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概述:一款相对成熟的控制器通过功能来实现降低整个系统的造价,达到节约成本的目的。LED在使用环境中如果电流不稳或电流过大很容易造成损坏或严重光衰,一般厂家通过添加恒流源驱动来恒定LED的电流,但是恒流源除了自身环节需要数十元的成本外,更重要的是恒流源环节的功耗达到了LED路灯系统的10%-25%左右,导致了电池板、蓄电池的成本被无形中大大增加。此款控制器可以针对12V/24VLED灯的参数,将控制器调节为恒流输出,不仅减少了因为恒流源环节可能产生的故障,还大大降低了电池板、蓄电池的设计成本。下面通过分析计算论证上述观点。
1、功耗分析
LED由于自身的特性,必须要通过技术手段对其进行恒流或限流,否则无法正常使用。常见的LED灯都是通过在灯头内另加一个驱动电源来实现对LED灯的恒流,但是这个驱动却占到整个灯总功率的10%-20%左右,比如一个理论值42W的LED灯,加上驱动后实际功率可能在46-50W左右。在计算电池板功率和蓄电池容量的时候,必须多加10%-20%来满足驱动所造成的功耗。除此以外,多加了驱动就多了一个产生故障的环节。集成恒流驱动控制器通过软件进行无功耗恒流,稳定性高,降低了整体功耗。
下面举例说明:一个12V蓄电池,驱动25W的LED灯头。若采用分离式恒流驱动,从灯杆控制器底部到灯头的线损功率是W=I2R=2*2R=4R,I是从控制器到灯头导线上的电流;若采用集成式的恒流驱动控制器,线损功率W=2*I2R=2*0.7*0.7R=0.98R, 2*I2R表示有两组独立恒流输出。显而易见,集成式的恒流驱动的线损比分离式恒流驱动的线损小3/4。并且灯头的功率越大,集成式的恒流驱动控制器的优势更加突出。
2、硬件成本分析
使用地区:长江中下游,平均峰值日照系数3.8H左右,此处按冬季计算,以日均峰值日照3.5H计算。
使用环境:厂区道路,双车道,深夜时行人较少。
使用要求:双排交错排列,每盏间距
太阳能路灯方案:
相关组件选择:12VLED灯:选择LED照明,LED灯使用寿命长,光照柔和,可以在夜间行人稀少时段实现功率调节,有利于节电,从而可以减少电池板的配置,节约成本。每瓦90-135lm左右,光衰小于年≤5%;
所选配如下:
1、LED灯25W每盏,天黑以后开灯,以100%功率放电4.5小时,4.5小时以后
进入深夜以40%功率放电5小时,凌晨以80%功率亮灯2.5小时左右。(以冬季17:30天黑-早上05:30天亮为例)
2、设计亮灯时长12小时,12小时亮灯的实际耗电量等于满功率8.5小时。
3、时控基础上采用光控开关,天黑时自动开灯,天亮时即使设置的时间未完成同样自动关灯。
4、配置铅酸蓄电池每套12V/120AH
5、配置转换率15%以上、正片单晶电池板130W左右。
6、配置
7、配置MCT最大电流追踪、可夜间三时段调节功率省电型控制器。
25瓦方案配置详细计算如下:
1、LED灯,单路、25W,12V系统
2、当地日均峰值光照以冬季3.5h计算
3、 每日放电时间以冬季12小时,日总功耗时以8.5小时配算。
4、满足连续阴雨天3天(另加阴雨前一夜的用电,计4天)。
25W路灯的放电电流 :
25W÷12V=
25W÷12V=
2.083+(2.083×12%)=
计算25W路灯的每日耗电=2.5A ×8.5h =21.25 AH
计算25W路灯的每日耗电=
设计为满足连续阴雨3天满足放电要求
21.52AH ×(3+1)阴雨天=85AH
19.83AH×(3+1)阴雨天=79.32AH.
蓄电池充、放电以80%容量余留计算(一般70%-80%)
85AH实际等于80%的蓄电池允许放电量85 ÷ 80%= 106AH
实际蓄电池为12V /106AH,可以选型12V蓄电池120AH
85AH实际等于80%的蓄电池允许放电量79.32÷ 80%= 99.15AH
实际蓄电池为12V /99AH, 可以选型12V蓄电池100AH
计算电池板:
1、 LED灯 25W、电流:按实际以2.5A左右计算
2、每日放电时间12小时,实际按8.5小时计算
3、电池板预留最少20%(此处以增加20%计算)
4、当地峰值光照以冬季日均3.5小时计算。
5、12V电池板峰值充电电压以17.4V计算。
求:满足2.5A电流的路灯、每日8.5小时放电量的太阳能电池板的值WP
WP÷17.4V =(2.5A×8.5h)÷3.5hWP = 106
WP÷17.4V =(2.33× 8.5h)÷3.5hWP = 98.45
电池板需求:106W
电池板需求:100W
当连续3个阴雨天后,蓄电池的电量将被放完,106W的电池板在冬季的每日充电只能满足每日放电,所以需要加大电池板的配置以满足阴雨天后继续保证将蓄电池充满。
电池板预留最少20%(此处以增加20%计算)
106W+(106W × 20%)=127W
100+(100 × 20%)=120W
所以应该实际选配130W左右的太阳能电池板。
所以应该实际选配120 W左右的太阳能电池板。
每套路灯造价:
正片电池板130W,14/瓦,计:1820元
蓄电池120AH ,10/AH 计:1200元
25W LED灯头: 计:1400元
调功控制器 :178元
本套组件 总计:5398元
正片电池板120W,14/瓦,计:1680元
蓄电池100AH ,10/AH 计:1000元
25W LED灯头: 计:1400元
调功控制器 :178元
本套组件 总计:5058元
备注:以上报价含17%增值税。
3、售后成本分析
从结构上设计上,恒流源集成在灯头内加剧LED光源本省的散热;从另一个方面的来说,LED的热量加剧恒流源的老化,缩短的恒流源的使用寿命,灯具的故障率较高,售后人工维护的成本大大增加。
结论:使用集成恒流驱动的控制器较分离控制器每只25W的灯具节约成本340元;并且节约分离恒源源器件成本15元左右。总结节约355元。
若使用24V蓄电池,LED驱动功率50W;计算公式相同,节约成本大于710元。因为24V电池的每AH价格比12V电池高出一倍。