太阳能灯的设计与安装(熊慧-烈日之光太阳能)

太阳能灯的设计与安装太阳能灯的设计与安装 一 总述 近年来 我国光电产业呈现快速增长态势 已形成专业化 规模化的光电产业 链条 国家支持开展光电建筑应用示范 实施 太阳能屋顶计划 对于太阳 能利用实施财政扶植政策 太阳能光伏电站 太阳能路灯等光电利用项目 产 品在全国以较快速度建成 投产 光电产品在实际中得以应用 烈日之光太阳 科技有限公司 2008 年涉足太阳能光电产业 对太阳能光电产品的利用研究开发 利用 已先后安装了太阳能楼道灯 太阳能庭院灯 太阳能路灯 太阳能草坪 灯 所安装的工程多数是独立运行的太阳能光电照明系统 但在小区内安装太 阳能庭院灯 因受 周围环境的制约 电池板需要与照明灯具分开安装 保证整个系统与建筑融为 一体 本文就太阳能庭院灯在小区内的设计与安装作详细介绍 二 太阳能庭院灯工作原理 太阳能发电工作原理 太阳能电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件 能产生光伏效应的材料有许多种 如 单晶硅 多晶硅等 它们的发电原理基 本相同 现以晶体为例描述光发电过程 P 型晶体硅经过掺杂磷可得 N 型硅 形成 P N 结 当光线照射太阳能电池表面时 一部分光子被硅材料吸收 光 子的能量传递给了硅原子 使电子发生了跃迁 成为自由电子在 P N 结两侧集 聚形成了电位差 当外部接通电路时 在该电压的作用下 将会有电流流过外 部电路产生一定的输出功率 这个过程的实质是 光子能量转换成电能的过程 是由太阳能电池板来完成 庭院灯配备太阳能电池板外 还必须主要配备蓄电 池 控制器 灯具 蓄电池用来把太阳能电池板产生的电存储起来 在需要的 时候向外供电 控制器把太阳能电池板 蓄电池 负载连接起来 太阳能电池 板发电时向蓄电池传送电能 负载需要供电时从蓄电池把电能按照设定的方式 传送给负载 并具有防反充 过充 过放的功能 庭院灯所用负载即灯具 采 用 LED 灯 节能灯或其它节能光源 其系统工作原理图如下 太阳 三 设计方案 首先要确定所安庭院灯的地理位置 全年日辐照量等因素来确定整个系统的配 置 现以枣庄当地一个居民小区安装实例 来介绍光伏系统中的容量设计 简 易算法 工程类型 居民小区太阳能照明工程 地理位置 北纬 36 2 东经 118 4 全年日辐照量 5124 6 MJ 工程规模 要求 数盏庭院灯 灯高 3 6 米 每盏 10W 光源 LED 连续 5 天阴 雨天能正常工作 1 相关组件选择 24VLED 选择 LED 照明 LED 灯使用寿命长 价格合理 可以在夜 间行人稀少时段实现功率调节 有利于节电 从而可以减少电池板的配置 节 约成本 每瓦 65 75lm 左右 光衰小于年 5 12V 蓄电池 串 24V 选择铅酸免维护蓄电池 价格适中 性能稳定 24V 电池板 一个小区内有多幢楼 道路较多 在楼前与楼后的道路旁安装庭 院灯 可以两盏灯共用一块电池板 选用 24V 施工方便 转换率 15 以上单 晶正片 24V 控制器 MCT 充电方式 防过充 过放 光控 时控控制 3 6M 灯杆 材料 Q235A 杆及附件经热镀锌处理 灯杆喷塑处理 2 20 瓦 两只相邻灯共用一块板 方案配置 当地日均有效光照以 4h 计算 每日放电时间 10 小时 以晚 7 点 晨 5 点 为例 满足连续阴雨天 5 天 另加阴雨前一夜的用电 计 6 天 电流 20W 24V 0 84 A 1 计算蓄电池 0 84A 10h 5 1 天 50 4AH 蓄电池充 放电预留 20 容量 路灯的实际电流损耗 加 20 损耗 包括恒流 源 线损等 实际蓄电池需求 50 4AH 加 20 预留容量 再加 20 损耗 50 4AH 80 120 76AH 实际蓄电池为 24V 76AH 需要两组 12V 80AH 蓄电池 2 计算电池板 WP 35 7V 0 84A 10h 120 4 h WP 90W 实际恒流源损耗 线损等综合损耗在 30 左右 电池板实际需求 90W 120 120W 四 安装施工方案 庭院灯的安装施工根据设计方案 主要考虑小区内周围环境 依照道路现场实 际情况制定比较灵活的施工方案 庭院灯分体安装时 可以一个独立的光伏系 统供多盏庭院灯 一个小区内安装一个或多个光伏系统 采用 24V 供电系统时 从电池板至光源走线的长度最好不要超过 110 米 以下以我们当地一个居民小 区的安装实例 附图 1 1 电池板的安装 根据当地的纬度确定电池板倾斜角度 枣庄当地选取 42 度 面朝南 用 40 40 镀锌角钢焊接支架 支架用膨胀螺丝固定在侧墙上 在支架上焊接直径 8MM 的钢筋 长度 1 2 米 支架用钢筋连接在楼顶避雷带上 在支架上打孔 用 8MM 或 6MM 的不锈钢螺丝 把电池板固定在支架上 2 蓄电池安装 首先应检查蓄电池的包装有无损坏 然后仔细拆开包装逐只检查电池是否完好 并检查电池出厂日期 所安蓄电池的电压 DC12V 80AH 两个同型号同规格串联 提供 24V 供电 两个蓄电池放入地埋箱 200 型 地埋箱出线口打胶后 用步步紧扣紧固保 护管 带钢丝供水管 保护管另一端引出线后用硅酮密封胶封口 防止进水 挖地埋箱挖坑尺寸 与庭院灯底座相邻点 深 700MM 长 600MM 宽 550MM 地埋箱池 用单砖水泥围砌 把装好蓄电池的地埋箱放入池内 引出线管 上 盖水泥板 电池之间的相互连接 极性必须正确 并且要连接十分牢固 电池组连接好后 将电池组的正极 负极分别与电源控制器的正极 负极相对应连接牢固 然后 在连接部位涂抹一层凡士林 见图 2 3 控制器安装 控制器采用太阳能电源 器 面板功能如下 光电池充电 蓄电池模式数字 指示灯 1 LED 显示 系统状态 轻触负载开关按钮 指示灯 2 负载指示灯 3 光电池 蓄电池 负载 连接线时先接控制器上蓄电池的接线端子 然后连接光伏电池板导线 最后连 接负载端子 一定要注意蓄电池 光伏电池板 负载 极不能接反 光伏电 池板 蓄电池连接线不能短路 控制器放在灯柱内 用螺栓固定好 灯柱上仓门锁紧 4 灯座基础 混凝土浇筑 标号 C20 尺寸 长 400mm 宽 400mm 深 500mm 预埋螺检 M16mm 长度 450mm 中间加两道 6mm 的加强筋 见图 3 5 电线的铺设 所用连接导线全部穿管 从楼顶下线 可以从穿线井引下来 也可以从楼面沿 落水管走线管 楼顶下线用 25mm 穿线管 地下走线用 20mm 穿线管 穿线管 连接处用管节 弯头 三通 用胶密封 特殊地方用金属供水软管连接 做好 防水 连接导线多数用 BVR2 2 5mm2 护套线 五 主要设备与材料 在小区内安装太阳能庭院灯所用主要设备与材料 序号 名称 规格型号 备注 1 灯柱 Q235 3 4 2m 2 单晶硅太阳能电池 单晶硅 24V 120W 3 蓄电池 DC12V 80Ah 4 LED 灯 24V 5W 5 控制器 24V 10A 6 地埋箱 200 型 7 穿线管 25mm 20mm 主要用 20mm 8 电线 BVR2 2 5mm2 9 支架 40mm 40mm 镀锌 六 安装与使用注意事项 1 基础浇注预埋件后 养护期为 15 天 2 挖电缆沟 要求电缆埋地深度大于 0 4m 开挖土量较少 采用人工开挖方 法 开挖时 一般以 1 0 2 的坡度下挖 坑深检查以直尺及拉线方式 应使电 缆沟宽度及深度符合要求 挖出的土应放于电缆沟旁边 但不应使土掉入电缆 沟中 挖出的土于敷设完电缆后回填 3 电缆敷设 电缆是沿道路边挖沟埋地敷设 中间不设线盒 线管两端在灯位处以 90 度向上 弯出 地暗敷设的电缆 其地沟的开挖的深度要符合设计和规范要求 管沟的底部要 平整 要清除对电缆有损害的锋尖形硬物 电缆穿越涵洞时 用大一级的钢套 管进行保护 电缆松放和穿管要自然平直 不要扭曲 敷设前 要进行绝缘检查和线路通断 检查 敷设后再进行绝缘检查 由于施工过程管道和电缆置于露天环境 故套 管口和电缆端头要做好防水包扎措施 穿保护套管完成后要及时做好管口的沥 青浇注封堵工作 4 灯具安装 灯具到货后要认真做好验收检查工作 检查其产品的合格证明书和检测报告 产品运输过程是否完好无损 零配件是否齐全 灯具从工地存放到运至现场安装均须小心放置和搬运 防止碰撞 振动和挤压 等使灯具变形受损 灯具的装配和安装要正确 如说明书要求的 要按说明书要求的方法进行装配 安装 灯具构件连接要紧固 防水胶圈要安装严密 电气连接触点 触片 必 须紧密可靠 灯具与电线连接 其 L N 线及正 负极要按灯具或图纸标志连接 不要错反 各灯具与灯杆的安装高度 方向及太阳能电池极的朝向 朝南 要 一致为提高施工效率 采取灯具与灯杆组合装配后一齐起吊安装 故起吊前务 必对装配好的灯具和灯杆部分的线路进行 绝缘 检查和临时通电试验 符合 要求才进行起吊安装 5 拼装及吊装 基础检验 路灯杆安装之前应对灯杆基础进行检验 检验可用直尺及水准仪进 行 主要检验基础水平度及地肢螺栓位置 如不符合要求应采取一定措施进行 整改 直到符合有关技术文件要求才可进行灯杆安装 6 灯杆的安装 灯杆到货后 先检验灯杆的直线度 长度 直径等尺寸 运输到安装现场旁边 把灯具按要求安装到路灯杆上 通电检验安装质量如符合要求就可准备吊装 7 施工质量保证措施 班组质量管理 由一名技术水平高 素质好 有经验的技术工人担任 施工中 认真做好安装过程中的质量检验工作 施工班组开工前做好准备工作 包括熟悉规程 规范 施工图纸 施工方案和 技术要求 安装前对管线 设备进行检查 有缺陷的进行处理或更换 清点做好有关记录 施工时应严格执行操作规程 每进行一道工序均按规范进行自检 做到边施工 边检查 边记录做好各项原始记录 按规范施工 自检中发现有质量问题应及时报告 并与技术人员研究处理办法 文明施工 保持施工现场整齐 清洁 8 施工原则 先地下 后地上 先土建 后设备 先接线 后调试 工期尽量提前 避免因天气因素 运输因素影响交工期限 安全第一 质量第一 9 做好施工计划 10 安装完后对整个系统进行调试 调试没有问题 经验收合格后 方可投入 正常运行 七 系统存在的不足 1 LED 灯发光效率较高 但 LED 自身存在散热问题 在运行中有色衰现象 设 计寿命 50000 小时 不同厂家生产的质量不一样 色衰在 10 30 2 考虑成本因素 光伏照明系统使用最多的是铅酸蓄电池 蓄电池循环放电次 数一般大于 500 次 安装在庭院灯上 每天都进行一次充放电过程 使用寿命 受到很大影响 若用的控制器充放电保护能力差时 存在过放