用实时监测法优化太阳能LED路灯系统

　　由于太阳赤纬角一年内连续不断的变化，使太阳的高度角和方位角都在不断变化。只有让电池板的方位不断跟随太阳的位置变化才能得到理想化的最大太阳辐射输出，但这很难实现。一般倾角的确定原则是：倾角=（90-太阳高度角）。而方位角的确定一般采用时区正午法，中午12点太阳所处的方位就是正南，只有电池板处在正南方位才能接收最大的太阳辐射。

　　然而，以上都是理论上的倾角和方位角，只有在空旷无遮挡的场地才适用。我们安装的路灯很难找到这样的场地，一般都会在一天中某些时段有楼宇和树木的光线遮挡。因此，结合具体场地，并不能完全采用以上理论值。

　　采用LabVIEW编程开发的虚拟仪器，通过实时监测蓄电池的充电容量来跟踪太阳能电池板的功率输出。以实测法确定最佳倾角和方位角。具体做法：固定某一倾角和方位角，选择11-12月份某3个晴天连续实测，取平均值。再换新的倾角和方位角重复测试，进行对比，以选择最佳倾角和方位角。

　　经实测确定太阳能电池板在11-12月份的最佳倾角为500;最佳方位角为正南偏东200.在该月份如获得最佳方位，其他月份由于太阳辐射的增强，尽管方位略差同样能满足功率输出要求。

　　（六）辅助反光镜的运用

　　在太阳能电池板的两侧各安装一块与电池板平面成135角的平面反光镜，能明显提高太阳光线的收集能力，提高电池板的功率输出。这在一定程度上弥补了由于额定功率输出不足而给3个低辐射月带来的风险。运用LabVIEW虚拟仪器实施监测。由于每天太阳辐射自身的变化，会给对比测试带来误差。我们采取先测几天不遮挡反光镜的充电情况，再测几天用黑布遮挡反光镜的充电情况，之后再测几天不遮挡反光镜的充电情况。对有无反光镜进行平均值对比。选择11.12月份。监测时间为每天的早8:00至晚上负载点亮。监测数据见表2。

表2反光镜与蓄电池充电量的关系

　　从表2可以看出，反光镜不遮挡时蓄电池平均每日充电量为2.97Ah;反光镜遮挡后蓄电池平均每日充电量为2.42Ah.由此可见，加反光镜后能满足功率输出要求，且每日蓄电池充电提高23%.

　　四、结论

　　从太阳能庭院路灯的照度标准（兰8 Ix）入手，设计照明12 k;选用小功率白光LED组成的电功率为5.4W的面光源。在保证连续3-5个阴天能正常工作的前提下，路灯每日工作6小时，选择12W17Ah免维护铅酸蓄电池。确定太阳能电池额定输出功率为20W,通过虚拟仪器的实时监测完成太阳能电池板的倾角和方位角及反光镜系统的合理配置。

　　按照设计参数，组成了两盏LED太阳能路灯，至今运行己近三年。通过定期在夜间采用摄像头自动监视记录看，一直处于正常稳定的工作状态。实现了系统构件匹配的精打细算，大大降低了成本，并延长了使用寿命。