新農村太陽能路燈設計與安裝要點

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，已經成為現代人們生活的一部分。蘭州太陽能資源豐富，太陽能路燈以其低碳環保、經濟易行等特點，在我省新農村建議、扶貧開發等重大工程領域得到越來越多的推廣。本文新農村太陽能路燈廠家從太陽能路燈原理入手，介紹了太陽能路燈在設計與安裝過程要重點關注的事項。

1 太陽能路燈系統原理

太陽能路燈由以下幾個部分組成：光源、太陽電池組件及支架、小型太陽能控制器、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

太陽能路燈選擇的光源種類，是太陽能路燈的重要指標，普通太陽能路燈常選擇低壓節能燈、低壓鈉燈、無極燈、LED光源中的一種，或者采用兩種以上的混合光源，以滿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LED燈光源，其壽命長，可達100萬小時，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高。

1.2 陽電池組件

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

1.3 小型太陽能控制器

控制器主要實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充電及深放電，延長蓄電池的壽命。同時好的控制器在溫差較大時，能夠對蓄電池溫度進行補償，有效保障太陽能路燈系統的正常工作。太陽能控制器應肩負路燈控制功能，具有光控、時控作用，完成夜間自動切控負載，便于陰雨天有效延長路燈工作時間。也需要具備過充保護、過放保護和反接保護功能，實現較高的性價比。

1.4 蓄電池

日照隨季節的變動較大，太陽能光伏發電系統的輸入電量波動也較大，而且路燈工作的夜間沒有日照，所以太陽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電池容量、用電負載相匹配。通常簡單來講，太陽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

燈桿系統是把太陽能路燈集中固定的配件，由燈桿、燈具外殼和防護（防風和防潮）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，既要考慮美觀同時也要考慮節能，在美觀和節能矛盾時，大多數都選擇節能燈具。燈桿還應滿足防風和接地設計要求，對于燈具則要求達到相應的防護等級（IP）設計要求。

2 太陽能路燈設計原則

太陽能路燈設計，應該對照明設計要求和照明工作要求進行了解分析，理解其設計要求，掌握安裝地的日照、風力等環境資源狀況進行，結合照明安裝的安全進行分析，首先設計出合格、合理，滿足使用者要求的方案，然后進行實地研究，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，很難滿足設計規范的要求。所以太陽能路燈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 照明時間

太陽能路燈工作受氣候影響較大，遇連續陰雨天氣，無光照，太陽能路燈如果沒有足夠的蓄電池儲備電能將無法工作。設計時應根據當地的氣候狀況，能保證連續工作時間5～7d；在設計時還應考慮，合理設計太陽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、防雨、防雷接地

太陽能路燈的防風、防雨和防雷接地，沒有明確標準，參照相關照明規范執行。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 太陽能路燈安裝

太陽能路燈安裝，主要包括光伏組件的安裝、燈頭的安裝、燈桿的穿線、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，對每一套設備進行檢查，主要檢查設備在運輸過程中，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應用鐵墊片墊平。

蓄電池安裝，安裝前應逐個測量蓄電池的電壓是否符合產品要求，安裝在戶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出口處應加絕緣套管。整個安裝過程，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。

當路燈燈桿穿線完成后，應首先檢測整個系統是否正常工作，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，說明系統工作正常。