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All-in-One-Solarlampe war schon immer eine hoch angesehene wissenschaftliche und umweltfreundliche Form der Nutzung von Lichtquellen. Obwohl jedoch viele Technologien die Machbarkeit der All-in-One-Solarlampe bewiesen haben, sind weitere Analysen und Diskussionen erforderlich, um zu verstehen, wie die All-in-One-Solarlampe tatsächlich in der Straßenbeleuchtung eingesetzt werden kann.
Die All-in-One-Solarlampe funktioniert nach einem einfachen Prinzip: Tagsüber wandelt das Solarpanel das aufgenommene Licht durch eine Hochleistungsdiode in elektrische Energie um und speichert sie in der Batterie, die sich im Steuerkasten am Fuß des Mastens befindet – dies ist der Ladevorgang. Nachts sendet das Solarpanel, das über eine Lichtsteuerungsfunktion verfügt, ein Aktivierungssignal an das Steuerungssystem, und die in der Batterie gespeicherte Energie beleuchtet die Lampe und sorgt für die Straßenbeleuchtung – dies ist der Entladevorgang. Die Beleuchtungsdauer kann nach Bedarf angepasst werden.
Die Kerntechnologien von Solar-LED-Straßenlaternen umfassen die Stromerzeugungseffizienz von Solarmodulen, die Lebensdauer und Kapazität der Batterie sowie das Wärmeableitungsproblem der LED-Lichtquelle.
Durch die Kombination von Solareinstrahlungsdaten auf verschiedenen geneigten Flächen können der Neigungswinkel und der Azimut des Solarzellenmoduls bestimmt und die lokale Standard-Spitzensonnenzeit genau berechnet werden.
Bei der Planung der Anwendung beeinflusst die Leistungsauswahl der Straßenlaternenlichtquelle den Standardwert der Straßenbeleuchtung und sogar die Stabilität der gesamten Systemparameter erheblich.
Die erforderliche Betriebszeit der Straßenlaterne bei Nacht ist ein Kernparameter für die Dimensionierung der Komponenten des Solar-Straßenlaternen-Systems. Sobald die Betriebszeit festgelegt ist, kann der tägliche Stromverbrauch der Straßenlaterne vorläufig berechnet und die Ladeleistung der Solarzellenkomponenten bestimmt werden.
Einerseits sollte die Anzahl der aufeinanderfolgenden bewölkten und regnerischen Tage, die die All-in-One-Solarlampe überbrücken muss, anhand der tatsächlichen Gegebenheiten des örtlichen Projekts festgelegt werden, da sie die Kapazität der Batterie und die Leistung des Solarzellenmoduls bestimmt, die erforderlich ist, um die Batteriekapazität nach regnerischen Tagen wiederherzustellen. Andererseits ist es auch notwendig, die Anzahl der Tage zwischen zwei aufeinanderfolgenden regnerischen Tagen zu bestimmen, da dies die Leistung des Solarzellenmoduls bestimmt, die benötigt wird, um die Batterie nach einem durchgehenden Regentag vollständig aufzuladen.
Die Batteriekkomponenten in der All-in-One-Solarlampe müssen die nationalen regulatorischen Anforderungen erfüllen und gründlich getestet und verifiziert werden, um Qualität, Leistung und Lebensdauer zu gewährleisten. Darüber hinaus sollten Komponenten mit höherer Umwandlungseffizienz ausgewählt werden, die Anschlussklemmen sollten sicher sein und mit Bypass-Dioden ausgestattet sein, um zu verhindern, dass thermische Spot-Effekte Schäden an der Batterie verursachen.
Die Steuerung erfordert Verpolungsschutz für die Batterie und die Solarzelle, was bedeutet, dass die Solarzelle nach Korrektur der Polarität der „+"- und „-" -Klemmen noch normal funktionieren kann. Sie benötigt außerdem Rückspeiseschutz bei Nacht, wodurch sichergestellt wird, dass die Batterie nachts nicht die Solarzelle laden kann. Last-Überstrom- und Kurzschlussschutz sollten vorhanden sein, was bedeutet, dass die Last bei Überschreitung des Nennstroms oder bei einem Kurzschluss abschaltet und nach der Korrektur weiter normal funktionieren kann. Sie sollte außerdem Überladeschutz- und intelligente Schutzfunktionen haben.
Hochwertige solarspezifische Batterien im System von All-in-One-Straßenlaternen sollten ausgewählt und mit einer unterirdischen Erdbestattungsbehandlung geschützt werden, um die Auswirkungen externer Temperaturen auf die Batterieleistung und Lebensdauer zu verringern. Die für die Anwendung ausgewählten Batterien müssen entsprechenden Tests unterzogen werden, wie z. B. zyklische Lade-Entlade-Tests mit einem Mikrocomputer-Batterie-Zyklus-Lade-Entlade-Tester, Kapazitätstests, Selbstentladungstests, Tiefentladungstests, Spannungsabschalttests, Kurzschlusssicherheitstests, Ladewiederherstellungsfähigkeitstests und Überladesicherheitstests. Darüber hinaus sollte das Batteriefach Wasserimmersionstests und Wasserdurchlässigkeitstests unterzogen werden, um sicherzustellen, dass es wasserdicht ist.