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高原高寒地区风光互补路灯应用

日期:2019-09-23 16:51
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摘要:前言 现阶段各地均在进行农村道路照明改造,所涉及的地域分布范围大,南方地区日照和风力资源良好,可以以很低的成本装配系统。但是在北方城市,一方面日照时间短,另一方面冬季受雾霾,积雪影响,光伏组件的发电量大打折扣。今天我们主要针对北方多雪城市的太阳能风能路灯中的光伏组件除雪问题进行探讨。 1 风光互补路灯的除雪设备 什么是风光互补路灯?谈到除雪问题,什么是除雪设备? 风光互补路灯就是利用风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电作为电源的路灯。 除雪设备建立的基础是以太阳能路灯系统自身储...
前言
现阶段各地均在进行农村道路照明改造,所涉及的地域分布范围大,南方地区日照和风力资源良好,可以以很低的成本装配系统。但是在北方城市,一方面日照时间短,另一方面冬季受雾霾,积雪影响,光伏组件的发电量大打折扣。今天我们主要针对北方多雪城市的太阳能风能路灯中的光伏组件除雪问题进行探讨。

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风光互补路灯的除雪设备

什么是风光互补路灯?谈到除雪问题,什么是除雪设备?
风光互补路灯就是利用风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电作为电源的路灯。
除雪设备建立的基础是以太阳能路灯系统自身储备的电力资源作为能量来源,通过光伏组件玻璃上的发热体进行融雪除冰。

什么时候开始除冰除雪,什么时候结束除冰除雪。如何来控制?
这就需要设计相应的控制系统,通过在系统内加入了温度控制单元,发热体温度升高到60℃的时候会自动终止加热,温度降低之后又会进入加热程序。整套设备的开闭都可以通过远程GPRS进行控制。整套系统进入低温环境后,系统会自动进入冬季模式,夜间分为三个时段进行输出控制,大限度节约电力资源。保证有足够的电力应对积雪。

各位群友针对上面的内容提出了自己的一些看法。有群友认为靠系统能源除雪,消耗太大,那些地方上太阳能没有必要。

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北方地区是否适合太阳能?

北方地区究竟是否适合使用太阳能,主要问题还是在于北方地区冬季的光伏组件被冰雪覆盖的问题。中山朗杰的老总郭凯涛如是说。我们多年来一直致力于太阳能、风能方面的应用,主要涉及到照明行业、社会治安监控行业、水文遥测供电等领域。实际应用中也发现了很多不足之处,这也是我们这次主要讨论的问题:北方地区究竟是否适合使用太阳能,刚刚大家有了一些讨论,对此也提出了不同的看法,主要问题还是在于北方地区冬季的光伏组件被冰雪覆盖的问题。
我们也尝试了多种方案试图解决这个问题,其中包括机械式除冰雪,即使用螺纹传动模式,依靠刀片挂除冰雪,但是实验中发现 :一旦进入冰冻温度,刮刀就像冻住的雨刮器,单纯施加外力根本不能拉动刀片。后期实验重点放在了融雪除冰的方案上面,使用低压发热丝,在光伏组件表面做三条发,总体功率控制在60W。实验表明,通电20分钟后顶端的冰雪开始融化,发热丝的温度在30度左右。

对于北方地区究竟是否适合使用太阳能问题,群友们积极地与主持人进行讨论。
冬季有效日照时间在3小时左右,系统24V供电,光靠光伏自身能量既要除雪又要点灯恐怕不行,我们拿公式算过的,有风力发电机还差不多。
光源的输出是要受到影响,如果冰雪不除,是不能有电力输出的,加上装置照明是可以满足,电池板也可以像汽车后窗除霜一样,印上发热丝,这样效率会提高。

如题,系统终端设计了定时关机的功能,工作60分钟后,发热体会断电,这样60W做工一小时所消耗的能量相当于60W光源工作一小时,当然考虑到冬季太阳能可利用时间短,输出还是要调整的。太阳能电池板的总功率是120W ,负载是30W LED,光电转换率是18。
科拓光电的王叙否定了主持人郭凯涛的设计,认为:一天才3小时,此法不可取,参考太阳能热水器方法吧!

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如何除雪,你有什么想法吗?

科拓光电的王叙给出了自己的几个思路:参考太阳能热水器、考虑物理除雪、机械式除雪,这里首要考虑机械的抗冻能力,《润滑剂可以采用石墨》。华南理工大学的文尚胜教授也提出了自己的想法:光伏效应以外,还有一个光热效应。主持人郭凯涛受到光热效应的启发,认为可以借鉴有色膜的研究应用。阿可利夫照明科技的杨文辉对此表示肯定,现在有一种透明涂料,可以提高光热转换比。

注:
光伏效应:光生伏特效应”,简称“光伏效应”,英文名称:Photovoltaic effect。指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。有了电压,就像筑高了大坝,如果两者之间连通,就会形成电流的回路。

光热效应:光热效应指材料受光照射后,光子能量与晶格相互作用,振动加剧,温度升高,由于温度的变化而造成物质的电学特性变化。利用光热效应的探测器:热敏电阻、热电偶、热电堆和热释电探测器等。.红色的光的热效应大。