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教学案例

光伏树设计、施工案例

案例说明

光伏系统设计工程师

光伏系统销售人员

一相关岗位名称光伏系统技术支持

光伏系统售后服务

驾驭独立光伏系统构成

驾驭独立光伏系统各部分元器件的工作原理及作用

二相关职业技能驾驭独立光伏系统设计方法

驾驭独立光伏系统安装、检测方法

本案例介绍的是光伏树系统的设计案例，包括光伏

树系统各部分的设计及选型，以及光伏树系统的性

三案例背景介绍

能测试要求与步骤

1生产案例

1.1案例背景概述

系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、LED灯带、限制箱（内有限制

器、蓄电池）和灯杆几部分构成；太阳能电池板光效达到单块8W,一组40W,

一棵树200W，效率较高，对系统的抗风设计特别有利；灯头部分以1W绿、

红、兰、黄光LED集成于印刷电路板上形成灯带排列为肯定间距的点阵作为

条状发光源。

限制箱箱体以不锈钢为材质，美观耐用；限制箱内放置免维护铅酸蓄电池

和充放电限制器。本系统选用阀控密封式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又

被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低；充放电限制器在设计上

兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充爱护、过放爱护和反接爱护等）与成

本限制。

1.2工作原理介绍

系统工作原理简洁，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天太阳能

电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电限制器储存在蓄电池中，

夜晚当照度渐渐降低至10lux左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电

限制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电3小时后，

充放电限制器动作，蓄电池放电结束。充放电限制器的主要作用是爱护蓄电池。

2系统设计思想

光伏树的设计与一般的太阳能照明相比，基本原理相同，但是须要考虑的

环节更多。下面将以湖南理工职院设计的这款太阳能光伏树为例，分几个方面

做分析。

2.1太阳能电池组件选型

设计要求：湖南地区，负载输入电压12V功耗100W，每天工作时数3h，

保证连续阴雨天数7天。

（一）湖南地区近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2，经简洁计算湖南地区

峰值日照时数约为3.424h；

（二）负载日耗电量==12.2AH

（三）所需太阳能组件的总充电电流=1.05×12.2×÷（3.424×0.85）=5.9A

在这里，两个连续阴雨天数之间的设计最短天数为20天，1.05为太阳能

电池组件系统综合损失系数，0.85为蓄电池充电效率。

（四）太阳能组件的最少总功率数=17.2×5.9=102W

选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件，应当可以保证光

伏树系统在一年大多数状况下的正常运行。

2.2蓄电池选型

蓄电池设计容量计算相比于太阳能组件的峰瓦数要简洁。

依据上面的计算知道，负载日耗电量12.2AH。在蓄电池充溢状况下，可

以连续工作7个阴雨天，再加上第一个晚上的工作，蓄电池容量：

12.2×（7+1）=97.6（AH），选用2台12V100AH的蓄电池就可以满意要求了。

2.3太阳能电池组件支架

一、倾角设计

为了让太阳能电池组件在一年中接收到的太阳辐射能尽可能的多，我