[发明专利]一种锂电池太阳能路灯设计方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，具体涉及一种成本低、使用寿命长的锂电池太阳能路灯的设计方法。

背景技术

太阳能路灯作为一种可再生清洁能源的应用，其环保、无污染等特点越来越受到大众的认可。太阳能路灯使用过程中最致命的物理缺陷就是阴雨天、夜晚发电量小或不能发电，从而导致路灯不能正常使用。为解决上述问题，常规的做法是设计配置多倍的蓄电池容量，把每日的富余能量储存起来，当连续阴雨天时由蓄电池储备的能量供电。例如，考虑连续阴雨天数3-5天，蓄电池容量需要配备为1天LED灯负载耗电量的3-5倍，常规太阳能路灯采用铅酸蓄电池或者胶体蓄电池，此时需要庞大的蓄电池组来实现电能的存储，其体积大、重量大、使用寿命短，一般2-3年就需要更换一次，而上述蓄电池组一般采用地埋式或壁挂式，更换困难，另外其成本较高，难于广泛推广普及。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种成本低、使用寿命长的锂电池太阳能路灯的设计方法，本发明的第二目的在于提供一种成本低、使用寿命长的锂电池太阳能路灯。

本发明的第一目的是这样实现的，首先确定负载LED灯正常工作一天所消耗的电能Q1，然后根据负载LED灯所消耗的电能Q1配置磷酸铁锂电池的容量Q2，再根据磷酸铁锂电池的容量Q2配置太阳能组件的容量Q3。

所述负载LED灯正常工作一天所消耗的电能Q1和磷酸铁锂电池的容量Q2相等，所述太阳能组件的容量Q3是磷酸铁锂电池的容量Q2的2-3倍。

本发明的第二目的是这样实现的，包括太阳能组件、智能充放电功率平衡调节器、负载LED灯和锂电池，所述太阳能组件与智能充放电功率平衡调节器连接，所述智能充放电功率平衡调节器分别与负载LED灯和锂电池连接。

所述锂电池为磷酸铁锂电池。

本发明利用锂电池独有的充放电特性反向降低了蓄电池的容量配置，与传统路灯系统相比，减少了蓄电池容量配置，增加了太阳能组件容量配置，从而降低成本；选用的磷酸铁锂电池的使用寿命比铅酸蓄电池长2倍以上，从而增加了蓄电池使用年限，减少了维修工作量量；由于蓄电池箱体很小可与灯杆实现一体化设计，或是直接安装在LED灯的灯罩内，美观大方、经济实惠，易于推广普及。同时本发明通过智能充放电功率平衡调节器实现太阳能路灯的充放电平衡，有效保证太阳能路灯系统运行的稳定性与可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1-太阳能组件、2-智能充放电功率平衡调节器、3-负载LED灯、4-锂电池。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种锂电池太阳能路灯设计方法，首先确定负载LED灯正常工作一天所消耗的电能Q1，然后根据负载LED灯所消耗的电能Q1配置磷酸铁锂电池的容量Q2，再根据磷酸铁锂电池的容量Q2配置太阳能组件的容量Q3。

所述负载LED灯正常工作一天所消耗的电能Q1和磷酸铁锂电池的容量Q2相等，考虑在连续阴雨天的情况下，保证太阳能组件的容量Q3能够给磷酸铁锂电池充电到75%~80%的容量，优选所述太阳能组件的容量Q3是磷酸铁锂电池的容量Q2的2-3倍。

所述LED灯正常工作一天所消耗电能Q1根据其亮灯时间和亮灯功率来确定。Q1=W1*T1+W2*T2+......+Wn*Tn，即LED灯正常工作一天所消耗电能Q1等于第1亮灯时段所消耗电能+第2亮灯时段所需电能+......第n亮灯时段所需电能；其中T为亮灯时间，W为亮灯功率。

如图1所示，本发明还提供了一种基于上述设计方法所设计的锂电池太阳能路灯，包括太阳能组件1、智能充放电功率平衡调节器2、负载LED灯和锂电池4，所述太阳能组件1与智能充放电功率平衡调节器2连接，所述智能充放电功率平衡调节器2分别与负载LED灯和锂电池4连接。

所述锂电池4为磷酸铁锂电池。

实际应用中，根据太阳能路灯的亮灯时间和亮灯功率需求确定负载LED灯正常工作一天所需电能，然后选择容量与负载LED灯所需电能相匹配的磷酸铁锂电池，充分考虑在连续阴雨天的情况下，太阳能组件的容量能够能够给磷酸铁锂电池充电到75%~80%的容量，选择容量合适的太阳能组件，组装完成运行稳定、工作可靠的太阳能路灯。

本发明利用锂电池独有的充放电特性反向降低了蓄电池的容量配置，与传统路灯系统相比，减少了蓄电池容量配置，增加了太阳能组件容量配置，从而降低成本；选用的磷酸铁锂电池的使用寿命比铅酸蓄电池长2倍以上，从而增加了蓄电池使用年限，减少了维修工作量量；由于蓄电池箱体很小可与灯杆实现一体化设计，或是直接安装在LED灯的灯罩内，美观大方、经济实惠，易于推广普及。同时本发明通过智能充放电功率平衡调节器实现太阳能路灯的充放电平衡，有效保证太阳能路灯系统运行的稳定性与可靠性。