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LED太阳能路灯工作原理介绍

工业路由器晶振3.2*2.5mm 3225 26M(26.000MHZ)12PF 10PPM 20PPM 30PPM

LED 太阳能路灯 系统由太阳能电池组件部分(含支架)、LED灯头、控制箱(含控制器、蓄电池)和灯杆组成; 太阳能电池板 光效达到127Wp/m2,效率高,系统抗风设计十分优越;灯头部分由1W白光LED大颗粒或集成为点阵的白光LED小颗粒按一定间距排列在印刷电路板上作为面光源。控制箱体采用不锈钢材质,美观耐用。控制箱内放置免维护铅酸蓄电池及充放电控制器,本系统采用阀控式密封铅酸蓄电池,由于维护量小,所以又称“免维护蓄电池”,有利于降低系统维护成本,充放电控制器的设计兼顾了功能(具有光控、时间控制、过充保护、过放保护及反接保护等)和成本控制,实现了极高的性价比。
知道了它的组成部件,我们再来看看它的工作原理。LED太阳能路灯工作原理简单,太阳能电池是利用光生伏特效应原理制成的。白天,太阳能电池板接收太阳辐射能并转化成电能输出,通过充放电控制器储存在蓄电池中,晚上照度逐渐减小到10lux左右。太阳能电池板开路电压约为4.5V,充放电控制器检测到此电压值后,蓄电池对灯头放电,蓄电池放电8.5小时后,充放电控制器动作,蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。


在LED太阳能路灯系统中,需要高度重视的结构问题之一就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块,一是电池组件支架的抗风设计,二是灯杆的抗风设计。下面分别对这两块进行分析。
(1)太阳能电池组件支架的抗风设计是根据电池组件厂家的技术参数,而太阳能电池组件可承受迎风压力为2700Pa。若抗风系数选取27m/s(相当于十级台风),根据非粘性流体力学,电池组件所受风压只有365Pa。因此,组件本身完全能够承受27m/s的风速而不损坏。因此,设计中重点考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。
在本灯组系统设计中,电池组件支架与灯杆之间的连接采用螺栓杆固定连接。
(2)防风设计 路灯杆 如下:
面板倾斜度 A = 16o 杆高 = 5m
设计选取杆底焊条宽度δ=4mm 杆底外径=168mm face=Verdana>
焊缝处的表面为灯杆的破坏面,灯杆破坏面计算点P到灯杆受到的弯矩W到灯杆受到的面板作用线F的距离为PQ=[5000+(168+6)/tan16o]×Sin16o=1545mm=1.545m。因此,风荷载在灯杆破坏面上的作用弯矩为M=F×1.545。
按最大允许风速27m/s设计,2×30W双灯太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑安全系数1.3,F=1.3×730=949N。
因此,M=F×1.545=949×1.545=1466N.m。
根据数学推导,环形破坏面的抵抗矩为W=π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。
上式中,r为环的内径,δ为环的宽度。
破坏性表面阻力矩 W = π × (3r2δ + 3rδ2 + δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3
=88.768×10-6 m3
风荷载作用于破坏面的力矩引起的应力=M/W
= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa
其中215Mpa为Q235钢的弯曲强度。
因此,设计选定的焊缝宽度符合要求,只要能保证焊接质量,灯杆的抗风性能是没有问题的。
通过上面的介绍,我们对LED太阳能路灯的系统配置和原理有了初步的了解。但需要提醒的是,太阳能虽然是一种取之不尽,用之不竭的新能源,但在资源紧缺的时代,我们更应该做的是节约资源,不浪费,量力而行,也算是为国家能源部门做出一份贡献吧。

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