1.0總述
如今，太陽(yáng)能已經(jīng)成為人們公認(rèn)的結(jié)凈的綠色能源，并逐漸應(yīng)用于民生，造福人類(lèi)。其中太陽(yáng)能庭院燈就是太陽(yáng)能應(yīng)用方式的一種，依靠白天太陽(yáng)照射太陽(yáng)能光伏組件而產(chǎn)生電能，并將所產(chǎn)生的電能輸送到蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)存。晚上當(dāng)光照度降到一定程度時(shí)或達(dá)到某一時(shí)刻，通過(guò)控制器控制，使蓄電池對(duì)光源用電器放電。待到光照度升高到一定程度或某一時(shí)刻時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉用電。
2.0系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
太陽(yáng)能路燈主要由太陽(yáng)電池組件、組件支架、電控箱（內(nèi)裝控制器、蓄電池）、燈桿（含燈具）等幾部分組成。系統(tǒng)示意圖如下圖：
圖1太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)示意圖
2.1系統(tǒng)設(shè)置
本系統(tǒng)使用地區(qū)為**，其平均標(biāo)準(zhǔn)光照小時(shí)數(shù)為4.46小時(shí)。設(shè)系統(tǒng)每天正常工作8小時(shí)，每月連續(xù)陰雨天為5天，每?jī)蓚€(gè)連續(xù)陰雨天間隔20天。
2.2設(shè)計(jì)流程
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括：燈桿的選型，燈具的選型，太陽(yáng)能組件的配置，蓄電池、控制器的配置，系統(tǒng)保護(hù)措施設(shè)定。
3.0燈桿的選型
燈桿是整個(gè)路燈的支撐部分，對(duì)其硬度，高度，抗風(fēng)能力，防腐等有較高的要求；現(xiàn)在常用的材料為Q235，通過(guò)一系列工藝加工而成，表面噴鍍80μm的防腐層。
本系統(tǒng)安裝路況為主干道，路寬30米，采用雙側(cè)對(duì)稱(chēng)排布。根據(jù)路燈施工設(shè)計(jì)規(guī)范（見(jiàn)表1），本系統(tǒng)采用截光型燈具，安裝高度為10米（按照標(biāo)準(zhǔn)本應(yīng)安裝高度為15M，但是考慮高度越高，需要燈具的功率越大，燈桿設(shè)計(jì)越復(fù)雜，綜合考慮后選擇燈桿為12米，燈具安裝高度為10米），間距為30米。燈桿上下口直徑為Ф70/Ф250，材料厚度為3.75mm，圓錐度為11‰，地基尺寸500*500，法蘭盤(pán)尺寸及孔間距400*400*18-300，基礎(chǔ)架尺寸為300*300-Ф18。
表1燈具的配光類(lèi)型、布置方式與燈具的安裝高度、間距的關(guān)系
注:Weff為路面有效寬度(m)
4.0路燈功率的選擇
根據(jù)路燈施工設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表2）的要求，本系統(tǒng)屬于級(jí)別I，路面平均照度取20勒克斯（lx）。則由此可得出燈具的總光通量為：光通總量=（平均光照度*維護(hù)系數(shù)*照射面積）/（燈具數(shù)量*燈具利用系數(shù)）=（20*0.9*15*30）/0.95=8526lm。
表2 機(jī)動(dòng)車(chē)交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值
(含迎賓路、通向政府機(jī)關(guān)和大型公共建筑的主要道路，位于市中心或商業(yè)中心的道路)
目前作為道路照明的燈具有多種，包括高壓/低壓鈉燈，節(jié)能燈，LED燈等。其中LED等具有明顯的優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)道路照明燈具的趨勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為：
1、LED光照效率高，使用壽命長(zhǎng)，能使用5萬(wàn)小時(shí)以上；安裝簡(jiǎn)便：無(wú)需加埋電纜無(wú)需整流器等；具有獨(dú)特的二次光學(xué)設(shè)計(jì)，將LED路燈的光照射到所需照明的區(qū)域，進(jìn)一步提高了光照效率，以達(dá)到節(jié)能目的；
2、LED的光源效率高目前已達(dá)90-110lm/W，且光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍達(dá)到道路使用照度要求。
3.維護(hù)成本低：相對(duì)于傳統(tǒng)路燈，LED路燈維護(hù)成本極低，經(jīng)過(guò)比較，不到6年即可收回全部投入成本。
綜合上述原理，大功率LED路燈的節(jié)能效果顯著，代替高壓鈉燈可節(jié)電60%，依照市面上LED燈具的功率及其光通量數(shù)據(jù)，選擇120W（直流24V）較合適。
LED燈具有交流和直流兩種，為減少成本以及功率損耗，本系統(tǒng)選擇直流LED燈，型號(hào)為D24/120。
注：燈具利用系數(shù)是指投射到一條無(wú)限長(zhǎng)一定寬度的平直道路上的光通量與LED燈具輸出光通量的比值。
5.0蓄電池、電池板選型
選型過(guò)程：
（1）負(fù)載日耗電量Q=W*H/U=120*8/24=40Ah。式中U為系統(tǒng)蓄電池標(biāo)稱(chēng)電壓
（2）滿(mǎn)足負(fù)載日用電的太陽(yáng)能電池組件的充電電流I1=Q*1.05/h/0.85/0.9=40*1.05/4.46/0.85/0.9A=12.3A式中1.05為太陽(yáng)能充電綜合損失系數(shù)，0.85為蓄電池充電效率、0.9為控制器效率，h為標(biāo)準(zhǔn)峰值時(shí)數(shù)，為4.46小時(shí)。
（3）蓄電池容量的確定滿(mǎn)足連續(xù)5個(gè)陰雨天正常工作的電池容量CC=Q*（d+1）/0.8*1.1=40*6/0.8*1.1=330Ah式中0.8為蓄電池放電深度，1.1為蓄電池安全系數(shù)，選取2節(jié)12V180Ah的電池串成電池組。
（4）連續(xù)陰雨天過(guò)后需要恢復(fù)蓄電池容量的太陽(yáng)能電池組件充電電流I2I2=C*0.8/h/D=330*0.8/4.46/20=2.96A式中0.8為蓄電池放電深度，D為兩次連續(xù)陰雨天間隔天數(shù)。
（5）太陽(yáng)電池組件的功率為（I1+I2）*30=（12.3+2.96）*30=457Wp式中30為太陽(yáng)電池組件工作電壓，選取2塊峰值功率為230W的太陽(yáng)能電池組件。
6.0控制器選型
控制器是整個(gè)路燈系統(tǒng)中充當(dāng)管理者的關(guān)鍵部件，它的最大功能是對(duì)蓄電池進(jìn)行全面的管理，好的控制器應(yīng)當(dāng)根據(jù)蓄電池的特性，設(shè)定各個(gè)關(guān)鍵參數(shù)點(diǎn)，比如蓄電池的過(guò)充點(diǎn)、過(guò)放點(diǎn)，恢復(fù)連接點(diǎn)等
光伏控制器的配置選型要根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)并參考廠(chǎng)家提供的產(chǎn)品樣本手冊(cè)來(lái)確定。一般要考慮下列幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：
1、系統(tǒng)工作電壓
指太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池組的工作電壓，這個(gè)電壓要根據(jù)直流負(fù)載的工作電壓或交流逆變器的配置造型確定，一般有12V、24V、48V、110V和220V等。
2、光伏控制器的額定輸入電流和輸入路數(shù)
光伏控制器的額定輸入電流取決于太陽(yáng)能電池組件或方陣的輸入電流，選型時(shí)光伏控制器的額定輸入電流應(yīng)等于或大于太陽(yáng)能電池的輸入電流。光伏控制器的輸入路數(shù)要多于或等于太陽(yáng)能電池方陣的設(shè)計(jì)輸入路數(shù)。小功率控制器一般只有一路太陽(yáng)能電池方陣輸入，大功率光伏控制器通常采用多路輸入，每路輸入的最大電流=額定輸入電流/輸入路數(shù)，因此，各路電池方陣的輸出電流應(yīng)小于或等于光伏控制器每路允許輸入的最大電流值。
3、光伏控制器的額定負(fù)載電流
也就是光伏控制器輸出到直流負(fù)載或逆變器的直流輸出電流，該數(shù)據(jù)要滿(mǎn)足負(fù)載或逆變器的輸入要求。
除上述主要技術(shù)數(shù)據(jù)要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求以外，使用環(huán)境溫度、海拔高度、防護(hù)等級(jí)和外形尺寸等參數(shù)以及生產(chǎn)廠(chǎng)家和品牌也是控制器配置造型時(shí)要考慮的因素。
本系統(tǒng)選用額定電壓24V，額定電流20A的控制器。
7.0安裝要求
1.燈桿：燈桿安裝地點(diǎn)不宜有高大樹(shù)木，燈桿因安裝點(diǎn)應(yīng)距路邊有一定距離。
2.懸挑：燈具的懸挑長(zhǎng)度不宜超過(guò)安裝高度的1/4。
3.燈具：燈具的仰角不宜超過(guò)15°，最大光強(qiáng)投射方向和垂線(xiàn)交角不宜超過(guò)65°。
4.地基：地基設(shè)置地點(diǎn)必須排水順暢；距安裝地點(diǎn)10米內(nèi)存在河流、水坑等低洼積水點(diǎn)，則地基最低點(diǎn)必須高于積水點(diǎn)50年內(nèi)最高水位；安裝地點(diǎn)地下不能鋪設(shè)有電纜、光纜等公共設(shè)施，影響施工、安裝。
8.0配置清單及報(bào)價(jià)
9.0總結(jié)
太陽(yáng)能路燈的優(yōu)越性是不容置疑的，然而它的經(jīng)濟(jì)性卻一直受到質(zhì)疑。原因是它的初始投資太大。其中最貴的是太陽(yáng)能電池板。而為了保證在連續(xù)3－5個(gè)陰雨天氣還能正常工作，通常太陽(yáng)能電池的功率要比LED消耗功率大2－3倍。另一個(gè)價(jià)錢(qián)比較貴的就是LED燈頭。鉛蓄電池也占用不部分成本。盡管太陽(yáng)能路燈的初始安裝成本要大于市電路燈，但是太陽(yáng)能路燈在安裝之后追加成本非常低，而市電路燈除了每天固定消耗電網(wǎng)電能外，在線(xiàn)路維護(hù)、燈具更換等方面的頻率和成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于太陽(yáng)能路燈，長(zhǎng)期成本要大的多。
太陽(yáng)能照明的其它優(yōu)勢(shì)：綠色環(huán)保，能為高尚生態(tài)小區(qū)的開(kāi)發(fā)和推廣增加新的賣(mài)點(diǎn)；可持續(xù)降低物業(yè)管理成本，減少業(yè)主公共分?jǐn)偛糠值馁M(fèi)用。
綜上對(duì)比所述，太陽(yáng)能照明之安全無(wú)隱患、節(jié)能無(wú)消耗、綠色環(huán)保、安裝簡(jiǎn)便、自動(dòng)控制免維護(hù)等固有的特性將為樓盤(pán)的銷(xiāo)售、市政工程的建設(shè)直接帶來(lái)明顯可利用的優(yōu)勢(shì)。
