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    煤炭进场太阳能路灯照明系统设计(第2页)
    来源:中煤邯郸设计工程有限责任公司 作者:张秀滢 刘强 浏览:1883人次 发布:2011-03-03
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      文章介绍了以SPCE061A 单片机为控制核心、由太阳能电池板、镍氢蓄电池以及LED 放电电路组成的煤炭进场太阳能电池路灯系统的设计。系统中太阳能电池板发出的电流通过A/D 转换同时对蓄电池充电电流和电压进行检测,采用PWM 波控制充电电流并防止电池过度充电; 通过对继电器的控制防止蓄电池的过度放电,从而避免了因不正常充放电对电池造成的损害

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      4 效益分析:
      目前大多数的路灯仍然采用交流电供电,一方面是交流电路灯的技术已经是十分成熟,而太阳能路灯还有很多不确定因素,另一方面主要的考虑仍然是太阳能的初始投资过大,从而忽略了太阳能供电的很多优越性。众所周知太阳能最重要的优点是一种取之不尽用之不竭、最清洁的可再生能源,它可以有效减缓地球变暖的问题,而且它将逐步取代部分传统能源。有关决策者现已认识到,LED 路灯取代高压钠灯是发展的趋势,同时,太阳能驱动LED 路灯也有要取代交流电驱动的趋势。

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      1) 全国所有路灯改为太阳能路灯可以节省一个三峡水电站的发电量。LED 路灯比高压钠灯要节能,早已为人们所认识。不过可能还缺乏一些定量的概念。现在公认100W的LED 路灯可以取代250W 的高压钠灯,所以可以简单地认为,每一盏LED 路灯可以节约150W 电能。然而,如果改成用太阳能供电的话,那么连这100W 的电也能节省下来,也就是说,每盏路灯可以节省250W 电。据统计,中国现有路灯总数大约在一亿盏以上,假如这一亿盏路灯可以折合成为6000 万盏250W 的高压钠灯路灯,再假定这6000 万盏路灯全部改成太阳能LED 路灯,那么总共可以节约1500 万kW 的功率。假定每盏路灯每天工作12h,在1年内将节约电657 亿kWh。而三峡水电站在2007 年的发电总量为616. 03 亿kWh。因此把全国的路灯全部改为太阳能路灯后所节省的电量将超过一个三峡水电站一年的发电量。这是一个极其惊人的数字。

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      2) 太阳能供电时的效率将会比交流电供电时的效率高15% 。因为采用交流电供电时必须采用开关电源将其变为直流。一般开关电源的效率大约在80% 左右。所以对于100W 的LED 路灯,其交流输入功率就大约需要120W( 下面的比较表中就采用120W) 。而采用太阳能供电时只要采用DC/DC 恒流源,其效率高达95%。因此合计后采用太阳能的总效率约高15%。

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      3) 太阳能供电的LED 路灯的总体成本比交流供电的
      LED 路灯低很多。两种系统的LED 灯头和灯杆成本是大体相同的,主要差别是太阳能电池板。通常太阳能电池板的功率大约是LED 灯具功率的3 倍。如果LED 为100W,那么就要求使用300W 的太阳能电池板。目前太阳能电池板的价钱已经降低到23 元/W 以下,300W 就是6900 元。此外,太阳能系统还需要蓄电池,但是其成本相当于交流供电中的开关电源成本。所以二者可以抵消。所以灯具本身成本的差别主要是太阳能电池板。

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      交流供电LED 路灯在初次安装时的最大支出是电缆的铺设。一般以为主要就是电缆本身的成本,但是除了电缆本身外,它的铺设、辅助设施( 检查井、配电设备) 等,要比电缆本身贵很多。现在假定以某矿进场公路为例: 长度10km,路宽18m。现每隔30m 一盏,对面放置,一共需要666 盏LED 路灯,如果采用太阳能路灯的话,五年内就可以回收成本还可以节省61 万元,五年以后每年的电费就可以节省122 万元,随着太阳能电池板价格的不断下降,节省的费用还要多。交流供电LED 路灯和太阳能驱动LED 路灯费用对照见表1。

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      5 结论:
      论文就太阳能充电控制电路对蓄电池的充电方式、控制电路的功能要求和实际应用方面做了分析,完成了硬件电路设计,实现了对蓄电池的科学管理,并将其应用到煤炭进场太阳能路灯系统中。

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      在本论文的设计中尚有许多需要改善的地方其中最主要的是如何实现对太阳能效率以用的最大化,当前最重要的方法是通过对太阳方位和高度的控制和对太阳能电池最大功率点的跟踪来实现。太阳能电池是依靠太阳光辐射能而产生电能的器件同样的一块太阳能板由于放置的角度不同,所接受的光辐射能就不同,产生的电能就不同。因此为了提高太阳能电池电能的产量,可以让太阳能板自动的随着天空中太阳的方位和高度的变化而跟踪; 为了让太阳能电池的输出功率达到最大除了采用太阳高度和方位跟踪的技术之外,还有一种太阳能电池最大功率点跟踪。由于光伏阵列输出特性的非线性特征,必须考虑使光伏系统在不同日照、温度以及不同负载特性条件下都工作在光伏阵列输出特性的最大功率点上或附近,从而充分利用太阳电池阵列吸收的太阳能。

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      参考文献:
      [1] 赵玉文. 我国太阳能光伏发电产业趋势探讨[J]. 中国建设动态( 阳光能源) ,2004,( 4) : 19 ~ 25.
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      [3] 高峰,孙成权,刘全根. 太阳能开发利用的现状及发展趋势[J]. 世界科技研究与发展,2001,23( 4) : 35 ~ 39.
      [4] 时璩丽. 我国和世界光伏发电技术、产业、市场发展情况比较[J]. 中国建设动态( 阳光能源) ,2004,( 4) : 26 ~ 29.
      [5] Jones,A. D. , and Underwood,C. P. ,A Thermalmodel forPhotovoltaic Systems [J]. Solar Energy,2001,70 ( 4) : 349 ~ 359.
      [6] Technology White Paper on Solar Energy Potential on the U. S.Outer Continental Shelfmay [OL]. 2006.

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    中照网网友 在2021-1-11 9:45:39发表 
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    中照网网友 在2018-6-6 17:54:50发表 
    shiyong
    中照网网友 在2016-12-29 17:53:27发表 
    伟然科技照明
    中照网网友 在2016-6-2 11:44:56发表 
    这个确实是事实,可是国家一边为了照顾经济发展,一边又没有投入资金对企业进行辅导,确实让企业也茫然。是无奈还是放任,这需…
    中照网网友 在2016-5-19 11:36:38发表 
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