隨著太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率和生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在照明領(lǐng)域，太陽(yáng)能路燈作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要應(yīng)用模式，被越來(lái)越多的所認(rèn)識(shí)并接受。筆者通過(guò)對(duì)多家公司的太陽(yáng)能路燈資料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)很多人在太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮比較便面，比如，對(duì)峰值時(shí)間的考慮、蓄電池容量的選擇以及對(duì)連續(xù)陰雨天的理解等。
本文結(jié)合筆者工作中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)要點(diǎn)作進(jìn)一步的探討與分析。
1太陽(yáng)能路燈的基本結(jié)構(gòu)及工作原理
1.1太陽(yáng)能路燈基本結(jié)構(gòu) 太陽(yáng)能路燈主要由太陽(yáng)電池組件、組件支架 、光源、電控箱（內(nèi)裝控制器、蓄電池）、燈桿（含燈具）等幾部分組成。
1.2太陽(yáng)能路燈的工作原理
太陽(yáng)能路燈利用太陽(yáng)電池的光生伏應(yīng)原理，白天太陽(yáng)電池吸收太陽(yáng)能光子能量產(chǎn)生電能，通過(guò)控制器儲(chǔ)存在蓄電池里，當(dāng)夜幕降臨或燈具周?chē)庹斩容^低時(shí)，蓄電池通過(guò)控制器向光源供電設(shè)定的時(shí)間后切斷。
2路燈設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)
2.1太陽(yáng)能路燈使用地的經(jīng)度與緯度。通過(guò)地理位置的可以了解并掌握設(shè)備使用地的氣象資源，比如月（年）平均太陽(yáng)能輻照情況、平均氣溫、風(fēng)力資源等，根據(jù)這些條件可以確定當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能標(biāo)準(zhǔn)峰值時(shí)數(shù)（h）和太陽(yáng)電池組件的傾斜角與方位角。
2.2路燈所選用光源的功率（w）。光源功率的大小直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)。
2.3太陽(yáng)能路燈每天晚上工作的時(shí)間（h）。這是決定太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)中組件大小的核心參數(shù)，通過(guò)確定工作時(shí)間，可以初步計(jì)算負(fù)載每天的功耗和與之相應(yīng)的太陽(yáng)電池組件的充電電流。
2.4太陽(yáng)能路燈需要保持的連續(xù)陰雨天數(shù)（d）。這個(gè)參數(shù)決定了蓄電池容量的大小及陰雨天過(guò)后恢復(fù)電池容量所需要的太陽(yáng)電池組件功率。
2.5確定兩個(gè)連續(xù)陰雨天之間的間隔天數(shù)d。這是決定系統(tǒng)在一個(gè)連續(xù)陰雨天過(guò)后充滿蓄電池所需要的電池組件功率。
3太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與要點(diǎn)
太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本原理相同，因而太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)思路也可依據(jù)一般的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，先確定太陽(yáng)電池組件的功率，然后計(jì)算蓄電池的容量。但太陽(yáng)能路燈又有其特殊性，需要確保系統(tǒng)工作的穩(wěn)定與可靠，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意。
下面舉例說(shuō)明太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：
例如：需要在某市安裝一批太陽(yáng)能路燈，光源功率為30w，要求路燈每天工作8小時(shí)，保證連續(xù)7個(gè)陰雨天能正常工作。當(dāng)?shù)貣|經(jīng)114度，北緯23度，年平均水平日太陽(yáng)輻射為3.82kw.h/m2,年平均月氣溫為20.5度，兩個(gè)連續(xù)的陰雨天間間隔時(shí)長(zhǎng)25天。
根據(jù)以上資料，計(jì)算出光伏組件傾斜角26度，標(biāo)準(zhǔn)峰值時(shí)數(shù)約3.9小時(shí)。
（1）負(fù)載日耗電量
q=w* h/u=30*8/12=20ah
式中u為系統(tǒng)蓄電池標(biāo)稱電壓
（2）滿足負(fù)載日用電的太陽(yáng)能電池組件的充電電流
i1=q*1.05/h/0.85/0.9=7.04a
式中1.05為太陽(yáng)能充電綜合損失系數(shù)，蓄電池充電效率、控制器效率
（3）蓄電池容量的確定
滿足連續(xù)10個(gè)陰雨天正常工作的電池容量c
c=q*（d+1）/0.75*1.1=20*8/0.75*1.1=235ah取240ah
式中0.75為蓄電池放電深度，1.1為蓄電池安全系數(shù)
選取2節(jié)12v120ah的電池組成電池組
（4）連續(xù)陰雨天過(guò)后需要恢復(fù)蓄電池容量的太陽(yáng)能電池組件充電電流i2
i2=c*0.75/h/d=240*0.75/3.9/25=1.85a
式中0.75為蓄電池放電深度
（5）太陽(yáng)電池組件的功率為（i1+i2）*18=（1.85+7.04）*18=160wp
式中18為太陽(yáng)電池組件工作電壓
選取2塊峰值功率為80wp的太陽(yáng)能電池組件4關(guān)鍵部件選型
4.1太陽(yáng)電池組件
太陽(yáng)電池組件的電壓會(huì)隨著溫度的升高而降低，由于高溫的影響，電池組件的電壓損失約2v，而充電過(guò)程控制器上的二極管壓降0.7v，所以選擇工作電壓為18v的組件。
由于太陽(yáng)能路燈的特殊性，太陽(yáng)能電池板一般安裝在燈桿上，對(duì)于路燈桿而言，一般都是5米以上，重心較高，而且大部分太陽(yáng)電池板都是懸掛式，為增強(qiáng)整套設(shè)備的抗風(fēng)力，一般選擇多塊太陽(yáng)電池板組成所需要的組件功率。
4.2蓄電池（組）
在選擇蓄電池時(shí)，須要考慮放電率對(duì)蓄電池容量的影響，溫度對(duì)蓄電池容量的影響，放電深度對(duì)蓄電池容量的影響等幾個(gè)方面。
蓄電池在進(jìn)行并聯(lián)連接時(shí)，需要考慮各單體電池間的不平衡影響，通常情況下并聯(lián)組數(shù)不宜超過(guò)4組。
4.3控制器
控制器是整個(gè)路燈系統(tǒng)中充當(dāng)管理者的關(guān)鍵部件，它的Zui大功能是對(duì)蓄電池進(jìn)行全面的管理，好的控制器應(yīng)當(dāng)根據(jù)蓄電池的特性，設(shè)定各個(gè)關(guān)鍵參數(shù)點(diǎn)，比如蓄電池的過(guò)充點(diǎn)、過(guò)放點(diǎn)，恢復(fù)連接點(diǎn)等。
在選擇路燈控制器時(shí)，特別需要注意控制器恢復(fù)連接點(diǎn)參數(shù)，由于蓄電池有電壓自恢復(fù)特性，當(dāng)蓄電池處于過(guò)放電狀態(tài)時(shí)，控制器切斷負(fù)載，隨后蓄電池電壓恢復(fù)，如果些時(shí)控制器各參數(shù)點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)，則可能出現(xiàn)燈具閃爍不定，縮短蓄電池和光源的壽命。
4.4光源的選擇
目前，針對(duì)太陽(yáng)能路燈專(zhuān)用的光源較少，為減少有限能量的損失，光源盡量選直流光源。目前常見(jiàn)的光源有直流節(jié)能燈、高頻無(wú)極燈、低壓鈉燈等。led作為半導(dǎo)體光源，其發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，是未來(lái)太陽(yáng)能路燈較為理想的光源，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，從pn節(jié)到pn節(jié)的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。
5結(jié)束語(yǔ)
太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)需要科學(xué)、合理，除了上述幾點(diǎn)，還需要考慮路燈整體的結(jié)構(gòu)，特別是路燈的抗風(fēng)力的計(jì)算。影響太陽(yáng)能路燈性能的因素很多，不一一贅述，一些人在設(shè)計(jì)太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)時(shí)往往把日照時(shí)間看作太陽(yáng)能峰值時(shí)數(shù)，其實(shí)這是不正確的，這樣設(shè)計(jì)的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。只有掌握了使用地的詳細(xì)氣象資源及使用條件，再結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，才能確保太陽(yáng)能路燈能正常工作。