太陽能是取之不盡，用之不竭，清潔無污染并可再生的綠色環(huán)保能源。利用太陽能發(fā)電，無可比擬的清潔性、高度的安全性、能源的相對(duì)廣泛性和充足性、長壽命以及免維護(hù)性等其他常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點(diǎn)，光伏能源被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最重要的新能源。而太陽能路燈無需鋪設(shè)線纜、無需交流供電、不產(chǎn)生電費(fèi)；采用直流供電、控制；具有穩(wěn)定性好、壽命長、發(fā)光效率高，安裝維護(hù)簡便、安全性能高、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。可廣泛應(yīng)用于城市主、次干道、小區(qū)、工廠、旅游景點(diǎn)、停車場等場所。產(chǎn)品部件燈桿結(jié)構(gòu)：鋼質(zhì)燈桿及支架，表面噴塑處理，電池板連接采用專用防盜不銹鋼螺絲太陽能路燈系統(tǒng)可以保障陰雨天氣15天以上正常工作！它的系統(tǒng)組成是由LED光源（含驅(qū)動(dòng)）、太陽能電池板、蓄電池（包括蓄電池保溫箱）、太陽能路燈控制器、路燈燈桿（含基礎(chǔ)）及輔料線材等幾部分構(gòu)成 [1]  。
太陽能電池組件一般選用單晶硅或者多晶硅太陽能電池組件；LED燈頭一般選用大功率LED光源；控制器一般放置在燈桿內(nèi)，具有光控、時(shí)控制、過充過放保護(hù)及反接保護(hù)，更高級(jí)的控制器更具備四季調(diào)整亮燈時(shí)間功能、半功率功能、智能充放電功能等；蓄電池一般放置于地下或則會(huì)有專門的蓄電池保溫箱，可采用閥控式鉛酸蓄電池、膠體蓄電池、鐵鋁蓄電池或者鋰電池等。太陽能燈具全自動(dòng)工作，不需要挖溝布線，但燈桿需要裝置在預(yù)埋件（混凝土底座）上。LED光源
1.發(fā)光效率高，耗電量小，使用壽命長，工作溫度低。
2.安全可靠性強(qiáng)。
3.反應(yīng)速度快，單元體積小，綠色環(huán)保。
4.同亮度下，耗電是白熾燈的十分之一，熒光燈的三分之一，而壽命卻是白熾燈的50倍，熒光燈的20倍，是繼白熾燈、熒光燈、氣體放電燈之后的第四代照明產(chǎn)品。
5.單顆大功率超亮度LED的問世，是LED應(yīng)用領(lǐng)域跨至高效率照明光源市場成為可能，將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈后最偉大的發(fā)明之一。 [3]
電池組件支架
1） 傾角設(shè)計(jì)
為了讓太陽能電池組件在一年中接收到的太陽輻射能盡可能的多，我們要為太陽能電池組件選擇一個(gè)最佳傾角。
關(guān)于太陽能電池組件最佳傾角問題的探討，在不同地區(qū)使用，是根據(jù)不同地區(qū)而定。
2）抗風(fēng)設(shè)計(jì)
在太陽能路燈系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)上一個(gè)需要非常重視的問題就是抗風(fēng)設(shè)計(jì)?？癸L(fēng)設(shè)計(jì)主要分為兩大塊，一為電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，二為燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。下面按以上兩塊分別做分析。
⑴太陽能電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)
依據(jù)電池組件廠家的技術(shù)參數(shù)資料，太陽能電池組件可以承受的迎風(fēng)壓強(qiáng)為2700Pa。若抗風(fēng)系數(shù)選定為27m/s（相當(dāng)于十級(jí)臺(tái)風(fēng)），根據(jù)非粘性流體力學(xué)，電池組件承受的風(fēng)壓只有365Pa。所以，組件本身是完全可以承受27m/s的風(fēng)速而不至于損壞的。所以，設(shè)計(jì)中關(guān)鍵要考慮的是電池組件支架與燈桿的連接。
在本套路燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中電池組件支架與燈桿的連接設(shè)計(jì)使用螺栓桿固定連接。
⑵路燈燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)
路燈的參數(shù)如下：
電池板傾角A = 16o 燈桿高度 = 5m
設(shè)計(jì)選取燈桿底部焊縫寬度δ = 4mm 燈桿底部外徑 = 168mm
焊縫所在面即燈桿破壞面。燈桿破壞面抵抗矩W 的計(jì)算點(diǎn)P到燈桿受到的電池板作用荷載F作用線的距離為
PQ = [5000+（168+6）/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以，風(fēng)荷載在燈桿破壞面上的作用矩M = F×1.545。
根據(jù)27m/s的設(shè)計(jì)最大允許風(fēng)速，2×30W的雙燈頭太陽能路燈電池板的基本荷載為730N?？紤]1.3的安全系數(shù)，F(xiàn) = 1.3×730 = 949N。
所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，圓環(huán)形破壞面的抵抗矩W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）。
上式中，r是圓環(huán)內(nèi)徑，δ是圓環(huán)寬度。
破壞面抵抗矩W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）
=π×（3×842×4+3×84×42+43）= 88768mm3
=88.768×10－6 m3
風(fēng)荷載在破壞面上作用矩引起的應(yīng)力 = M/W
= 1466/（88.768×10－6） =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa
其中，215 Mpa是Q235鋼的抗彎強(qiáng)度。
所以，設(shè)計(jì)選取的焊縫寬度滿足要求，只要焊接質(zhì)量能保證，燈桿的抗風(fēng)是沒有問題的。
控制器
太陽能充放電控制器的主要作用是保護(hù)蓄電池?；竟δ鼙仨毦邆溥^充保護(hù)、過放保護(hù)、光控、時(shí)控、防反接、充電涓流保護(hù)、欠壓保護(hù)、防水保護(hù)等。 [1]
1）器件選用
在選用器件上，目前有采用單片機(jī)的，也有采用比較器的，方案較多，各有特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該根據(jù)客戶群的需求特點(diǎn)選定相應(yīng)的方案，在此不一一詳述。
2）表面處理
該系列產(chǎn)品采用靜電涂裝新技術(shù)，以FP專業(yè)建材涂料為主，可以滿足客戶對(duì)產(chǎn)品表面色彩及環(huán)境協(xié)調(diào)一致的要求，同時(shí)產(chǎn)品自潔性高、抗蝕性強(qiáng)，耐老化，適用于任何氣候環(huán)境。加工工藝設(shè)計(jì)為熱浸鋅的基礎(chǔ)上涂裝，使產(chǎn)品性能大大提高，達(dá)到了最嚴(yán)格的AAMA2605.2005的要求，其它指標(biāo)均已達(dá)到或超過GB的相關(guān)要求。
3）充電涓流保護(hù)
易佳太陽能電池板對(duì)蓄電池充電時(shí)，蓄電池在達(dá)到峰值電壓后，如果繼續(xù)高壓充電容易造成蓄電池的失水或失控；如果停止充電時(shí)，蓄電池又無法飽和。此款控制器在充到峰值電壓后立即降壓1V，然后進(jìn)入涓流充電狀態(tài)，保證了蓄電池可以穩(wěn)定于飽滿狀態(tài)，同時(shí)又避免了失水或失控，類似于對(duì)蓄電池進(jìn)行循環(huán)充，不僅高效的保護(hù)了蓄電池，還提升了蓄電池的充電次數(shù)，使用壽命更長。 [4]
工作原理編輯 播報(bào)
太陽能路燈工作原理說明：白天太陽能路燈在智能控制器的控制下，太陽能電池板經(jīng)過太陽光的照射，吸收太陽能光并轉(zhuǎn)換成電能，白天太陽電池組件向蓄電池組充電，晚上蓄電池組提供電力給LED燈光源供電，實(shí)現(xiàn)照明功能。直流控制器能確保蓄電池組不因過充或過放而被損壞，同時(shí)具備光控、時(shí)控、溫度補(bǔ)償及防雷、反極性保護(hù)等功能 [5]  。
產(chǎn)品參數(shù)編輯 播報(bào)
*主體材料：燈桿為全鋼結(jié)構(gòu)、整體熱鍍鋅/噴塑處理
*太陽能電池組件：晶體硅15-80WP（按負(fù)載配置）
*系統(tǒng)工作電壓：直流12V—24V
*控制器：太陽能燈具專用控制器，光控+時(shí)控，智能控制（天黑燈自開，天亮燈自熄滅）
*儲(chǔ)能電池：全封閉免維護(hù)鉛酸蓄電池12V17Ah—80Ah（根據(jù)負(fù)載配置）
*光源類型：節(jié)能高功率集成LED，稀土高效節(jié)能燈（可按客戶要求配置）
*防護(hù)等級(jí)：IP65
*使用溫度：-30度至70度，抗風(fēng)力≥150Km/h
*照明時(shí)間：4～14小時(shí)（可根據(jù)需要調(diào)節(jié)）
*燈桿高度：2米～4米（可以按客戶要求制作）
*陰雨可連續(xù)工作（可按客戶要求制作）
太陽能路燈無需鋪設(shè)地下線纜，無需支付照明電費(fèi)，太陽能庭院燈所采用的關(guān)鍵部件太陽能電池板、太陽能直流路燈智能控制器、免維護(hù)蓄電池、照明燈具均經(jīng)過國家發(fā)改委/GEF/世界銀行光伏產(chǎn)品認(rèn)證。主要適用于城市道路、小區(qū)廣場、工業(yè)園區(qū)、旅游景區(qū)、公園綠化帶等場所的亮化照明 [4]  。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)編輯 播報(bào)
1.安裝簡便：太陽能路燈安裝時(shí)，不用輔設(shè)復(fù)雜線路，只做一個(gè)水泥基座，做一個(gè)電池坑，用鍍鋅螺栓固定就可。不需消耗大量人力、物力、財(cái)力消耗，安裝簡潔，不需要架線或“開膛破肚”挖地施工、也沒有停電限電顧慮。。
2.投入資金少：太陽能路燈一次投資、長期受益，由于線路簡便，不產(chǎn)生維護(hù)費(fèi)用，不產(chǎn)生昂貴電費(fèi)。6—7年收回成本，3—4年節(jié)約100多萬的電費(fèi)及維護(hù)費(fèi)用?？墒∪ナ须娐窡綦娰M(fèi)高昂，線路復(fù)雜，需長期不間斷的對(duì)線路進(jìn)行檢修。特別電壓不穩(wěn)的情況下，鈉燈易壞是不可避免的，而隨著年限的延長，線路老化、維修費(fèi)用更是年年遞增。
3.安全性能好：太陽能路燈由于采用的是12—24V低壓，電壓穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，不存在安全隱患，是生態(tài)小區(qū)，路政部門理想產(chǎn)品。絕無觸電、火災(zāi)等意外事故。市電路燈安全隱患大，人們的生活環(huán)境在不斷變化的情況下，道路改造、景觀工程的施工，供電不正常，水煤氣管道的交叉施工等多方面帶來諸多隱患 [1]  。
4.節(jié)能環(huán)保：以太陽能光電轉(zhuǎn)換提供電能，取之不盡、用之不竭。無污染、無噪音、無輻射。太陽能路燈能為高尚生態(tài)小區(qū)的開發(fā)和推廣增加新的賣點(diǎn)；可持續(xù)降低物業(yè)管理成本，減少業(yè)主公共分?jǐn)偛糠值馁M(fèi)用。綜上對(duì)比所述，太陽能照明之安全無隱患、節(jié)能無消耗、綠色環(huán)保、安裝簡便、自動(dòng)控制免維護(hù)等固有的特性將為樓盤的銷售、市政工程的建設(shè)直接帶來明顯可利用的優(yōu)勢(shì)。

5.壽命長：太陽能燈具的壽命比普通電力燈具的壽命要高得多， 如太陽能燈具的主要部件----太陽能電池組件的使用壽命25年；低壓鈉燈的平均壽命18000小時(shí)；低壓高效三基色節(jié)能燈的平均壽命6000小時(shí)；超高亮LED的平均壽命大于50000小時(shí)以上；太陽能專用蓄電池的壽命為38AH以下2-5年；38-150AH的3-7年。產(chǎn)品科技含量高，控制系統(tǒng)、配件均是國際品牌、智能化設(shè)計(jì)，質(zhì)量可靠。按照常規(guī)小區(qū)按照當(dāng)?shù)匚飪r(jià)局 “按純住宅建筑面積一次性收取小區(qū)路燈維護(hù)費(fèi)6元/㎡”的規(guī)定，使得普通燈具初始投資要高出太陽能燈具初始投資很多?？傊?，綜合比較來看太陽能燈具節(jié)省投資的特點(diǎn)是相當(dāng)明顯的 [3]  。
太陽能供電系統(tǒng)中，蓄電池的性能好壞直接影響系統(tǒng)的綜合成本及運(yùn)行好壞和使用壽命，本方案中選用該公司與中國科學(xué)院金屬研究所聯(lián)合研制的最新成果儲(chǔ)能型膠體蓄電池， 與普通的鉛酸電池相比，它在設(shè)計(jì)上和制造工藝上有以下突出特點(diǎn)：
使用壽命超長，正常情況下使用壽命為五到十年。
采用適合的正負(fù)極合金配方及活性物質(zhì)配比，使電池更加適合儲(chǔ)能電池循環(huán)充、放電的使用特點(diǎn)。
膠體電解液的設(shè)計(jì)，有效的抑制活性物質(zhì)的脫銹和極板的硫酸鹽化現(xiàn)象，從而延緩了電池在使用過程中的性能衰降。大大改善了電池的深充放循環(huán)壽命。選用笫四代照明產(chǎn)品LED光源 配置計(jì)算編輯 播報(bào)
計(jì)算電流
如：12V蓄電池系統(tǒng)；30W的燈2只，共60瓦。
電流 = 60W÷12V= 5 A
容量計(jì)算
如：路燈每夜照明時(shí)間9.5小時(shí)，實(shí)際滿負(fù)載照明為 7小時(shí)（h）；
例一：1 路 LED 燈
（如晚上7：30開啟100%功率，夜11：00降至50%功率，凌晨4：00后再100%功率，凌晨5：00關(guān)閉）
例二：2 路非LED燈 （低壓鈉燈、無極燈、節(jié)能燈、等）
（如晚上7：30兩路開啟，夜11：00關(guān)閉1路，凌晨4：00開啟2路，凌晨5：00關(guān)閉）
需要滿足連續(xù)陰雨天5天的照明需求。（5天另加陰雨天前一夜的照明，計(jì)6天）
蓄電池 = 5A × 7h ×（5+1）天
= 5A × 42h=210 AH
另外為了防止蓄電池過充和過放，蓄電池一般充電到90%左右；放電余留5%－20%左右。所以210AH也只是應(yīng)用中真正標(biāo)準(zhǔn)的70%－85%左右。另外還要根據(jù)負(fù)載的不同，測出實(shí)際的損耗，實(shí)際的工作電流受恒流源、鎮(zhèn)流器、線損等影響，可能會(huì)在5A的基礎(chǔ)上增加15%-25%左右。
峰值計(jì)算
路燈每夜累計(jì)照明時(shí)間需要為 7小時(shí)（h）；
★：電池板平均每天接受有效光照時(shí)間為4.5小時(shí)（h）；
最少放寬對(duì)電池板需求20%的預(yù)留額。
WP÷17.4V = （5A × 7h × 120%）÷ 4.5h
WP÷17.4V = 9.33
WP = 162（W）
★ ：4.5h每天光照時(shí)間為長江中下游附近地區(qū)日照系數(shù)。
另外在太陽能路燈組件中，線損、控制器的損耗、及鎮(zhèn)流器或恒流源的功耗各有不同，實(shí)際應(yīng)用中可能在15%-25%左右。所以162W也只是理論值，根據(jù)實(shí)際情況需要有所增加。
安裝步驟編輯 播報(bào)
地基澆注
⒈確定立燈位置；勘察地質(zhì)情況，如果地表1米2皆是松軟土質(zhì)，那么開挖深度應(yīng)加深；同時(shí)要確認(rèn)開挖位置以下沒有其他設(shè)施（如電纜、管道等），路燈頂部沒有長時(shí)間遮陽物體，否則要適當(dāng)更換位置。
⒉在立燈具的位置預(yù)留（開挖）符合標(biāo)準(zhǔn)的1米3坑；進(jìn)行預(yù)埋件定位澆筑。預(yù)埋件放置在方坑正中，PVC穿線管一端放在預(yù)埋件正中間、另端放在蓄電池儲(chǔ)存處（如上圖所示）。注意保持預(yù)埋件、地基與原地面在同一水平面上（或螺桿頂端與原地面在同一水平面上，根據(jù)場地需要而定），有一邊要與道路平行；這樣方可保證燈桿豎立后端正而不偏斜。然后以C20混凝土澆筑固定，澆筑過程中要不停用震動(dòng)棒震動(dòng)，保證整體的密實(shí)性，牢固性。
⒊施工完畢，及時(shí)清理定位板上殘留泥渣，并以廢油清洗螺栓上雜質(zhì)。
⒋混泥土凝固過程中，要定時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)；待混凝土完全凝固（一般72小時(shí)以上），才能進(jìn)行吊燈安裝。

電池組件安裝
⒈太陽能電池板的輸出正負(fù)極在連接到控制器前須采取措施避免短接；
⒉太陽電池組件與支架連接時(shí)要牢固可靠；
⒊組件的輸出線應(yīng)避免裸露，并用扎帶扎牢；
⒋電池組件的朝向要朝正南，以指南針指向?yàn)闇?zhǔn)。
蓄電池安裝
⒈蓄電池置于控制箱內(nèi)時(shí)須輕拿輕放，防止砸壞控制箱；
⒉蓄電池之間的連接線必須用螺栓壓在蓄電池的接線柱上并使用銅墊片以增強(qiáng)導(dǎo)電性；
⒊輸出線連接在蓄電池后在任何情況下禁止短接，避免損壞蓄電池；
⒋蓄電池的輸出線與電線桿內(nèi)的控制器相聯(lián)時(shí)必須通過PVC穿線管；
⒌上述完成后，檢查控制器端的接線，防止短路。正常后關(guān)好控制箱的門。
燈具安裝
⒈進(jìn)行各部位組件固定：太陽板固定在太陽板支架上，燈頭固定到挑臂上，然后將支架與挑臂固定到主桿，并將連接線穿引到控制箱（電池箱）。
⒉燈桿起吊之前，先檢查各部位緊固件是否牢固，燈頭安裝是否端正，光源工作是否正常。然后在簡易調(diào)試系統(tǒng)工作是否正常；松開控制器上太陽板連接線，光源工作。
⒊主燈桿起吊時(shí)，注意安全防范；螺絲絕對(duì)緊固好，如組件朝陽角度有所偏差，需要上去端調(diào)整其朝陽方向完全朝正南。
⒋將蓄電池放進(jìn)電池箱，按照技術(shù)要求將連接線連接到控制器；先接蓄電池，再接負(fù)載，然后接太陽板；接線操作時(shí)一定要注意各路接線與控制器上標(biāo)明的接線端子不能接錯(cuò)，正負(fù)兩極性不能碰撞，不能接反；否則控制器將被損壞。
⒌調(diào)試系統(tǒng)工作是否正常；松開控制器上太陽板連接線，燈亮；接上太陽板連接線，燈熄；同時(shí)仔細(xì)觀察控制器上各指示燈的變化；一切屬于正常，方可封好控制箱。