太阳能路灯培训资料.docx
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太阳能路灯培训资料
太阳能灯具
培
训
资
料
第一章、太阳能光伏产品的工作原理
太阳能光伏产品以太阳光为能源,白天通过太阳能电池组件接受太阳辐射,将光能转换成电能,并在控制器的管理下不断向蓄电池充电,使用时,控制器根据设定的程序将蓄电池中的电能释放出来向用电设备供电.加装带有保护装置的逆变器,即可具备向交流设备供电的功能.
概述：
太阳能作为一种可再生的新能源，越来越吸引人们的关注。
光伏发电是太阳能用的一种方式，因其节能和环保的效果，受到广大泛的重视。
最近几年光伏发电发展迅速，光伏技术不断进步，光伏发电的成本不断降低，各国纷纷出台各种政策支持，使得光伏发电成为最近几年发展最迅速的产业。
各国纷纷出台相关的政策和规划，积极发展光伏产业。
在国际大环境下，立足国内的能源现实，中国政府也出台相关政策支持可再生能源的发展。
当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。
中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。
中国太阳能利用进入大规模使用阶段的条件已经成熟。
中国已经成为世界上产量最大的太阳能消费品生产国，形成了广阔的农村太阳能光伏发电工程也已开始启动。
2002-2005年间，中国光伏产业讯猛发展，已经成为世界光伏产业和市场发展最快的国家之一。
第二章、关于用户关心的几个问题
1、如何选择太阳能灯的光源？
太阳能灯一般选用高效、节能的光源。
目前应用在太阳能灯上的光源（灯泡）主要有：
高效直流节能灯、超高亮半导体LED灯、无极电磁感应灯（LVD）、低压钠灯（LPS）和高压钠灯（HPS）等。
目前太阳能草坪灯多选用LED作光源；太阳能庭院灯一般采用LED和12V直流节能灯作光源；太阳能路灯根据实际情况的需要，可在12V直流节能灯、低压钠灯、高压钠灯、无极电磁感应灯等多种光源中进行选择。
不管选用那种光源，其亮度与光源的功率有直接关系。
同一种光源，其功率越大，亮度越高；功率越小，亮度越低。
2、太阳能灯晴朗天气下能照明多长时间？
太阳能灯的照明时间长短可以根据用户要求进行设定。
对于同一地点来说，其与太阳能电池组件和蓄电池的选择配比有直接关系。
在光源功率确定的前提下，选择太阳能电池组件功率和蓄电池容量越大，可以保证的照明时间越长，反之则缩短。
标准的系统配置一般应保证每天5～10小时的照明时间。
3、太阳能灯在阴雨天气下能使用多长时间？
太阳能灯在连续阴雨天的保证时间可以根据具体使用环境和客户要求进行设计的。
通常，在遇到连续阴雨天气时，应满足不低于2天（每天5～10小时）的照明时间。
4、光伏产品主要部件的使用寿命有多长？
太阳能电池组件、控制器、蓄电池、照明光源是太阳能灯具产品的四个主要部件，它们各自的使用寿命参考值如下表：
主要部件
太阳能电池组件
控制器
蓄电池
照明光源
参考寿命
25年
10年
3～5年
不同种类各异
5、如何比较光伏产品的性价比？
影响太阳能灯价格的主要因素是太阳能电池组件的功率和蓄电池的容量。
高功率，大容量的配置，势必要支付较高的费用；反之，则可降低。
太阳能电池组件和蓄电池可根据不同的使用要求组成不同的系统配置。
因此，客户应根据实际情况需要，选择科学合理的配置方案，以获得较高的产品性价比。
6、质量保证
我公司将以雄厚的研发力量，先进的技术工艺，科学的内容管理，并坚持“以创新某发展，以质量求生存，以诚信立市场”的经营理念，给客户提供可靠的产品质量和完善的售后服务体系。
锋皇太阳能路灯
普通市电路灯
数量
单价
小计金额
数量
单价
小计金额
灯具
100
12000
1200000
100
4100
1410000
灯座基础
100
190
19000
100
190
19000
安装及调试
100
50
5000
100
110
11000
工程（挖填土、管线）
无
0
13.26元/米Ⅹ4200米
55692
材料（电缆、胶布、PE管）
无
0
15元/米Ⅹ4200米
63000
配电设备（成套电器、箱体、引线、架设电力变压器等）
无
0
控制配电箱:
5500元配套费用510元/盏×100盏
56500
首次投入费用
1224000
615192
电费
免维护铅酸蓄电池（550元/只×2只×100盏）
110000
250W×10小时/天×365天/年×100盏×10年÷1000瓦。
小时×0.98元/度
894250
光源寿命及更换
LED，100000小时左右无需更换
0
高压钠灯。
1800小时左右200元/只×2只×100盏×20次
800000
维护费
免维护
0
120元/年×10年×100盏
120000
残值回收
蓄电池:
60元/只×200只
12000
无
0
十年费用总额
1322000
2429442
十五年费用总额
1420000
3336567
二十年费用总额
1518000
4243692
安全性
由于太阳能灯具采用的是12~36v的直流供电，绝对安全，性能稳定，不会发生触电事故，不受停电影响。
工作电压为交流22V，能较稳定，需要常年维护。
但存在遇洪涝灾害及阴雨天易发生漏电亡人事故。
同时易受停电、限电影响。
第三章、与常规照明比较,太阳能灯的优劣势
一、优势（建议理由）
1、可独立安装，无需挖沟、埋线、回填，节省施工费用；
2、无需购置电力增容设备，节省相应配套设备的费用支出；
3、太阳能灯具可实现全自动控制，无需人员管理，节省管理开支；
4、向太阳索取能量，不使用常规电力能源，节省运行费用；
5、维护简便，不会发生触电事故，使用安全。
6、节能：
以太阳光转换提供电能，取之不尽，用之不竭；
7、环保：
无污染，无噪音，无辐射；
8、安全：
使用支流电压为12V~36V，绝无触电、火灾等意外发生；
9、方便：
安装简洁，不需要架线或“开膛破肚”挖地施工，也没有停电限电顾虑，在没有通市电的地方同样使用；
10、寿命长：
采用LED光源，使用寿命为10万小时左右，支流低压，长期耐用；
11、投资少：
无须交纳电费，无须跟踪维护，运行和维护费用低；
12、适用广：
在有日照的地方都可以使用，使用与城市广场、小区、学校、工厂、村民、海宾谷场、景区、山区、孤岛等照明工程上；
13、回收价值大：
更换下的太阳能电池板和蓄电池可回收再利用；
14、品位高：
绿色、环保、节能、高科技，是使用单位的形象、档次、品位的象征。
二、劣势（选择顾虑）
1、综合效能直接受当地日照强弱的影响，不能满足日照不足地区的安装需求；
2、太阳能电池组件要接受太阳光直射而避开遮挡物，具体安装位置会受局限；
3、在不考虑施工、运行、维护等费用的前提下，单盏灯的初期投资费用略高；
4、如在灯杆上安装太阳能电池组件，则需考虑整体抗风强度，投资会略高于普通灯杆
第四章、太阳能灯的器件选择与组成
在太阳能照明灯的设计中，涉及太阳能电池组件、蓄电池、充放电控制器、光源等多个环节，其中任何一个环节出现问题都会造成产品缺陷。
一个太阳能灯由太阳能电池组件及支架、蓄电池、充放电控制器、光源、灯杆灯具、线缆和连接紧固辅件等六大基本部分组成。
一、太阳能电池
太阳能电池的利用光伏效应把太阳的光能转换成电能。
对于硅电池来说，在标准条件下（光谱照度：
100W/m2,光谱：
AM1.5，温度：
25℃），它的开路电压为0.48～0.6V。
将多个单体太阳能电池连接，并进行封装，可以构成不同面积、不同功率的太阳能电池组件，也可统称为太阳能电池板。
单体太阳能电池一般是不能使用的，实际应用的是太阳能电池组件。
太阳能电池于太阳幅照度的对数成正比，具有负的温度系数，温度每上升一度，电压下降2mV～3mV。
单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池是目前较常见、较实用的三种太阳能电池。
多晶硅太阳能电池的生产工艺相对简单，价格比单晶硅低。
近年来，由于多晶硅太阳能电池技术的不断进步，其转换效率得到不断提高。
单晶硅太阳能电池的效率比较高，但价格高于多晶硅太阳能电池。
非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低，可在室内阳光很弱的情况下使用。
目前太阳能电池的封装形式主要层压工艺和滴胶工艺有两种。
采用层压工艺封装的太阳能电池可以保证25年以上的工作寿命，其工艺特性和使用寿命优于滴胶封装形式。
不管哪种太阳能电池都具有以下五大电性能：
1、Isc＝短路电流；2、Im＝峰值电流；3、Voc＝开路电压；4、Vm＝峰值电压；5、Pm＝峰值功率＝（Im×Vm）
（以上根据太阳能电池的外特性计算）
太阳能电池组件功率的选择
太阳能电池峰值功率是标准条件下（STC）太阳能电池（组件）的输出最大功率，单位峰瓦，或用符号Wp表示。
（STC即：
欧洲委员会定义的101标准，辐射强度1000W/m2，大气质量AM1.5，电池温度25℃）
太阳能电池（组件）的输出功率取决于太阳幅照度、太阳光谱分布和太阳能电池（组件）的工作温度。
在不同的时间，不同的地点，同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。
并不向有些人想象的那样，只要有阳光就会有额定输出功率，甚至认为太阳能电池在灯光下也可以正常使用。
按面积计算，每平米的太阳能电池的输出功率大约为120W；随着转换效率的提高，其输出功率也相应的增大。
太阳能电池组件输出功率的选择，要根据太阳能灯的光源功率、使用时间和当地的气候地理条件等来确定。
太阳能电池组件安装倾角
由于我国南北纬度跨越较大，太阳能电池组件安装倾斜角度要随安装地区纬度的不同发生变化。
一般情况下，长江以南地区的安装倾角在30度左右；长江以北地区的安装倾角在45度左右；东北地区应在50度左右。
方向为正南方或偏西5度。
水平放置的太阳能电池，其输出功率将降低15%～20%。
太阳能电池组件的热岛效应
太阳能电池组件在使用过程中，如果有一片太阳能电池单独被树叶等遮挡物长时间遮挡，被遮挡的单片太阳能电池在强烈阳光照射下就会发热损坏，甚至会造成整个太阳能电池组件损坏，这就是所谓热岛效应。
为了防止热岛效应，一般是将太阳能电池倾斜放置，使太阳能电池表面不能附着遮挡物。
二、控制器
对任何一个太阳能照明系统来说，充放电控制电路的优劣将直接影响到系统应用的成败。
由于太阳能光伏发电系统输入的能量极不稳定，光伏发电系统中对蓄电池充电的控制要比普通对蓄电池充电的控制要复杂。
一个性能良好的光伏控制器应具有控制蓄电池充放电、温度调节、最大功率跟踪和过充保护、过放保护、短路保护、反接保护等多种保护功能以及自动开关和时间调整功能。
从而保证系统可靠运行，同时使太阳能电池组件可以在不同温度和辐照情况下智能输出最大功率，使照明系统具有很高的效率。
三、蓄电池
由于太阳能照明系统蓄电池的充电直接由太阳能电池提供，得到的能量极不稳定,所以要配置容量合理、性能可靠的蓄电池，以保证光伏发电系统的正常工作。
在太阳能光伏照明系统中，通常选用的是免维护铅酸蓄电池。
免维护铅酸电池是一种新型的蓄电池，它采用全密封方式，放电率高，特性稳定；无需加水；安装时简单，占地面积小，可水平和垂直安装；期望寿命一般为5～7年。
选择蓄电池容量的一般原则是：
首先够满足夜晚照明要求,并能把白天太阳能电池组件产生的能量尽量存储下来，同时还能满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。
蓄电池容量过小不能满足夜晚照明的需要，蓄电池容量过大，蓄电池长期处在亏电状态，缩短蓄电池寿命，同时也浪费不必要的投资。
四、光源负载
太阳能灯以节能环保为优势，负载应该节能、低耗、寿命长。
半导体LED灯、12V直流节能灯、低压钠灯、高压钠灯、无极电磁感应灯等都可以作为太阳能灯的光源。
目前太阳能草坪灯多选用LED作为光源。
LED寿命可达100000小时以上，工作电压低，非常适合应用在太阳能草坪灯上。
太阳能庭院灯一般采用LED光源和12V直流节能灯。
直流节能灯电压为直流，无需逆变，方便安全。
太阳能路灯根据实际情况需要，可在12V直流节能灯、低压钠灯、高压钠灯、无极电磁感应灯等多种光源中进行选择。
不管选用那种光源，其亮度与光源的功率有直接关系，也直接影响系统配置和投资费用。
在相同照明时间条件下，光源功率越大，亮度越高，系统配置越大，费用越高；功率越小，亮度越低，系统配置降低，费用减少。
五、灯具和灯杆
灯具一般是指用于安装照明光源的部分，也就是通常所说的灯头；灯杆分为变径杆、锥形杆、组合杆等多种形式，并通过挑臂与灯具连接。
一般的灯杆、灯具都可作为太阳能灯的选择对象。
如果采用在灯杆上直接安装太阳能电池组件的方案，需根据太阳能电池组件面积加工制作太阳能电池组件的支架，同时考虑灯杆的抗风强度问题。
灯具和灯杆的选择面较宽，一般满足实用、美观的要求即可。
六、线缆和连接紧固辅件
线缆用于连接太阳能电池组件、蓄电池、充放电控制器、光源等器件。
线缆的线径标准随系统配置需要确定，线缆的长度随灯杆高度和器件安装位置确定。
连接紧固辅件用于固定各器件连线的输入、输出端子；固定灯杆及灯具。
第五章、照明常识基本概念
我们目前经营的产品不管是路灯还是庭院灯，它们的基本功能就是照明。
在我们与客户交流过程中，势必会提到一些关于照明的专有名词，这就要求我们必须能够简洁、明了地向客户解释清楚这些专有名词的概念、内容、代表符号、单位简称以及代表字母。
下面是我们常用的一些基本概念，其中的重点是①光通量②光强③亮度④照度⑤色温度⑥显色性。
务必用心融会贯通。
一、照明术语
名称
符号
单位
说明
光通量
Φ
流明lm
发光体每秒钟所发出的光量之总和即发光量。
所有发光的物体都以光通量数值表明其亮度
亮度
L
cd/㎡
亮度是指观察者看到的某个表面的明亮程度.
光强
I
坎德拉cd
发光体在特定方向单位面积内所发射的光通量
照度
E
勒克斯lx
指光通量与被照面积的比例系数，也就是发光体照射在被照物体单位面积上的光通量即1LM分布在1㎡上的亮度。
平均寿命
H
小时
指一批光源百分之五十的数量损坏不亮时的小时数
色温度
K
开尔文
色温度在3000K以下，光色就开始有偏红的现象，给人一种温暖的感觉。
色温度超过5000K，颜色则偏向蓝色，给人一种清冷的感觉。
在中间时，感觉比较适中。
显色性
Ra
光源对物体颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度。
显色性高的光源对颜色的再现较好，我们所看到的颜色也就较接近自然原色，显色性低的光源对颜色的再现较差，我们所看到的颜色偏差也较大。
眩光
TI
视野内有亮度极高的物体或者过于强烈的亮度对比，则可以造成视觉不舒适，称为眩光。
分为失能性眩光和不舒适性眩光，眩光是影响质量的重要因素。
眩光高则能见度减低，而当眩光减少时，能见度会提高。
光源效率
Lm/W
光源效率（Lm/w）=流明（Lm）/耗电量（w）
照明均匀度
被照物上产生暗区会降低目标的可见度，因此被照物上良好
的照明均匀度是很重要的。
视觉引导性
汽车司机必须接受到关于前方道路或建筑方向的信息以便及时作出反应。
设计照明时要考虑此项以保证交通安全性。
环境系数
SR
为保证道路使用者更清楚地看到障碍物，道路周围环境也需要有一定的亮度。
艺术美及
舒适性
户外照明的艺术美及舒适性在凸现城市功能及环境中起着越来越大的作用，作为一个软指标，反映了户外照明的艺术附加值及城市文化建设功能的内涵和功底。
二、主要光源的技术指标
光源种类
光效（Lm/W）
显色指数Ra
色温（K）
平均寿命（小时）
白炽灯泡
15
100
2800
1000
普通日光灯
70
70
全系列
8000
√金属卤化物灯
75-95
65-92
3000/4500/5600
6000-20000
三基色日光灯
96
80-98
全系列
10000
√高压钠灯
120
23/60/90
1950/2200/2500
24000
√低压钠灯
200
44
1700
28000
石英卤素灯
15
100
3000
2000-3000
高压汞灯
50
45
3300/4300
6000
无极灯（Lvd）
65
80
2700/6500
60000
飞利浦无极QL灯
70
85
3000/4000
80000
从此表上就可以大致换算出各种光源的相对亮度。
按照国家标准，二级主干道要求15Lx以上，也就是说设定一盏灯照明范围为200平米则需要3000Lm的光通量，这就可以换算出需要的光源的瓦数。
但大多情况实际照明要求高于此国家标准数字。
一般六米以上的路灯的光通量不低于6000Lm才可以，六米以下的庭院灯可以在4000Lm左右。
对于使用显色指数较差的高、低压钠灯则需要相应提高光通量以改变过于发红的暖光。
做为路灯，国家提倡使用高、低压钠灯就是因为他们的光通量比较高相应的就可以降低瓦数减少耗电量，也提倡其他新型气体放电灯比如无极灯。
目前国内主要使用的路灯基本都是上面打（√）三种。
我国太阳能辐射量分布
在我国，西藏西部太阳能资源最丰富，最高达2333KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。
1.西高东低的海拔因素。
2.南北纬度跨度大。
根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。
一类地区
为我国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680～8400MJ/㎡，相当于日辐射量5.1～6.4KWh/㎡。
这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。
尤以西藏西部最为丰富，最高达2333KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。
二类地区
为我国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡。
这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
三类地区
为我国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000-5850MJ/m2，相当于日辐射量3.8～4.5KWh/㎡。
主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。
四类地区
是我国太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200～5000MJ/㎡，相当于日辐射量3.2～3.8KWh/㎡。
这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。
五类地区
主要包括四川、贵州两省，是我国太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量3350～4200MJ/㎡，相当于日辐射量只有2.5～3.2KWh/㎡。
太阳能辐射数据可以从县级气象台站取得，也可以从国家气象局取得。
从气象局取得的数据是水平面的辐射数据，包括：
水平面总辐射，水平面直接辐射和水平面散射辐射。
从全国来看，我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4kWh/㎡以上，西藏最高达7kWh/㎡。
影响年太阳总辐射量的主要因素
年太阳总辐射量是指一年内在1平方厘米的面积上所获得的太阳辐射能的热量数，据此可以分析一个地区或一个国家太阳总辐射量的分布的情况。
但是太阳总辐射量有时空的差异性，这要从影响它的主要因素分析。
到达地面的太阳辐射有两部分：
一是太阳以平行光线的形式直接投射到地面上，称为太阳直射辐射。
二是太阳辐射的一部分能量在遇到空气分子或微小尘埃时便以这些质点为中心向四面八方散射出去，经过散射后的一部分能量自天空投射到地面的，称为散射辐射，两者之和称为总辐射，就是到达地面的太阳辐射，其中直接辐射占主要部分。
年太阳总辐射量主要决定于直接辐射的变化，其影响因素如下：
一、直接辐射：
太阳直接辐射的强弱和许多因素有关，其中最主要的有两个，即太阳高度角和大气透明度。
1.太阳高度角不同时，地面单位面积上所获得的太阳辐射也就不同，这有两方面原因：
①太阳高度角越小，等量的太阳辐射散布的面积就愈大，因而地面单位面积上所获得的太阳辐射就越少，年太阳总辐射量就越小。
②太阳高度角越小，太阳辐射穿过大气层越厚，因此，太阳辐射被减弱也较多，到达地面的直接辐射就较少。
在太阳高度角的影响下，太阳总辐射量中的直接辐射，有显著的日变化、年变化和随纬度高低的变化。
在一天之中，日出、日落时太阳高度最小，直接辐射最弱；中午太阳高度角最大，直接辐射最强。
同样道理，在一年之中，直接辐射在夏季最强，冬季最弱。
以纬度而言，一般来说低纬度地区一年各季太阳高度角都很大，地面得到的直接辐射比中、高纬度地区大得多，但并不是所有的地区都如此。
在相同的纬度下，甚至纬度较低的地区，为什么年太阳总辐射量有的大、有的小呢？
如：
太阳总辐射量最大的地区不在赤道而在北纬20度左在。
这是因为直接辐射还受大气透明度的影响。
2.大气透明度决定于大气所含水汽、水汽凝结物和尘埃杂质的多少。
如：
其对太阳辐射的削弱作用，以云的反射作用为例说明：
高云反射率约为25％，中云为50％，低云为65％，稀薄的云层也可反射10％～25％，随着云层增厚反射增强，厚云层反射可达90％，一般情况下云的反射率为50％～55％。
如我国的重庆和拉萨纬度相差不多，太阳高度相差很少，但是重庆的年太阳总辐射量约为37万焦／厘米2，拉萨约为90万焦／厘米2，是我国太阳能资源最丰富的地区。
这主要因为重庆多阴雨天，多雾天，大气的透明度很差，太阳辐射被削弱很多，而拉萨海拔较高，空气稀薄，又多晴朗天气，大气透明度好，太阳辐射被削弱的少。
由此可见，大气透明度也是影响太阳总辐射量的主要因素。
二、散射辐射：
散射辐射的强弱也和太阳高度角及大气透明度有关。
1.太阳高度角增大时，到达近地面的直接辐射增强，散射辐射也就相应地增强。
相反，太阳高度角减小时，散射辐射也弱。
2.大气透明度增大时，空气中参与反射作用的杂质少，因而散射辐射减弱；大气透明度减弱时，参与反射作用的质点增多，散射辐射增强。
云虽然也能强烈地增大散射辐射，但是，直接辐射是组成总辐射的主要成分，有云时直接辐射的减弱比散射辐射增强还多，所以大气透明度不好时，只能使太阳总辐射量减小，不可能因为散射辐射强度大而增强。
由以上论述可知：
分析年太阳总辐射量时，主要从太阳高度角和大气透明度两方面的影响因素分
第六章、太阳能路灯:
太阳能路灯与普通路灯对比
随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓是无处不在。
太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”的安全、环保新能源越来越受到重视。
这样
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