro de energía para reducir el consumo de energía y mejorar la eficiencia en el uso de la energía. La energía solar es la fuente de energía más directa, común y limpia del planeta. Como enorme fuente de energía renovable, la energía radiante que llega a la superficie terrestre cada día es de unos 250 millones de barriles de petróleo, que se puede decir que es inagotable. El espectro de los LED está casi concentrado en la banda de luz visible, por lo que la eficiencia luminosa es alta. En términos generales, las lámparas de bajo consumo pueden ahorrar 4/5 de energía, lo cual es una gran iniciativa, pero los LED pueden ahorrar 1/4 de energía que las lámparas de bajo consumo, lo que representa una reforma mayor de las fuentes de luz de estado sólido. La iluminación LED solar combina las ventajas de la energía solar y la LED. Este artículo analiza y presenta en detalle una farola LED solar de alta potencia, como se muestra en la Figura 1, Introducción al sistema 1. La composición básica del sistema se muestra en la Figura 2. El sistema consta de componentes de células solares (incluidos soportes), portalámparas LED, cajas de control (con controlador y batería) y postes de luz. La eficiencia luminosa del panel solar alcanza 127Wp/m2, lo cual es muy eficiente y favorece el diseño del sistema resistente al viento. En la parte del portalámparas, un LED blanco de 1W y un LED amarillo de 1W están integrados en la placa de circuito impreso y dispuestos en una celosía a cierta distancia como una fuente de luz plana. La caja de control está hecha de acero inoxidable, que es hermoso y duradero; la batería de plomo-ácido sin mantenimiento y el controlador de carga y descarga se colocan en la caja de control. El sistema utiliza baterías de plomo-ácido selladas y reguladas por válvulas, que también se denominan "baterías sin mantenimiento" debido a sus bajos requisitos de mantenimiento, lo que ayuda a reducir los costos de mantenimiento del sistema. El diseño del controlador de carga y descarga tiene en cuenta funciones completas (incluido control de iluminación, control de tiempo, protección contra sobrecarga, protección contra sobredescarga y protección de conexión inversa, etc.) y control de costos para lograr un rendimiento de alto costo. Se introduce el principio de funcionamiento de 1.2. El principio de funcionamiento de este sistema es simple. Durante el día, los paneles solares de efecto fotovoltaico reciben la energía de la radiación solar, la convierten en energía eléctrica y la almacenan en la batería a través del controlador de carga y descarga. Por la noche, cuando la iluminación disminuye gradualmente a aproximadamente 10 lux y el voltaje del circuito abierto del panel solar es de aproximadamente 4,5 V, el controlador de carga y descarga detecta este valor de voltaje y actúa, y la batería descarga el cabezal de la lámpara. Después de 8,5 horas de descarga de la batería, el controlador de carga y descarga se activa y finaliza la descarga de la batería. La función principal del controlador de carga y descarga es proteger la batería. 2. Ideas de diseño de sistemas En comparación con la iluminación solar general, los principios básicos de diseño de las farolas solares son los mismos, pero hay más vínculos a considerar. A continuación se tomará como ejemplo la farola solar LED de alta potencia de Hong Kong Lee Zhen Ming Group Co., Ltd. para analizarla desde varios aspectos. 2.1 Requisitos de diseño y selección del módulo de células solares: en Guangzhou, el voltaje de entrada de la carga es de 24 V, el consumo de energía es de 34,5 W, el tiempo de trabajo es de 8,5 h por día y hay 7 días de lluvia consecutivos. (1) La cantidad promedio de radiación anual en Guangzhou en los últimos veinte años es 65.438+007,7 kcal/cm2. Un cálculo simple de las horas pico de sol en Guangzhou es aproximadamente 3.424 h ⑵ Consumo de energía de carga diaria = = 12,2 ah ⑵ Total requerido; módulos solares Corriente de carga = 1,05 × 12,2 × (3,424 × 0,85) = 5,9a El día de diseño más corto entre dos días lluviosos consecutivos es 20 días y 1,05 es energía solar. (4) Potencia total mínima del módulo de células solares = 17,2×5,9 = 102W. La potencia de salida máxima es de 110 Wp, y un único módulo de batería estándar de 55 Wp debería poder garantizar que el sistema de alumbrado público funcione normalmente en la mayoría de los casos durante un año. 2.2 Selección de la batería El cálculo de la capacidad de diseño de la batería es más sencillo que el vataje máximo en los módulos solares. Según el cálculo anterior, el consumo de energía diario de la carga es 12,2 AH. La batería puede funcionar de forma continua durante 7 días de lluvia cuando está completamente cargada, incluyendo el trabajo de la primera noche, la capacidad de la batería es 12,2 × (7+1) =. 97,6 (AH). Dos baterías. Una batería de 12V100AH puede cumplir con los requisitos. 2.3 Diseño del ángulo de inclinación del soporte del módulo de células solares 2.3.1 Para que el módulo de células solares reciba la mayor cantidad de radiación solar posible en un año, debemos elegir un ángulo de inclinación óptimo para el módulo de células solares. En los últimos años, ha habido muchas discusiones en algunas revistas académicas sobre el ángulo de inclinación óptimo de los módulos de células solares. El alumbrado público se utiliza en el área de Guangzhou. Según la literatura relacionada con este diseño [1], el ángulo de inclinación del soporte del módulo de células solares se selecciona para que sea de 16o. 2.3.2 Diseño resistente al viento En el sistema de alumbrado público solar, una cuestión estructural que requiere gran atención es el diseño resistente al viento. El diseño resistente al viento se divide principalmente en dos partes. Una es el diseño resistente al viento del soporte del componente de la batería y la otra es el diseño resistente al viento del poste de luz. El siguiente análisis se basa en los dos bloques anteriores. ⑴Diseño resistente al viento del soporte del módulo de células solares De acuerdo con los datos de parámetros técnicos del fabricante del módulo de batería, la presión de barlovento que el módulo de células solares puede soportar es 2700Pa. Si el coeficiente de resistencia al viento es de 27 m/s (equivalente a un tifón de categoría 10), según la mecánica de fluidos no viscosos, la presión del viento que soporta el módulo de batería es de sólo 365 Pa. Por lo tanto, el módulo en sí puede soportar completamente velocidades de viento de 27 m/s sin sufrir daños. Por lo tanto, la consideración clave en el diseño es la conexión entre el soporte del conjunto de la batería y el poste de luz. En el diseño de este sistema de alumbrado público, la conexión entre el soporte del módulo de batería y el poste de luz está diseñada para fijarse con postes con pernos.
⑵ El diseño resistente al viento de los postes de alumbrado público Los parámetros de alumbrado público son los siguientes: el ángulo de inclinación del panel de la batería A = 16o la altura del poste de alumbrado público es de 5 metros el ancho de la soldadura en la parte inferior de la luz; polo δ = 4 mm; el diámetro exterior del poste de luz es 168 mm como se muestra en la Figura 3, la superficie de soldadura donde se ubica es la superficie de falla del poste de luz; La distancia desde el punto de cálculo P del momento de resistencia W de la superficie dañada del poste de luz hasta la línea de acción de la carga del panel F en el poste de luz es PQ = [500(168+6)/tan 16o]× sen 16o = 1545mm = 1.545M Por lo tanto, el momento de carga que actúa sobre la superficie dañada del poste de luz M = F×655M Según el diseño, la velocidad máxima permitida del viento es de 27 m/s, la carga básica del doble. El panel de farola solar con cabezal de lámpara de 2 × 30 W es 730N. Considerando el factor de seguridad de 1,3, F = 1,3×730 = 949N. Por lo tanto, m = f×1.545 = 949×1.545 = 1466n m. Según la derivación matemática, el momento resistente de la superficie de falla anular es w = π× (3R2δ+3Rδ 2+δ 3). En la fórmula anterior, r es el diámetro interior del anillo y δ es el ancho del anillo. Momento resistente w de la superficie de deslizamiento =π×(3r 2δ+3rδ2+δ3)=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768 mm3 = 88.768×10-6 m3 carga de viento en la superficie deslizante Esfuerzo causado por el momento = m/w .(88.768×10-6)= 16.5×1068 Por lo tanto, el ancho de soldadura seleccionado en el diseño cumple con los requisitos. Siempre que se pueda garantizar la calidad de la soldadura, no hay problema con la resistencia al viento del poste de la lámpara. 2.4 Controlador La función principal del controlador de carga y descarga solar es proteger la batería. Las funciones básicas deben tener protección contra sobrecarga, protección contra sobredescarga, control de luz, control de tiempo y funciones de conexión anti-reversa. Los parámetros generales de voltaje de protección contra sobrecarga y sobredescarga de la batería se muestran en la Tabla 1. Cuando el voltaje de la batería alcance el valor establecido, el estado del circuito cambiará. En cuanto a la selección de dispositivos, actualmente existen algunos microcontroladores y algunos comparadores con muchas soluciones, cada uno con sus propias características y ventajas. El plan correspondiente debe seleccionarse según las necesidades del grupo de clientes, por lo que no entraré en detalles aquí. 2.5 Tratamiento de superficies Esta serie de productos adopta la nueva tecnología de recubrimiento electrostático, principalmente recubrimientos de materiales de construcción profesionales FP, que pueden cumplir con los requisitos de los clientes en cuanto al color de la superficie del producto y la armonía ambiental. Al mismo tiempo, el producto tiene altas propiedades de autolimpieza, fuerte resistencia a la corrosión, resistencia al envejecimiento y es adecuado para cualquier entorno climático. La tecnología de procesamiento está diseñada para recubrirse con galvanización en caliente, lo que mejora en gran medida el rendimiento del producto y cumple con los requisitos más estrictos de AAMA2605.2005. Otros indicadores cumplen o superan los requisitos pertinentes de GB. 3. Conclusión El diseño general básicamente toma en consideración todos los aspectos; el diseño de selección de potencia máxima y el diseño de selección de capacidad de la batería de los módulos fotovoltaicos adoptan los métodos de diseño más comunes en la actualidad, y las ideas de diseño son científicas y el diseño de resistencia al viento se analiza desde el punto de vista científico. el soporte del conjunto de la batería y la columna de la lámpara; el análisis integral de la superficie adopta la tecnología más avanzada; la estructura general de la farola es simple y hermosa; el funcionamiento real ha demostrado que todos los enlaces cooperan bien; En la actualidad, la inversión inicial en iluminación LED solar sigue siendo un gran problema que nos preocupa. Sin embargo, la eficiencia luminosa de las células solares está mejorando gradualmente y el precio disminuirá gradualmente. Del mismo modo, la eficiencia luminosa de los LED en el mercado también está mejorando rápidamente, pero el precio está bajando. En comparación con la protección del medio ambiente y el ahorro de energía de la energía solar y los LED renovables, limpios y libres de contaminación, la energía fósil convencional se está volviendo cada vez más tensa y causará una contaminación cada vez más grave al medio ambiente después de su uso. Por tanto, la iluminación LED solar, como iluminación exterior emergente, nos mostrará una vitalidad ilimitada y amplias perspectivas.
Referencia:
/coffee ko/blog/item/12b 585026030 fc 0 B4 bfb 518c html
.