新農村太陽(yáng)能路燈設計與安裝要點(diǎn)

夜間照明的需求，正從城市走向農村，路燈使人們告別了“日出而作、日落而息”的生活方式，豐富的夜晚文化生活，已經(jīng)成為現代人們生活的一部分。蘭州太陽(yáng)能資源豐富，太陽(yáng)能路燈以其低碳環(huán)保、經(jīng)濟易行等特點(diǎn)，在我省新農村建議、扶貧開(kāi)發(fā)等重大工程領(lǐng)域得到越來(lái)越多的推廣。本文新農村太陽(yáng)能路燈廠(chǎng)家從太陽(yáng)能路燈原理入手，介紹了太陽(yáng)能路燈在設計與安裝過(guò)程要重點(diǎn)關(guān)注的事項。

1 太陽(yáng)能路燈系統原理

太陽(yáng)能路燈由以下幾個(gè)部分組成：光源、太陽(yáng)電池組件及支架、小型太陽(yáng)能控制器、蓄電池、燈桿幾部分構成。如果系統配置的光源負載為交流負載，還需要配置逆變器。

1.1 光源

太陽(yáng)能路燈選擇的光源種類(lèi)，是太陽(yáng)能路燈的重要指標，普通太陽(yáng)能路燈常選擇低壓節能燈、低壓鈉燈、無(wú)極燈、LED光源中的一種，或者采用兩種以上的混合光源，以滿(mǎn)足道路照明亮度和照度的設計規范要求。目前使用較多的為L(cháng)ED燈光源，其壽命長(cháng)，可達100萬(wàn)小時(shí)，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高。

1.2 陽(yáng)電池組件

太陽(yáng)電池組件將太陽(yáng)的輻射能轉換為電能，通過(guò)控制器把電能在蓄電池中存儲起來(lái)，以備夜間使用。目前使用較多的有多晶硅太陽(yáng)電池和單晶硅太陽(yáng)電池。多晶硅太陽(yáng)電池制作工藝相對簡(jiǎn)單，價(jià)格也相對較低，在太陽(yáng)光充足日照好的中國東、西部地區，采用多晶硅太陽(yáng)能電池較多。

1.3 小型太陽(yáng)能控制器

控制器主要實(shí)現光伏組件對蓄電池的充電放電監控，能有效避免蓄電池過(guò)充電及深放電，延長(cháng)蓄電池的壽命。同時(shí)好的控制器在溫差較大時(shí)，能夠對蓄電池溫度進(jìn)行補償，有效保障太陽(yáng)能路燈系統的正常工作。太陽(yáng)能控制器應肩負路燈控制功能，具有光控、時(shí)控作用，完成夜間自動(dòng)切控負載，便于陰雨天有效延長(cháng)路燈工作時(shí)間。也需要具備過(guò)充保護、過(guò)放保護和反接保護功能，實(shí)現較高的性?xún)r(jià)比。

1.4 蓄電池

日照隨季節的變動(dòng)較大，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統的輸入電量波動(dòng)也較大，而且路燈工作的夜間沒(méi)有日照，所以太陽(yáng)能路燈需求配置蓄電池為路燈夜間正常工作提供電能。鉛酸蓄電池、Ni-Cd蓄電池和Ni-H蓄電池是常用的蓄電池。蓄電池容量應與太陽(yáng)電池容量、用電負載相匹配。通常簡(jiǎn)單來(lái)講，太陽(yáng)電池組件功率必需比負載功率高出4倍以上，系統才可以正常工作。太陽(yáng)電池組件的電壓要超越蓄電池工作電壓的20%～30%，才能保證光伏組件給蓄電池正常充電。一般蓄電池容量比負載日耗量要高6倍以上為宜。

1.5 燈桿及燈具外殼

燈桿系統是把太陽(yáng)能路燈集中固定的配件，由燈桿、燈具外殼和防護（防風(fēng)和防潮）級別設計與安裝組成。燈桿的高度應依據道路的寬度、路燈的間距，道路中對于路面的照度規范肯定。在燈具外殼設計中，既要考慮美觀(guān)同時(shí)也要考慮節能，在美觀(guān)和節能矛盾時(shí)，大多數都選擇節能燈具。燈桿還應滿(mǎn)足防風(fēng)和接地設計要求，對于燈具則要求達到相應的防護等級（IP）設計要求。

2 太陽(yáng)能路燈設計原則

太陽(yáng)能路燈設計，應該對照明設計要求和照明工作要求進(jìn)行了解分析，理解其設計要求，掌握安裝地的日照、風(fēng)力等環(huán)境資源狀況進(jìn)行，結合照明安裝的安全進(jìn)行分析，首先設計出合格、合理，滿(mǎn)足使用者要求的方案，然后進(jìn)行實(shí)地研究，制定出合理的施工方案。

2.1 道路照度與適用范圍

依據《城市道路照明設計規范》的要求，以現在投入運用的LED路燈為例，技術(shù)條件限制，LED功率偏小，功率常在30～80W之間，LED光源平均光效50～80 Lx/w，道路照度較低，很難滿(mǎn)足設計規范的要求。所以太陽(yáng)能路燈LED照明方案，僅僅適用于次干路、支路上，對于在主要道路使用應該慎用。

2.2 照明時(shí)間

太陽(yáng)能路燈工作受氣候影響較大，遇連續陰雨天氣，無(wú)光照，太陽(yáng)能路燈如果沒(méi)有足夠的蓄電池儲備電能將無(wú)法工作。設計時(shí)應根據當地的氣候狀況，能保證連續工作時(shí)間5～7d；在設計時(shí)還應考慮，合理設計太陽(yáng)能電池板面積和輸出功率，讓其與蓄電池的容量相匹配。

2.3 防風(fēng)、防雨、防雷接地

太陽(yáng)能路燈的防風(fēng)、防雨和防雷接地，沒(méi)有明確標準，參照相關(guān)照明規范執行。LED路燈的工作電壓普通為12V或24V，屬低電壓，一般不用做電氣接地。但LED路燈金屬燈桿應做防雷接地設計，燈桿接地電阻要求不大于10Ω，確保達到防雷安全要求。

3 太陽(yáng)能路燈安裝

太陽(yáng)能路燈安裝，主要包括光伏組件的安裝、燈頭的安裝、燈桿的穿線(xiàn)、系統連接、燈桿的安裝、安裝檢驗幾部分。

安裝組件前 應根據清單情況，對每一套設備進(jìn)行檢查，主要檢查設備在運輸過(guò)程中，是否有損壞，是否有碰撞，是否有污染，以及相應的配套工具是否齊全。

光伏組件的安裝需要根據當地的風(fēng)力情況，確定組件的安裝方式，根據組件的參數，確定組件支架的材質(zhì)和尺寸。60瓦的光伏組件尺寸為700mm×520mm×30mm的單晶硅組件，重5.0kg，需要先把組件放置于預制好的槽狀結構中，然后，把組件與預制好的槽采用螺絲固定安裝，總共需要六對17mm的螺絲。組件在支架上的安裝位置和排列方式應符合施工設計規定，組件固定面與支架表面不相吻合時(shí)應用鐵墊片墊平。

蓄電池安裝，安裝前應逐個(gè)測量蓄電池的電壓是否符合產(chǎn)品要求，安裝在戶(hù)外的密封蓄電池應加裝蓄電池箱，并應符合下面要求，電池箱體應能防雨水流入和蓄電池在寒冷季節的防凍，蓄電池與箱體四周及上方應留有間隙，間隙不應小于金屬箱體的饋電線(xiàn)出口處應加絕緣套管。整個(gè)安裝過(guò)程，蓄電池不得倒置放置，嚴禁把蓄電池的正負極連接一起。

控制器一般安裝于路燈燈桿，且需要做好防水保護。

當路燈燈桿穿線(xiàn)完成后，應首先檢測整個(gè)系統是否正常工作，如果是光控控制器，需要用不透明布遮擋光伏組件，檢測路燈是否亮，如果亮，說(shuō)明系統工作正常。