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    可調型太陽能路燈太陽能板調整機構設計

    作者:admin 發布日期:2019/1/24 關注次數: 二維碼分享

    能源危機的出現和國家提倡的新能源建設目標,促使人們不斷研發新的能源,太陽能是清潔的可再生能源。照明裝置在人們的生產生活中必不可少,但照明耗電量很大,尤其是公共照明的路燈,太陽能路燈是一種利用太陽能作為能源的照明裝置,它基本不用或少用市電,不消耗常規電能,因此這種照明裝置正在廣泛使用,具有廣闊的市場前景。目前太陽能板的能量轉換技術水平不斷提高,但是目前市面上的太陽能路燈均未考慮太陽能板的受光面積對太陽能利用效果的影響,太陽能板設置為固定式。本文考慮太陽能板的受光角度,設計了一種可隨太陽方位而調整太陽能板迎光面的可調型太陽能路燈機構,以彌補此方面的不足,使太陽能利用達到佳的效果。




    一、日照對太陽能利用效果的影響分析

    太陽能板與太陽之間的角度是影響太陽能板光電轉換效率的重要因素,若太陽能板一直和太陽光照方向垂直,則太陽能板的轉換效率更接近設計參數。

    對于太陽能光伏系統來說,方位角以正南為0度,向東為負角度,向西為正角度。如太陽在正東方向時,方位角為-90o,在正西方時方位角為90o。方位角決定了陽光的入射方向,太陽能板朝向正南(即太陽能板垂直面與正南的夾角為0度)時,太陽電池發電量是大的。

    在不同的季節,各個方位的日射量峰值產生時刻是不一樣的。如果要將方位角調整到在一天中負荷的峰值時刻與發電峰值時刻一致時,方位角=(一天中負荷的峰值時刻-12)×15+(經度-116o)。

    參考計算當地緯度確定太陽能電池的傾斜角,可參考下述計算辦法:

    我國東西跨越經度60多度,中國南北跨越緯度60多度東端和西端相差5個時區。因此在我國的太陽能路燈必須有較強的安裝適應性和可調整性。

    二、可調型太陽能路燈太陽能板調整機構設計

    太陽能路燈系統由太陽能板、太陽能電能控制器、蓄電池組、光源、燈桿及燈具外殼等幾部分構成。蓄電池一般選用密封膠體蓄電池,由于其維護很少,故又被稱為“免維護電池”,有利于系統降低維護費。充放電控制器具備光控、時控、過充保護、過放保護和反接保護等功能。本文僅考慮研究太陽能板的發電量問題。

    1.實現俯仰角變換的機構設計

    圖1 俯仰角變換機構

    2.實現水平旋轉的機構設計

    電池板水平旋轉裝置由五部分組成:軸、錐齒輪、軸承、鍵、控制把手。通過旋轉控制把手,兩個交角90o的標準直齒錐齒輪改變傳動方向,鍵承載扭矩,使太陽能板轉動。

    3.主體設計

    本設計主體有兩個燈,可雙向照明,下方有廣告牌安置點,亦可設置為公交報站牌或天氣通報牌。頂部為俯仰角調節裝置,往下為水平旋轉裝置。再向下為廣告牌和燈柱及固定裝置。其總體結構如圖2所示。

    圖2 總體結構

    三、結論

    本文針對現在太陽能利用方面的不考慮太陽能電池板迎光面的情況,設計了一種可以調節板面位置的裝置,此裝置結構簡單,太陽能利用效率高,能為太陽能路燈的設計安裝提供一定的參考,該裝置的設計方法也可為同類設計提供借鑒。

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