【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 技領(lǐng)域。隨著太陽(yáng)能光伏技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，在民用方面首先應(yīng)用在照明燈具上。近幾年來(lái)，太陽(yáng)能燈具產(chǎn)品由于環(huán)保節(jié)能的雙重優(yōu)勢(shì)，太陽(yáng)能庭院燈、太陽(yáng)能草坪燈和太陽(yáng)能裝飾燈等應(yīng)用逐漸形成規(guī)模 。 大量試驗(yàn)表明，太陽(yáng)能燈具和普通燈具對(duì)比分析后得出：在滿足同樣照明要求的條件下，兩種不同的供電方式，太陽(yáng)能燈成本比普通燈具要高；如果將投入工程的施工費(fèi)用計(jì)入整個(gè)工程，則兩種燈具在初始投資時(shí)造價(jià)相當(dāng)。工程越大， 2 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 普通燈具的工程施工費(fèi)用越高，其初始投入大于太陽(yáng)能燈具。使用時(shí)間越長(zhǎng)，越能彰顯太陽(yáng)能燈具的實(shí)惠。如果把人力、物力計(jì)算在內(nèi)，普通燈具的輔助費(fèi)用與維護(hù)費(fèi)用都將比預(yù)算的高。在后續(xù)的使用費(fèi)用上（電費(fèi)、維護(hù)費(fèi)用等），太陽(yáng)能燈具的優(yōu)勢(shì)更明顯。 “如果 在全國(guó)推廣使用 3 億只太陽(yáng)能燈，其節(jié)能效果相當(dāng)于新建一個(gè)三峽工程 ”，中山市百特照明科技有限公司朱建平經(jīng)理介紹。 據(jù)了解，太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)已被越來(lái)越多的人所接受。作為太陽(yáng)能應(yīng)用的系列產(chǎn)品之一，太陽(yáng)能燈具一直是各方研究和關(guān)注的焦點(diǎn)。在已有技術(shù)基礎(chǔ)上，技術(shù)人員與廠商集思廣益，在諸多方面取得了突破性進(jìn)展，為太陽(yáng)能燈最終走向千家萬(wàn)戶打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。專家預(yù)測(cè)，太陽(yáng)能照明在未來(lái)十年后將會(huì)普及，成為未來(lái)照明行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。 太陽(yáng)能路燈與普通路燈比較 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，太陽(yáng)能逐漸被開發(fā)利用，并已成為最有發(fā)展前景的 環(huán)保能源之一，太陽(yáng)能照明就是利用太陽(yáng)能最重要的途徑。太陽(yáng)能照明路燈采用高效單晶硅太陽(yáng)能電池供電，采用免維護(hù)密封型蓄電池貯存電能，用高效節(jié)能燈照明，并采用先進(jìn)的充放電和照明控制電路，具有性質(zhì)可靠、發(fā)光效率高、亮度大、安裝方便、無(wú)需鋪設(shè)電纜電線，無(wú)需交流電能和電費(fèi)，采用直流供電，光敏控制、安全可靠、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，實(shí)用 )壽命長(zhǎng)，是未來(lái)戶外照明的發(fā)展方向和照明燈具中的一枝新秀。 市電照明燈具安裝復(fù)雜：在市電照明燈具工程中有復(fù)雜的作業(yè)程序，首先要鋪設(shè)電纜，這里就要進(jìn)行電纜溝的開挖、鋪設(shè)暗管、管內(nèi)穿線、回填等大量 基礎(chǔ)工程。然后進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的安裝調(diào)試，如任何一條線路有問(wèn)題，則要大面積返工。而且地勢(shì)和線路要求復(fù)雜、人工和輔助材料成本高昂。對(duì)比而言，太陽(yáng)能照明綠色環(huán)保，能為高尚生態(tài)小區(qū)的開發(fā)和推廣增加新的賣點(diǎn)。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的銷售、市政工程的建設(shè)直接帶來(lái)明顯可利用的優(yōu)勢(shì)。太陽(yáng)能照明燈具有體積小，重量輕，低能耗，高光強(qiáng)，防雷擊，無(wú)須其它電源，安全可靠，安裝、維護(hù)方便等特點(diǎn)。太陽(yáng)能照明燈可廣泛應(yīng)用于：家庭別墅、單位花園、公園綠地、環(huán)保小區(qū) 、房前路邊等戶外場(chǎng)所的照明。 一盞普通的路燈以 400W 光源、日工作 10 小時(shí)計(jì)， 1 年平均耗電量是 1460度電，還需要專人維護(hù)、更換燈泡；而太陽(yáng)能路燈一般采用壽命長(zhǎng)達(dá) 50000小時(shí)以上的 LED燈作為光源，日常無(wú)需增加消耗電量的費(fèi)用開支。換個(gè)角度說(shuō)，每裝一盞太陽(yáng)能路燈，每年就可節(jié)省 1460度電，十年可節(jié)省 14600度。 3 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 太陽(yáng)能路燈的造價(jià)其實(shí)不高，因其使用壽命長(zhǎng)，比普通路燈更劃算 太陽(yáng)能路燈其實(shí)并不貴。在很多人眼里，路燈的成本不過(guò)是一根桿，一只 燈泡。但是，事實(shí)上根本不是這樣子，一盞普通路燈除了這些成本，還有預(yù)埋地下的電纜申請(qǐng)和施工過(guò)程的費(fèi)用，還可能影響、破壞周圍植被和景觀，日常需要專人定時(shí)維護(hù)、更換燈泡，同時(shí)每隔大約 1Km要建一個(gè)升壓站（防止輸電線路過(guò)長(zhǎng)，電壓降低過(guò)大，影響燈光亮度），分?jǐn)傁聛?lái)的成本每盞大約在 3萬(wàn)元左右，目前市政道路路燈的招標(biāo)價(jià)格每盞一般也在 2～ 。 而太陽(yáng)能路燈的最大成本就是太陽(yáng)能電池板，無(wú)需預(yù)埋輸電電纜及相關(guān)工程費(fèi)用，一盞 8～12 米的太陽(yáng)能路燈的造價(jià)一般在 ～ 萬(wàn)元之間。這些太陽(yáng)能路燈一般使用的光源是長(zhǎng)壽 命的 LED 燈或低壓鈉燈，使用的電壓都是絕對(duì)安全的直流低電壓，采用光控、時(shí)控、全自動(dòng)、無(wú)觸點(diǎn)電子開關(guān)，故障率極低，整體路燈使用壽命要長(zhǎng)達(dá) 15年。此外，路燈與路燈之間彼此獨(dú)立工作、互不干擾，可根據(jù)實(shí)際情況將某段時(shí)間設(shè)計(jì)成節(jié)能照明狀態(tài)，從而有效降低造價(jià)。只要設(shè)計(jì)合理，實(shí)際比普通路燈更劃算。 偷盜難，也不劃算，太陽(yáng)能路燈燈桿都在 8米高以上，偷盜電線不合算 近年來(lái)，由于銅以及其他金屬價(jià)格的上漲，偷盜路燈電纜成為一大治安問(wèn)題。很多人擔(dān)心太陽(yáng)能路燈采用的都是高新技術(shù)的材料，一旦被盜的損失會(huì)更高，持這種觀點(diǎn)的人不少， 不僅僅有一些政府官員，連一些能源研究專家也認(rèn)為這確實(shí)是一個(gè)問(wèn)題。 小偷偷電線一般用剪或用絞輪拉，目的是為了獲得金屬銅謀取利益，而太陽(yáng)能路燈的內(nèi)部電線絕大部分都在燈桿里面且短而小，含銅量不如傳統(tǒng)路燈，加上燈桿較高，一般都在 8米以上，要開著吊車才能將太陽(yáng)能電池板和電纜快速盜走，被盜可能性比傳統(tǒng)路燈要低得多。如果小偷真的開著吊車來(lái)偷路燈了，那不知是什么天下了，應(yīng)該不是偷了而是搶了！那我們國(guó)家能有這么亂嗎？因此，偷盜太陽(yáng)能路燈內(nèi)部電線是不合算的。 大陽(yáng)能路燈的造價(jià)其實(shí)不高，因其使用壽命長(zhǎng)，比普通路燈更劃算 （ 1）不受地理位置限制、無(wú)需消耗燃料，無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，建設(shè)周期短，規(guī)模大小隨意； （ 2）安全可靠、無(wú)污染、無(wú)噪聲、環(huán)保美觀、故障率極低、壽命長(zhǎng)； （ 3）拆裝簡(jiǎn)易、移動(dòng)方便、工程安裝成本低，無(wú)需預(yù)埋架高輸電線路，可免去遠(yuǎn)距離敷設(shè)電纜時(shí)對(duì)植被和環(huán)境的破壞及其所需的工程費(fèi)用； 廣泛應(yīng)用于道路照明上，非常適用于鄉(xiāng)村、農(nóng)場(chǎng)、山頭、海島、高速公路等輸電不便的偏僻地方。 4 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 設(shè)計(jì)方案論證 設(shè)計(jì)思路及原則 設(shè)計(jì)思路：太陽(yáng)能路燈 的設(shè)計(jì)與一般的太陽(yáng)能照明相比，基本原理相同，但是需要考慮的環(huán)節(jié)更多。 首先是根據(jù)用電負(fù)載（ LED光源）的用電量，確定太陽(yáng)能組件，然后確定蓄電池的容量，再進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)、光源設(shè)計(jì)和設(shè)備選型，最后進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中要確保太陽(yáng)能LED路燈運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。 設(shè)計(jì)的原則：對(duì)于照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般我們需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題： 從功能上 ,道路照明系統(tǒng)的主要功能是保證交通安全，提高交通運(yùn)輸效率、保障人身安全、提供舒適環(huán)境、提升工廠形象。 在滿足道路照明各項(xiàng)功能需要的基礎(chǔ)上，提高道路照明系統(tǒng)的能效，降低 系統(tǒng)功耗，節(jié)約能源，減少污染，以達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。 另外還要結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓赓Y源情況。 設(shè)計(jì)要求 電池板功率的計(jì)算和選用； 蓄電池容量、充放電控制和充放電狀態(tài)顯示； 連續(xù)陰雨天三天路燈仍能照明； 光線暗時(shí)路燈自動(dòng)點(diǎn)亮，為節(jié)省電能晚上 24點(diǎn)熄滅，早上 5點(diǎn)路燈點(diǎn)亮，早上光線強(qiáng)時(shí)路燈自動(dòng)熄滅（開關(guān)燈時(shí)間點(diǎn)可調(diào)）； 系統(tǒng)斷電時(shí)可以保存用戶所設(shè)定的各種參數(shù)。 方案選擇 太陽(yáng)能路燈跟普通路燈控制電路功能基本一樣，都是為了完成晚上亮燈，早晨熄燈的作用 ,還有就是對(duì)蓄 電池的充電管理。國(guó)內(nèi)外常用的控制器有單獨(dú)的光控制型、時(shí)鐘控器型、經(jīng)緯型控制器型等，但由于其工作原理不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)。 單獨(dú)的光控型一般采用感光探頭，當(dāng)晚上光線弱時(shí)，自動(dòng)開啟路燈；早上光 5 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 線較強(qiáng)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉路燈，達(dá)到自動(dòng)控制的作用。為節(jié)省電力，早期的光控開關(guān)，使用分立半導(dǎo)體器件，電路復(fù)雜，元器件較多，體積也較大，并且故障率高。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了時(shí)基集成電路，如 NE555 等，使光控開關(guān)電路簡(jiǎn)化。感光探頭是影響光控開關(guān)性能的關(guān)鍵元器件，同 時(shí)對(duì)它安裝位置也有一定要求，力求避免各種干擾光線，但在實(shí)際使用中，感光探頭難以判斷各種干擾光線，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。 采用時(shí)鐘控器型的路燈控制器，要預(yù)先設(shè)定開關(guān)時(shí)間，使路燈按時(shí)亮燈、準(zhǔn)時(shí)熄燈，從而達(dá)到自動(dòng)控制的目的。優(yōu)點(diǎn)是定時(shí)開關(guān)預(yù)先設(shè)定的開關(guān)時(shí)間不受外界干擾，除本身故障外不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。缺點(diǎn)是不能根據(jù)季節(jié)變化和特殊的天氣情況自動(dòng)變換開關(guān)時(shí)間，需人工經(jīng)常調(diào)整開關(guān)時(shí)間，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不利于節(jié)省電力。定時(shí)開關(guān)又分為機(jī)械鐘表型和電子鐘表型，機(jī)械鐘表型以石英鐘為主，走時(shí)精準(zhǔn)，但是由于機(jī)芯內(nèi)使用塑料齒輪在高溫下會(huì)變形，從 而導(dǎo)致停機(jī)現(xiàn)象。電子鐘表型定時(shí)開關(guān)使用的也較多，常用 LR681 LM8650、 LM8561等集成塊為中心的電子鐘電路。近幾年還出現(xiàn)將電子鐘 LED液晶顯示為一體的集成塊，體積小、外圍元器 件少，可設(shè)六組開關(guān)點(diǎn)，有星期功能，許多廠家大量生產(chǎn)該產(chǎn)品，現(xiàn)在大多用于路燈控制中。 經(jīng)緯型控制器采用單片機(jī)技術(shù)，模擬日照規(guī)律，晚上能自動(dòng)開燈、早晨能自動(dòng)關(guān)燈。它采取光控開關(guān)時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，克服了光控開關(guān)易受干擾的缺點(diǎn)，取鐘控器時(shí)間準(zhǔn)確之長(zhǎng)處，克服了定時(shí)開關(guān)不會(huì)自動(dòng)變換開關(guān)時(shí)間之短處。目前路燈控制常采用這種控制方式，但其價(jià)格較高，在路燈中使用將會(huì)增加不必要的成本。 路燈的智能控制這一課題己有研究者，但目前尚未有成熟的產(chǎn)品上市。 本設(shè)計(jì)是結(jié)合以上幾種控制方式的優(yōu)點(diǎn)，綜合從節(jié)電、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用等方面考慮，