太阳能光伏照明系统

太阳能光伏照明系统

10/16/2026

太阳能光伏照明系统概述

•太阳能照明系统以太阳能为能源，白天

充电晚上用，无需外接电源，安全可靠，

绿色节能，充电及开关灯，无需人工操作，

使用寿命长。是现代生活环境中理想的照

明工具。

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•太阳能照明系统控制模式一般分为光控

方式和计时控制方式，一般采用光控或者

光控与计时组合工作方式。黄昏时分当电

池板没有充电电流超过5分钟时，系统默认

为天黑，控制器启动将灯点亮，同时开始

计时。当计时到设定时间时光源自动关闭。

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太阳能照明系统的工作原理

•利用“光生伏打”效应原理制成的太阳

能电池板在白天接收太阳辐射能并转化为

电能输出．经过充放电控制器储存在蓄电

池中．夜晚当照度逐渐降低至设定照度值。

太阳能电池板开路电压达到设定电压

后．充放电控制器检测到这一电压值后立

即动作．蓄电池便开始对光源放电。蓄电

池放电达到设定小时后．充放电控制器立

即动作．蓄电池放电结束。

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太阳能光伏照明系统特点

•清洁、环保

•长寿命

•高效率

•高亮度

•便捷管理

•安全可靠

•施工快捷、方便

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太阳能光伏照明系统组成部分

•太阳能电池板

•控制器

•蓄电池

•光源

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1、太阳能晶体硅电池板

·太阳能电池板是整套照明系统的核心，它

将太阳辐射能直接转换成直流电，储存于

蓄电池内，用于夜间照明。

·太阳能电池板可分为单晶硅板和多晶硅板

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2、太阳能控制器

·控制器是对太阳能光伏发电系统进行控制

和管理的设备。

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控制器在整套系统中的功能与作用：

•定时开关。

•运行状态指示。

•对蓄电池进行最优的充电控制。

•对蓄电池进行放电管理。

•故障诊断定位。

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3、蓄电池

·铅酸蓄电池

·胶体蓄电池

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4、照明光源

·照明光源是夜间照明的发光体，常用的

光源类型有：三基色节能灯、高压钠灯、

低压钠灯、LED、陶瓷金卤灯、无极灯等。

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几种常用光源的介绍

•预热式电子节能灯，属于低压照明新的专

利产品。

•高压钠灯是一种高强度气体放电灯，属于

第三代电光源。

•低压钠灯是一种低压钠蒸气放电管，内管

系用特种抗钠玻璃吹制而成，点然后能辐

射出5890A、5896A钠谱线。

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光效显色

光源色温平均寿

(Im/指数特点

种类(K)命(h)

w)(Ra)

光效高、

三基2700寿命长、

色节80至

606000光色好，

能灯9O

400应用广泛

光效高、

寿命长、

高压100至00

钠灯4024000透雾性

120

2400强，适合

道路照明

光效特

高、寿命

低压

150以长、透雾

钠灯30180028000

上性好，显

色性差

寿命长、

无极2700

55至无频闪、

灯85至40000

706500显色性好

寿命长、

1无紫外红

外辐射、

6500低电压工

E8030000

80白色作、可辐

射多种光

D

色、可调

功寿率

命长

3000

10/16/20260至8000至光13

90至显效高、

灯110400012000色性好

太阳能照明成本分析

•采用太阳能灯光亮化工程，每年可节省大

量的资金，既亮化了城市，又生态地发展了

城市，并充分地利用了能源，是目前世界上

最合理的发展方向。

•以20层高层住宅的太阳能楼梯走道灯为

例。

•以太阳能庭院灯为例。

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太阳能灯具与普通灯具的对比

•普通灯具

1、传统的供电方式，需挖沟铺设线缆，安装

极其复杂。

2、对于农村、山区等地区安装费用高昂。

3、需要支付电费，停电则无法使用。

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•太阳能灯具

1、无需电缆，不受位置限制，安装简便；

2、先期投入大，一次性投资终身受益；

3、不需支付电费，不受停电限制；

4、节能能源、促进环保，无污染，符合当今社会发

展方向；

5、充分体现绿色照明的概念，给人以全身心的视觉

感受；

6、融入了新能源新技术的概念。

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太阳能照明的应用

·太阳能灯具

太阳能灯具相对普通照明灯具，增加了太

阳能电池板、控制器和蓄电池等配件。

控制器直流负载

太阳能电池方阵

蓄电池组

10/16/2026图117

·独立式太阳能照明系统

主要指采用太阳能灯具可能受到环境的

影响不适合安装的场合，可以将太阳能电

池板集中放置，采用统一控制提供供电的

方式提供照明。

直流负载

直流/交流

控制器交流负载

逆变器

太阳能屯池方阵

蓄电池组

图2

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·与市电结合的太阳能照明系统

对于城市内照明可靠性要求高的灯具照

明，为了增强系统的可靠性，可以采用与

市电相结合的方式。

直流/交流

控制器交流负载

逆变器

太阳能电池方

市电

蓄电池组

图3

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太阳能灯具的种类

•太阳能灯具的种类：庭院灯、道路灯、装饰灯、

草坪灯和杀虫灯等。

•灯具以太阳光为能源，白天充电，晚上使用，

无需进行复杂昂贵的管线铺设，而且可以任意调

整灯具的布局。

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庭院灯

·主要应用于小区、庭院、公园，起到装饰

照明作用

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道路灯

·主要用于公路主次干道照明。

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太阳能杀虫灯

·主要应用于果园、种植园、公园、草坪、

等场所，既可以照明又可以杀虫。

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太阳能装饰灯

·主要应用于广场、公园、等繁华地段。

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太阳能照明方案

•城市亮化照明

•建筑物楼道照明

•“光伏--建筑照明一体化”技术

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城市亮化照明

•由太阳能电池板作为发电系统，让电池

板电源经过大功率二极管及控制系统给蓄

电池充电，当蓄电池电源达到一定程度时，

控制系统内设的自动保护系统动作，电池

板自动切断电源，实行自动保护。到晚上，

太阳能电池板又起到了光控作用，给控制

系统发出指令，此时控制系统自动开启，

输出电压，使各式灯具达到设计的照明效

果。

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建筑物楼道照明

•

太阳能走廊灯由太阳能电池板供电。整栋

建筑采用整体布局、分体安装、集中供电

方式。太阳能安装在天台或屋面，用专用

导线（可预留）传送到每层走道和楼梯口。

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"光伏--建筑照明一体化"技术

•由多片单晶硅太阳能光电池组合而成的

电池板，经过太阳光的照射之后产生光电

效应而发出直流电，再由系统中的电源转

换器将直流电转换成一般电器所需的交流

电，经由配电系统供照明、空调等系统使

用，以及蓄电池储存电力，尚可提供防灾

紧急用电需求。

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光伏照明应用问题分析

•光源问题

•蓄电池问题

•控制器问题

•系统配置问题

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太阳能照明系统的推广

•规范并促进标准化

•科学合理设计

•选择优良配件

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太阳能路灯

太阳能路灯结构

太阳能电池

控制器

蓄电池状态控制

控制器供电LEO灯具

充电控制，控制

光源

太阳电地

高电他

灯杆及灯具

外壳

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太阳能路灯的工作原理

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太阳能路灯设计所需的数据

太阳电池组件的倾斜角与方位角

太阳能标准峰值日照时间

太阳能路灯所选用光源的功率（W）

太阳能路灯每天晚上工作的时间（H）

太阳能路灯需要保持的连续阴雨天数（d）

两个连续阴雨天之间的间隔天数（D）

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太阳能路灯系统设计思路

先确定光源的功率，每天的工作时间，保

证几个阴雨天然后计算蓄电池的容量和太

阳电池组件的功率。太阳能路灯有其特殊

性，需要确保系统工作的稳定与可靠，设

计时要注意。

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太白天晚上

延时一分钟电压达到过放畜电池达到达

阳放点否

Y

LED断开

能延时一分钟LED切断

路检测蓄电池电压

LED开始工作

灯

蓄电池达到达按码开关进行时控

工允点否选择

电压降至维持

停止充电定时时间到返回

电压否

作N

Y

流蓄电池降至恢LED切断

浮允充电

程复电压否

全充充电

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太阳能路灯系统设计的关键部件

①太阳能电池板

太阳能电池板的选型

阳光充足的地区，采用多晶硅太阳能电池

阴雨天较多、阳光相对不是很充足的地区，

采用单晶硅太阳能电池

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太阳能电池板功率的选择

依据当地的太阳平均辐射强度，考虑灯

具功率和灯具每天的工作时间，以及所要

求的连续阴雨天数等。太阳能电池板功率

的选择可用下式估算。

WEnm)

×k₂

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>太阳能电池板的安装问题

当日发电量达到最大值时，即为最佳倾角。最佳

倾角的求取，可在表1中数据范围内再结合当地的

实际情况通过实验来确定。

表1太阳能电池方阵的倾角与纬度的关系表

当地纬度Φ(°)0～1515~2025～3030～3535～40>40

方阵倾角β()15φ①+5Φ+10Φ+15①+20

在使用多块太阳能电池方阵时，要注意阴影的影响。

在下雪较多的地区，还要考虑积雪滑落的倾斜角。

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②蓄电池

蓄电池的选型

太阳能路灯用的蓄电池因要求放电速率

慢、放电时间长，一般均采用大容量的铅

酸蓄电池，而高能阀控式免维护铅酸蓄电

池是较好的选择。

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高能阀控式免维护铅酸蓄电池

·高能：蓄电池的使用寿命长；储备容量和

容量保持率高；充电接受效率高；密封性

能好；使用温度范围宽；铜质接线端子；

自放电率低，放电性能好。

·阀控式：在电池盖上装设单向排气阀。

·免维护：使用期间无需加水

加酸维护。

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蓄电池容量的选择

蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需

要；容量过大，蓄电池始终处在亏电状态，

影响蓄电池寿命。太阳能路灯的蓄电池容

量选择可用下式计算。

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蓄电池的使用问题

•蓄电池不可直接并联对外供电

•在蓄电池电路中要设置熔断丝加以保护

•电箱结构设计既要照顾维护方便，也要防

备蓄电池被窃取。

•蓄电池能否近地安装，需要了解当地气象

情况。

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③控制器

太阳能电池与蓄电池的耦联

采取最大功率跟踪技术使太阳电池的负

载特性能自动跟踪气候的变化条件，以得

到最大的能量采集。

主电路一般采用BUCK型降压电路，其

控制电路可用单片机或低功耗集成电路。

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防止反向充电电路

为了避免蓄电池向太阳的电池充电，一般是

在回路中串联一个二极管用来阻止反向充电。

•充电电流小，采用肖特基管。

•充电电流大，采用低导通电阻的场效应管。

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蓄电池的充放电管理

为了保证蓄电池的正常使用寿命，必须对它

的充放电条件加以限制，防止蓄电池因过

充电或深度放电而过早地损坏。

•防止过度充电

•过放电保护

•温度补偿

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灯的自动开关

傍晚自动开启LED灯的电源，拂晓定时自

动关闭灯电源。

亮度跳跃现象----灯闪烁----延时电路

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④光源LED

LED的主要参数

•电特性

LED的电流、电压参数具有典型的PN结伏

安特性，正向压降(V)和正向电流的(I)关系

曲线如图所示。

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LED需采用恒流源驱动

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·光通量

LED向外辐射通量中能引起人感知的那部分

当量，是照明用LED的重要指标。

LED光通量随工作电流的增加而增大。

Ie(μA)

图3PWA-xH00LED的光通量(①y)和

10/16/2026工作电流(Ig)关系曲线49

光通量还会随环境温度的升高而下降。当

环境温度超过50℃时，应降低LED的工作

电流，否则容易引起LED老化。

2.0-

1.6

1.4-

1.2-

1.0-

0.8

0.6

0.1-

0.2-

0.0L

-40-20020406080

温度(℃)

图4HPWA-xH00LED的温度光通量

关系曲线@(Ip=60mA)

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•散热问题

LED芯片温度的升高，将直接影响到LED的

寿命，并且会增大LED的光衰，情况严重的

会将LED烧坏。

普通方法采用铝制散热器

最新方法采用回路热管技术

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散热设计：

德国OSRAM公司将LED芯片设置在散热

片表面，热量能够