由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定,所以一般需要配置蓄電池系統(tǒng)才能工作,蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則:首先在能夠滿足夜晚照明的前提下,把白天太陽能電池組件的能量盡量存儲(chǔ)下來,同時(shí)還要能夠存儲(chǔ)滿足連續(xù)陰雨天(七天)夜晚照明需要的電能。
蓄電池容量過小不能夠滿足夜晚照明的需要,蓄電池容量過大,一方面蓄電池始終處在虧電狀態(tài),影響蓄電池壽命,同時(shí)造成浪費(fèi)。目前,與太陽能光伏電池相配套常使用的是閥控密封式鉛酸蓄電池,由于其維護(hù)很少,性能可靠,故又被稱為“免維護(hù)電池”,有著其他蓄電池所無法比擬的優(yōu)越性。
蓄電池的容量要根據(jù)太陽能電池板的功率和LED 路燈的功率以及照明時(shí)間來決定,蓄電池應(yīng)與太陽能電池、LED 路燈相匹配??捎靡环N簡單方法確定它們之間的關(guān)系。太陽能電池功率必須比負(fù)載功率高出4 倍以上,系統(tǒng)才能正常工作。
大功率LED應(yīng)用于照明領(lǐng)域,由于LED的電流、電壓參數(shù)具有典型的PN結(jié)伏安特性, 其正向壓降的微小變化會(huì)引起較大的正向電流變化。不穩(wěn)定的工作電流會(huì)影響LED的壽命和光衰。所以大功率LED的亮度wq是由電流控制的, 驅(qū)動(dòng)電路必須提供恒定的電流。
在驅(qū)動(dòng)電路中我們選用大功率LED驅(qū)動(dòng)芯片XLT604驅(qū)動(dòng)LED,XLT604是采用BICMOS工藝設(shè)計(jì)的PWM{gx}LED驅(qū)動(dòng)控制芯片。它在輸入電壓從7VDC到450VDC范圍內(nèi)能有效驅(qū)動(dòng)高亮LED。該芯片能以高達(dá)300KHz的固定頻率驅(qū)動(dòng)外部MOSFET,其頻率可由外部電阻編程決定。
外部高亮LED串可采用恒流方式控制,以保持恒定亮度并增強(qiáng)LED的可靠性,其恒流值由外部取樣電阻值決定,變化范圍從幾毫安到1安培。XLT604 驅(qū)動(dòng)的LED可通過外部控制電壓線性調(diào)節(jié)亮度,亦可通過外部低頻PWM方式調(diào)節(jié)LED串的亮度,所以根據(jù)太陽能LED路燈設(shè)計(jì)實(shí)際需要,選擇LED混聯(lián)方式,并選用XLT604驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)對(duì)LED進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
據(jù)太陽能輻射原理,太陽能電池方陣面上所獲得輻射量的多少與很多因素有關(guān):當(dāng)?shù)氐木暥龋0?,大氣的污染程度或透明程度,一年?dāng)中四季的變化,{yt}時(shí)間的變化,到達(dá)地面的太陽輻射直、散分量的比例,地表面的反射系數(shù),太陽能電池方陣的運(yùn)行方式或固定方陣的傾角變化以及太陽能電池方陣表面的清潔程度等。
太陽能照明系統(tǒng)充放電效率取0.75,太陽能電池組件組失修正系數(shù)取0.95,灰塵遮擋及其它損失修正系數(shù)取0.90。經(jīng)過查詢資料和單位換算及簡化處理后,可得到太陽能電池總用量P(Wp)的計(jì)算公式[1]
式中,QL 為負(fù)載日功耗(Wh),HL 為水平面年平均日輻射量(KJ/m2·d),Kop 為斜面輻射輻射系數(shù),A 為安全系數(shù),一般取A=1.1~1.3。