Sistema de alumbrado público solar LED inteligente

Con la creciente escasez de energía tradicional, la aplicación de la energía solar se extenderá cada vez más, especialmente el campo de la generación de energía solar, que se ha convertido en una industria emergente en tan solo unos años. Actualmente, el alumbrado público representa entre el 25% y el 30% del consumo total de energía en iluminación, por lo que el ahorro energético en alumbrado público tiene un gran potencial y espacio. Actualmente, el alumbrado público más utilizado son las lámparas nanométricas de alto voltaje. Esta fuente de luz presenta desventajas como una reproducción cromática deficiente, un tiempo de arranque prolongado, un alto consumo de energía y una gran generación de calor. Es necesario desarrollar nuevas fuentes de alumbrado público energéticamente eficientes. Los LED de alta potencia y alta eficiencia son una nueva fuente de luz que se ha desarrollado rápidamente tanto a nivel nacional como internacional en los últimos años. Presentan una alta eficiencia luminosa (≥90 lmPW (LED de 1 W)), una larga vida útil (30 000 a 50 000 h), resistencia a las vibraciones, resistencia a los daños, encendido instantáneo y ausencia de contaminación. Los LED blancos son fuentes de luz ideales para el alumbrado público general y vial. Las farolas solares ofrecen numerosas ventajas: seguridad, fiabilidad y fácil mantenimiento. no requieren energía convencional, no contaminan el medio ambiente; se pueden instalar en cualquier lugar según sea necesario, sin conectarse a la red pública. Por lo tanto, el desarrollo de farolas LED tiene una importante importancia en el ahorro de energía. Basado en el sistema de farola solar original, este documento propone y desarrolla un nuevo tipo de sistema de farola solar LED inteligente. 1. Composición del sistema de farola solar El sistema de farola consta de las siguientes partes: paneles solares, módulos de circuito amplificador, módulos controladores, componentes de comunicación Zigbee, paquetes de baterías y fuentes de luz LED. Como se muestra en la Figura 1. Figura 1 Representación y diagrama de bloques de la farola El principio básico de funcionamiento del sistema: bajo el control del controlador solar, el panel solar carga el paquete de baterías a través de dos circuitos amplificadores (12 V a 42 V) durante el día, y el paquete de baterías proporciona energía a los LED durante la carga de la lámpara nocturna. En el módulo de control, se realiza el control en tiempo real del circuito amplificador, el voltaje de la batería, la temperatura, la temperatura del grupo de luces LED y el voltaje de la placa de la batería, y los datos recopilados por el interruptor analógico se retroalimentan al PIC para realizar el control inteligente del sistema de alumbrado público. El módulo Zigbee proporciona una garantía técnica confiable para la red del sistema de alumbrado público. 1.1 Paneles solares Los paneles solares son la parte central de las farolas solares y la parte más valiosa de las luces solares. Su función es convertir la energía radiante del sol en energía eléctrica o enviarla a la batería para su almacenamiento. Entre las muchas células solares, las más comunes y prácticas son las células solares de silicio monocristalino, las células solares de silicio policristalino y las células solares de silicio amorfo. En áreas con suficiente luz solar y buena luz solar, es mejor usar células solares de silicio policristalino, porque el proceso de producción de células solares de silicio policristalino es relativamente simple y el precio es menor que el de las células solares de silicio monocristalino. En áreas con días más nublados y lluviosos y relativamente insuficiente sol, es mejor usar células solares de silicio monocristalino, porque los parámetros de rendimiento de las células solares de silicio monocristalino son relativamente estables. Las células solares de silicio amorfo son mejores cuando hay insuficiente luz solar en exteriores, porque las células solares de silicio amorfo tienen menores requisitos para las condiciones de luz solar. Además, el desarrollo de la segunda generación de células solares está a punto de hacer un gran avance, y su componente principal es una película adhesiva, es decir, un material de célula solar de película delgada. 1.2 Módulo de circuito de refuerzo y su paquete de baterías En este sistema, la energía solar recolectada por el panel solar carga la batería a través de dos circuitos de refuerzo DCDC. El circuito de refuerzo está construido con LM5022, y la función de autobloqueo de bajo voltaje del propio chip se utiliza para controlar inteligentemente la carga del circuito. En cuanto a la relación entre el voltaje de salida de la celda solar y la luz, al anochecer (alrededor de las 18:00 en verano y las 17:00 en invierno), el voltaje de salida de la celda solar será inferior al voltaje de autobloqueo del chip (aproximadamente 1,25 V). El módulo de control hace que el sistema deje de cargar la batería y entre en el modo de iluminación.