I.はじめに
1.1 ソーラー街路灯開発の背景
ソーラー街路灯は、太陽エネルギーをエネルギー源として利用する街路灯であり、クリーンで再生可能エネルギーの用途です。過去数十年にわたり、環境保護への意識の高まりとエネルギー需要の増大に伴い、ソーラー街路灯が徐々に注目を集め、広く注目され、応用されるようになりました。ソーラー街路灯の開発の背景は、太陽エネルギー技術が徐々に成熟し、商業的に応用され始めた1970年代にまで遡ります。太陽エネルギーには再生可能、クリーン、無公害という利点があり、エネルギー枯渇と環境汚染の問題がますます深刻化しているため、ソーラー街路灯は問題を解決するための新しいタイプの選択肢となっています。
将来的には、ソーラー街路灯は革新と改善を続け、有効性と信頼性を高め、街路灯の分野でより大きな役割を果たし、人々により良い照明サービスを提供できるようになります。
II.ソーラー街路灯の構成要素
2.1 ソーラーパネル
2.1.1 太陽光パネルの構造と原理
ソーラーパネルは、太陽電池技術を使用して太陽エネルギーを電気エネルギーに変換します。その主な構造は、シリコン ウェーハまたはその他の半導体材料の複数の薄層で形成された一連の接続された太陽電池で構成されています。太陽光がソーラーパネルに当たると、光子が材料内の電子を励起し、電流を生成します。
2.1.2 ソーラーパネルの材料選択と品質要件
ソーラーパネルの材料の選択によって、その効率と寿命が決まります。一般的に使用されるソーラーパネルの材料には、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどがあります。材料を選択する過程では、材料の太陽エネルギー変換効率、耐候性、高温耐性などの要素を考慮する必要があります。さらに、ソーラーパネルには、長期安定した動作を保証するための接合部の気密性、均一性、保護などの優れた品質も必要です。
2.2 LED光源
2.2.1 LED光源の動作原理
LED (発光ダイオード) は、そこを流れる電流の順方向電圧によって引き起こされる電子再結合プロセスを通じて光を生成する発光ダイオードです。LED 内の半導体材料に電流が流れると、電子が正孔と結合してエネルギーを放出し、可視光を生成します。
2.2.2 LED光源の特徴と利点
LED光源には、高効率、低エネルギー消費、長寿命、環境保護という利点があります。従来の白熱灯や蛍光灯と比較して、LED 光源はエネルギー効率が高く、耐用年数が長くなります。さらに、LED光源は色、明るさ、ビーム角度を柔軟に調整できるため、ソーラー街路灯などに広く使用されています。
2.3 バッテリーエネルギー貯蔵システム
2.3.1 電池エネルギー貯蔵システムの種類
ソーラー街路灯の蓄電池システムには、一般的にリチウムイオン電池や鉛蓄電池などの充電式電池が使用されます。バッテリーエネルギー貯蔵システムの種類が異なれば、エネルギー貯蔵容量と寿命も異なります。
2.3.2 バッテリーエネルギー貯蔵システムの動作原理
バッテリーエネルギー貯蔵システムは、夜間または曇りの日の電力供給のために、ソーラーパネルによって収集された電気を貯蔵することによって機能します。ソーラー パネルが街路灯に必要な量を超える電力を生成すると、余剰エネルギーはバッテリーに蓄えられます。街路灯に電力が必要な場合、バッテリーは蓄えられたエネルギーを放出して LED 光源に照明用の電力を供給します。バッテリーの充電および放電プロセスは、エネルギーの変換と貯蔵を実現し、ソーラー街路灯の継続的な動作を保証します。
Ⅲ．ソーラー街路灯の動作原理
3.1 光の感知
光センサーの機能は、知覚された光の強度に応じて、現在の照明が必要かどうかを判断し、ソーラー街路灯のスイッチ状態を自動的に制御することです。光センサーは一般に受光素子として感光抵抗や感光ダイオードを使用しており、光の強度が増加すると抵抗やダイオードの電圧が変化し、この変化は回路を通じて制御信号に変換されます。
3.2 自動制御システム
自動制御システムはソーラー街路灯の中核部分であり、その機能は光センサーの信号に従ってソーラー街路灯の動作状態を自動的に制御することです。自動制御システムは、ソーラーパネルの出力、LED光源の明るさ、蓄電池システムの充放電プロセスを制御することにより、ソーラー街路灯のインテリジェントな制御を実現します。その機能には、光センサー信号に応じた LED 光源の明るさのオン/オフの切り替え、LED 光源の明るさの調整、バッテリーエネルギー貯蔵システムの充電および放電プロセスの監視と制御などが含まれます。
3.3 ソーラーパネルの太陽光発電効果
ソーラーパネルは、光起電力効果を利用して太陽エネルギーを電気に変換します。光起電力効果とは、半導体材料において、光が材料の表面に当たると、光子が材料内の電子を励起し、電流を形成するという事実を指します。
3.4 ソーラーパネルの電気出力
太陽光がソーラーパネルに当たると、光子のエネルギーによってp型シリコン階層内の電子が励起されて自由電子になり、またn型シリコン階層から電子が1つ奪われます。この電流は、ライン接続後、ソーラーパネルの電力として出力することができます。
上記は動作原理ですソーラー街路灯.
リソース |ソーラー街路灯に必要なクイックスクリーニング
IV.太陽光発電街路灯の維持管理
5.1 定期的な点検と保守
5.1.1 ソーラーパネルの清掃とメンテナンス
定期的にソーラーパネルの表面をチェックして、ほこりや汚れなどが蓄積していないか確認してください。水または低濃度の洗剤溶液に浸した柔らかい布またはスポンジを使用して、ソーラー パネルの表面を優しく拭きます。パネル表面を損傷する可能性がある過度に強力な洗剤やブラシを使用しないように注意してください。
5.1.2 LED光源の寿命管理
LED光源に欠陥や損傷がないか定期的に確認してください。明るさが暗くなったり、ちらついたり、ランプビーズの一部が切れたりしている場合は、適時に修理または交換する必要があります。LED 光源の放熱に注意し、光源の周囲のヒートシンクが適切に機能するようにして、光源の寿命を縮める過熱を防止してください。
5.2 トラブルシューティングとメンテナンス
5.2.1 一般的な障害と解決策
故障 1: ソーラーパネルの表面の損傷または破裂。
解決策: 表面のみが損傷している場合は修復できますが、破損が深刻な場合はソーラーパネルを交換する必要があります。
故障 2: LED 光源の明るさが暗くなる、またはちらつく。
解決策: まず、電源が正常かどうかを確認します。電源が正常な場合は、LED 光源が損傷していないか、交換する必要があるかどうかを確認する必要があります。
故障 3: 自動制御システムが故障し、ソーラー街路灯が正常に動作できなくなります。
解決策: 自動制御システムのセンサー、コントローラー、その他のコンポーネントが損傷していないか確認します。損傷している場合は、修理または交換する必要があります。
5.2.2 スペアパーツの確保と交換
LED 光源、ソーラー パネルなどの一般的な消耗部品については、早めにスペア部品を予約することをお勧めします。ソーラー街路灯が故障して部品の交換が必要になった場合、スペアパーツを交換に使用することで街路灯のメンテナンス時間を短縮できます。スペアパーツを交換した後、交換パーツが適切に動作することを確認するために検査およびテストする必要があります。
V. まとめ
環境に優しく再生可能な照明器具として、ソーラー街路灯幅広い発展の見通しを持っています。持続可能な開発に対する世界的な需要の高まりに伴い、ソーラー街路灯は将来の都市照明の重要な選択肢となるでしょう。市場の需要の成長に伴い、パーソナライズされたソーラーライト商業用ソーラー街路灯のもう一つの主要な需要になりつつあります。
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投稿日時: 2023 年 9 月 14 日