摘 要 随着科学技术的发展，太阳能作为一种清洁能源，正广泛应用与各个领域，尤其是在道路路灯方面，是照明的理想光源。基于此，本文调查了光伏太阳能LED路灯照明的工作原理，并着重研究该照明系统的设计，以供相关人员参考。

关键词 光伏太阳能;LED路灯;照明系统

引言

随着化石能源的缺乏以及环境污染情况的加重，投入使用可再生的清洁能源是时代的要求，也是社会发展的要求。路灯照明所使用的电能占照明总用电量的三分之一，因此，研究设计光伏太阳能LED路灯照明系统是十分重要的。

1光伏太阳能LED路灯照明的工作原理

LED路灯所具有的高光效、大功率的优势特点使其发展迅速，并成为当前阶段的新光源。不仅如此，LED灯的使用寿命长且对环境污染性小，这对减少资源的浪费以及生态环境保护具有重要的意义。同时，LED灯所采用的电流是直流电，与太阳能光伏发电电源十分匹配，因此，光伏太阳能LED路灯照明具有极强的环保优势。该类型路灯的组成主要是蓄电池、光控单位以及光伏太阳能电池组件等，具有极强的节能效果。而光伏太阳能LED路灯的工作原理是应用光伏太阳能电池组件，运用光生伏特效应将清洁能源太阳能转化为电能，并将转化的电能储存在蓄电池中，该过程皆有智能控制器完成。而且，在光伏太阳能LED路灯运作过程中，控制器会实时监测路灯的照明亮度，若是低于10lux且电压在4.5V以下，则会自动启动蓄电池，为路灯提供电能[1]。

2研究光伏太阳能LED路灯照明系统的设计

2.1 光伏太阳能LED路灯照明系统设计思路

光伏太阳能LED路灯照明系统相较于以往传统的太阳能照明系统存在更大的优势，这得益于所增添的细节设计。首先，进一步优化设计了光伏太阳能LED路灯照明系统中工作组件的功率以及蓄电池所蓄电能的容量;其次，该系统结合了路燈照明的实际需要，对电气、光源以及其他设备进行了合理的选择，使其能够稳定运作;最后，优化了照明系统结构的科学性和合理性。通过掌握路灯所在地区的日照情况，对该路灯的开闭时间以及功率进行优化调整，进一步降低能源的浪费。

2.2 光伏太阳能LED路灯控制系统的设计

简单来说，光伏太阳能LED路灯照明系统所利用的就是太阳能电池产生的光伏效应，通过将白天所收集太阳能转化为电能并储存起来，到晚上供应给LED路灯，减少电能的浪费，提高对清洁资源的利用率。而光伏太阳能LED路灯照明系统中的控制系统设计主要是以下几个方面：第一，太阳能电池的应用设计。该设计环节主要是将太阳能有效转化为电能，并将电能存放在蓄电池中。该设计是光伏太阳能LED路灯照明系统的核心。第二，MCU控制系统。该系统是光伏太阳能LED路灯照明系统的控制中心，主要是提供稳定的电压和电流给蓄电池，进行实现高效充电。而且，在该控制系统下，能够有效减少充电时所产生的损耗，一方面增加了蓄电池的使用年限，另一方面避免出现过放电情况，提高充电的稳定性。第三，PWM智能充电设计。太阳能电压输出具有不稳定的特点，所以，通过设计使用PWM智能充电，通过智能模板将电压转化为直流电压，进而提高其稳定性。第四，蓄电池的使用设计。该部件的设计能够有效存储直流电能。第五，LED驱动电路设计。该电路的设计主要是为了解决蓄电池电压问题。若是蓄电池在放电时出现降低的情况，该电路能够帮助LED路灯接收到稳定的驱动电流，进而保证路灯照明的亮度。

2.3 光伏太阳能LED路灯照明系统中的智能设计

智能控制系统设计。光伏太阳能LED路灯照明系统中的智能控制系统主要利用的是智能控制器。该控制器在设计制造时就结合了该照明系统的特点，所以，能够很好地适应太阳能直流供电系统。智能控制器能够进行良好的智能化控制，主要依托的是专门的微处理器芯片。而且，在设计该控制器时，其开关采用的是一键式轻触的类型，而且具有极多的智能化功能。例如出现短路情况时，能够自动关断以及恢复，具有良好的保护功能。不仅如此，该控制系统还能够实时采集蓄电池的放电环境以及电流等相关数据，并对其进行精准的控制。

PWM的智能充电设计。根据蓄电池的特点以及电池板的特性，研发人员设计了多种充电方法，有三阶段充电法、恒流充电法等，但仍存在一定的问题[2]。但是，在光伏太阳能LED路灯照明系统中，所采用的充电方法是低频PWM智能充电法，不仅避免蓄电池气体析出现象的出现，还能够延长蓄电池的使用年限。PWM智能充电方法的设计核心主要是应用了先进的PICI6F877A单片机所带的AD转换器，进而能够对蓄电池进行实时检测。

LED路灯的驱动设计。由于LED路灯是一种半导体，所以，所需要的电源类型是低压直流电源。光伏太阳能LED路灯照明系统中控制LED电流使用的是集成电路PAM2842，能够有效确保驱动电流的稳定性。

2.4 LED路灯灯头设计

由于LED路灯在运行过程中会产生热量，因此，在设计灯头时，散热功能是设计重点。在光伏太阳能LED路灯照明系统中，设计人员通过结合路灯的使用环境以及节能效果等各个方面，采用的散热方式是被动式散热法。使用该方法设计的LED路灯灯头不仅结构简单、质量小且外观轻薄，而且该灯壳的设计是与路灯的外置式散热器相配合的。通过角度的合理倾斜，可使用雨水冲掉路灯上的积灰。该方法主要利用的是路灯上方的空气流动进行散热，极大地贴合了IP防护要求。

3结束语

综上所述，光伏太阳能LED路灯照明系统相较于传统的照明系统不仅能耗低而且性能方面也有极大的进步。因此，相关人员应继续对该系统的设计进行分析、研究，不断优化光伏太阳能LED路灯照明系统性能，减少电能的损耗。

参考文献

[1] 孔轶.太阳能LED路灯照明系统优化分析[J].科技创新导报，2019，16（33）：75-76.

[2] 杜国红，叶飞，沈柳青.太阳能路灯照明系统设计与实现[J].科技创新导报，2019，16（26）：75-76.

作者简介

陆尤欣（1976-），男，江苏无锡人;学历：大专，职称：电工技师;现就职单位：无锡照明股份有限公司，研究方向：LED路灯照明。