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太阳能路灯故障排除办法

太阳能路灯属于小型离网发电系统,路灯的正常运行离不开定期的维护与巡检,由于每盏太阳能路灯都是一个单独的小型系统,所以定期的维护与巡检能适当延长太阳能路灯的整体配件尤其是蓄电池的使用寿命,我公司经过多年供应新能源行业蓄电池产品,与众多的客户就太阳能路灯的故障起因、分析、处理等情况进行过充分的沟通,总结了一些应对经验,并整理如下:

一、太阳能路灯不能正常工作,一般会有以下几种现象:

1、每天工作时间达不到初始设计时间

2、不能按初始设计阴雨天数工作;

3、彻底不亮;

4、LED光源不停的闪烁;

 

二、首先我们先了解一下太阳能路灯各配件的简要技术指标:

1、12V蓄电池:

---可承受的最高充电保护电压15.00V

---可承受的最低放电保护电压10.80V

---浮充充电电压13.80V

---蓄电池的建议充电电流(A)为单体电池容量的10%(0.1C)

---对已经完全放电(电压已放电至10.80V时)的蓄电池进行充电,以单体电池容量的10%(0.1C)电流进行连续充电,将蓄电池充饱需要20-22小时。

2、12V太阳能电池板:

---开路电压最高为21.50V(晴好天气)

---充电电压最高为16.00V(晴好天气)

---峰值充电电流(A)为电池板功率/17.50V后的所得数值

3、12V路灯控制器:

---充电工作电压范围(25℃):8.00V-14.50V,温度越低充电电压越高,温度补偿系数为每℃/0.02V,充电电压最高可达15.00V

---放电终止保护电压为11.10V(25℃),温度越低放电终止电压越低,温度补偿系数为℃/0.02V,终止电压最低可至9.80V

---蓄电池回升电压值通常为12.50V

---对充、放电电压的损耗数值为0.02V

---当温度低至-40℃时,控制器将停止工作。

4、12V LED光源:

---工作电压范围通常为10.00V-15.00V

 

三、针对太阳能路灯故障现象,具体的简要处理办法及故障分析:

太阳能路灯正常的运行是在路灯整套配置合理的基础下进行的,配置不合理,一段时间后,将会直接导致路灯不能进行正常工作。路灯故障的处理,也是在配置合理的原则下进行的。

《每天工作时间达不到初始设计时间》《不能按初始设计阴雨天数工作》

1、以上二种问题,首先要参照本《办法》第二条里叙述的各配件工作技术指标对蓄电池、太阳能电池板、控制器进行检测,主要测量指标如下:

蓄电池:在线电压(蓄电池与控制器、电池板与控制器连接状态)、非在线电压(蓄电池与控制器脱离状态)、非在线静置30分钟后电压、非在线静置30分钟后接负载放电状态电压走向。

电池板(中午天气晴好时):开路电压、充电电流、短路电流。

控制器:观察指示灯、输入与输出、是否受潮与进水、外观是否有烧坏现象。

蓄电池,将蓄电池的连接线缆摘下进行非在线状态检测,如果蓄电池电压还在正常工作范围内(11.00V-14.50V之间),其它配件也状态正常,则可以将路灯负载摘下,用电池板通过控制器直接给蓄电池充电5天以上,在晴好的天气下,5天时间可以将蓄电池电量充饱。

在非在线状态下测量蓄电池的电压非常重要,在线状态下,蓄电池电压往往由于连接电池板处于充电状态,电压一般会在13.00V以上,将蓄电池从控制器上摘下30分钟后为非在线电压的准确数值,可以将负载直接连接蓄电池,观察蓄电池电压走向是否稳定,如电压下降缓慢且有规律,则证明蓄电池处于较好的状态,如果电压下降较快,则说明蓄电池处于亏电状态或者其它故障。

非在线状态下,蓄电池电压如果低于10.00V,如3、5、8V,则说明蓄电池已严重过放电,且控制器的充电电压识别范围在10.00V-15.00V之间,蓄电池电压低于10V后,控制器已无法对蓄电池进行充电,这时需要采取特殊方法进行处理或者更换蓄电池。

如果采用的是非导线端子式储能蓄电池,有必要检查蓄电池仓是否进水从而引线正、负端子间短路。短路的后果是持续充电后仍电压不稳且路灯不能正常工作。

2、如果用第1种方法处理完后,路灯仍不能正常工作,则说明故障的出现时间已经很长了,这时蓄电池有可能已经由于长期充电不足等原因造成亏电而导致硫酸盐化现象,这样就必须将蓄电池取出,对其进行专业修复。

《每天工作时间达不到初始设计时间》故障可能产生的其它原因:

A、电池板上灰尘过大,

B、电池板配置不够,

C、与当地的光照条件有关系(夏天够用,冬天不够用)

D、电池板的角度不对,一般情况下是:安装地点在地球上的纬度加上12-15°,例如当地纬度是37°,那么电池板的角度应该是50°左右。

《不能按初始设计阴雨天数工作》故障可能产生的其它原因:

A、 电池没有充满电,一直在亏电状态,

B、昨天天气好,今天天气不好,明天天气好,后天有连续几天连阴,频繁出现这种情况的地区,蓄电池最好选择容量大一些的。

C、几年后电池容量不足了,一是电池寿命到了,二是,电池一直是在不满电的状态。

LED光源不停的闪烁》

3、这个故障是基于控制器的保护原理,蓄电池完全放电后(电压至11.10V),光源再次恢复亮灯工作蓄电池电压必须要恢复到12.50V左右才可以,但蓄电池即使在不充电的情况下,其电压也可以恢复至12.00V以上,在夜间,虽然电池电压已经恢复至12.50V,光源启动后就会使蓄电池电压很快下降,下降到控制器的终止保护电压11.10V时,光源就又熄灭并停止工作,过一会蓄电池又回升则又亮灯,这种反复情况实则蓄电池处于虚电,也可以叫做亏电状态,必须充饱电量后才能正常工作。

4、太阳能路灯不停的闪烁,而蓄电池、电池板、控制器工作电压、电流又基本正常时,可查看LED光源与控制器是否匹配,因LED光源内部的驱动器及电源有时可能会与控制器内的某元器件有所抵触和干扰,从而引起闪烁现象。

LED光源不停的闪烁》故障可能产生的其它原因:

A、 控制器的过放点和恢复工作点的电压太过接近,例如12V系统,过放点电压时11.2V,恢复工作点电压一般是12.5V,可能恢复工作点的电压太低(或者是小于12V),

B、 LED驱动电源损坏,

C、 LED灯珠有虚焊或者LED内部的金线与芯片虚接。

《彻底不亮》

这个问题要首先检测光源是否正常,参照本《办法》第二条里叙述的各配件工作技术指标,可以用电压正常的蓄电池对光源进行亮灯检测,光源连接蓄电池仍不能亮灯,则光源本身可能有故障,要检测驱动及恒流源是否烧坏。

《彻底不亮》故障可能产生的其它原因:

A、蓄电池被盗了,电池的引线断掉了,

B、控制器损坏了,

C、LED灯坏了,

D,电池已经过放了,

四、太阳能路灯安装及选型需要注意事项及配件技术指标的要求:

1、太阳能路灯系统各配件连接线缆的规格,选择标准应以大于电池板、光源、蓄电池的充、放电电流、电压为依据,线缆的合理选择,可以保证系统各配件的正常工作,如果线缆选择不标准,会导致蓄电池充电不足等不利后果,蓄电池长期充电不足会出现硫酸盐化现象,从而影响蓄电池的使用寿命并伴随出现亮灯时间不足、阴雨天数坚持不足等后果,届时蓄电池也将难以修复,各配件间的线缆过细,除了影响充电电流,同时也会影响充电电压,过细的线缆导致电池板工作电压不足,也会对蓄电池充电造成不利影响。

2、下面以12V太阳能路灯系统计算示例选择电缆:

A、 太阳能电池板线缆:

电池板功率/17.50V=电池板的峰值充电电流,如120W电池板/17.50V=6.86A,则应配备2.5㎡以上的国标线缆,

2.5㎡*3A/㎡电流=7.50A,电池板的线缆由于要暴露在外面,应选择带护套的高等级单股电缆。

B、 蓄电池线缆:

充电:电池板功率/17.50V=电池板峰值充电电流,如120W电池板/17.50V=6.86A,则应配备2.5㎡以上的国标线缆,2.5㎡*3A/㎡电流=7.50A

放电:光源功率/12V=光源的工作电流,如60W光源/12.00V=5.00A,则应配备2.5㎡以上的国标线缆,2.5㎡*3A/㎡电流=7.50A

C、 光源线缆:

光源功率/12V=光源的工作电流,如60W光源/12V=5.00A,则应配备

2.5㎡以上的国标线缆,2.5㎡*3A/㎡电流=7.50A

3、控制器的选择:

选择控制器,也应该要科学合理,控制器在整套太阳能路灯系统里起到至关重要的作用,控制器一般有5-20%不等的自耗电,也就意味着控制器的有效工作转换率为80%,在选择控制器功率时要充分考虑到这点,如果控制器配得太小或者将将好,长时间大电流饱和式充放电,会导致控制器发烫而产生不利影响。同时,最好选择防水型控制器,以避免进水及受潮。

4、太阳能电池板的选择:

A、确定安装地点对电池板没有遮挡。

B、电池板功率的选择,建议在计算结果的基础上加大20%左右,这样可以提高充电效率,及最大限度保护蓄电池。

5、蓄电池的选择:

A、蓄电池的容量选择,建议在计算结果的基础上加大10%左右,适当的容量富余可以提高储能效率以及延长蓄电池的使用寿命。

B、蓄电池地埋,建议采用正规的地埋箱体加以保护,地埋箱体有保温、隔热、透气等利好。

C、蓄电池地埋,务必采用防水型带导线蓄电池,以降低蓄电池仓进水带来的安全隐患。

D、在高温、高寒地区,建议采用适应能力更强的高级别胶体蓄电池,并且胶体蓄电池在耐硫酸盐化方面表现性能更佳。

E、蓄电池在安装并首次使用前,应对其充满电,以使其在最佳状态下开始工作。

五、太阳能路灯关键部件的性能特点:

1、 蓄电池的使用对工作环境温度是有要求的,环境温度越低,则容量衰减越大,

举例说明:铅酸蓄电池,在0度至35度间基本可以正常工作,在零上25度为最佳工作温度,

在零下10℃时,容量只能达到标称容量的80%,

在零下20℃时,容量只能达到标称容量的65%,

在零下30℃时,容量只能达到标称容量的50%,

2、环境温度越高,则容量在额定标准下会有所增加,但在长期的高温环境下工

作会降低蓄电池的使用寿命。

3、蓄电池的硫酸盐化现象:

蓄电池硫酸盐化,通常都表现为明显的极板硫酸盐化而导致的电池保有容量下降,可以通过补液并持续地充电激活后,电池容量一般会有明显的回升。

蓄电池硫化现象,一般电池不存在焊接等质量缺陷,铅酸电池若出现装配质量缺陷,是无法进行充、放电的,若返修蓄电池经充电后的放电测试,其容量在较短时间内便由几十分钟回升到几个小时,则证明电池没有短路、断路等焊接质量缺陷。

硫化的具体反应为放电时间缩短,缩短的程度则根据硫化的严重程度决定,至于电池出现硫化的原因,通常是因为电池长期充电不足、长期过放电未及时补充电、长期储存没有补充电,从而使电池保有容量因极板表面的硫酸铅结晶层钝化造成极板活性物质失效而衰减,蓄电池硫化为不可逆现象,严重的硫化电池通常很难修复。

为避免硫化现象的出现,应对太阳能路灯进行及时的巡检,发现故障路灯及时处理、修复,同时也可尽量选用胶体蓄电池,胶体电池在一定程度上耐硫化性能较强。

4、蓄电池的温度补偿:

铅酸、胶体蓄电池在低温环境下工作,蓄电池容量及性能会根据不同程度的低温而相应下降,当温度下降到一定程度时,蓄电池的内部会有硫酸结冰现象,导致蓄电池不能进行气体复合等化学反应,直接影响蓄电池的放电时间,这视为容量的衰减。容量的补偿通常有以下几种方法:

A、用低温性能更好的胶体蓄电池,通常胶体蓄电池在低温状态下,性能比铅酸电池提升至少20%以上。

B、对蓄电池做保温措施,可以采用加带保温棉的地埋箱体。

C、对蓄电池容量做提升,在路灯蓄电池容量确定的结果上,可以根据现场环境温度情况,适当提高蓄电池的容量,以进行温度补偿。

D、太阳能路灯蓄电池最好的安装方式就是地埋,使用带保温层的地埋箱体放置蓄电池,将蓄电池埋在当地冻土层以下为宜,接近冻土层的土壤温度为0-零下5℃,冻土层下面越深,温度越高,越适合蓄电池的使用环境。

5、控制器的安装技巧:

安装控制器时,灯具、灯杆有可能会密封不严,从而使雨水流至控制器处,导致控制器进水短路或者受潮,应在控制器连线出线,将所连接线缆垂直朝下,打弯后再引向其它方向,这个细节可实现由于灯杆密封不严而进水的良好预防。同时也可以对控制器加装防水塑料袋。

6、了解太阳能系统各配件的已经工作年限,如果关键配件超期使用,同样会影响系统的正常运行:

● 太阳能电池板使用寿命:20-25年;

● 储能用蓄电池使用寿命:铅酸3-5年,胶体6-8年

● 太阳能控制器使用寿命:3-5年

● LED光源使用寿命:5万小时以上,

● 灯杆使用寿命一般为:10年左右(非外力破坏)

 

备注说明:

1、在线状态:是指蓄电池、电池板、光源与控制器保持连接状态。

2、非在线状态:是指蓄电池、电池板与控制器保持断开状态;

3、蓄电池配置的计算方法:

负载(功率W)*每天使用时间(H)*(阴雨天数+1)*1.5(安全系数)/系统电压(12V/24/V48V/220V)=蓄电池容量(Ah)

4、太阳能电池板配置的计算方法:

负载(功率W)*每日工作时间(H)/12V*17V/(当地平均日照时间)*1.6(安全系数)=电池板功率(W)

3、蓄电池连接注意事项:

串联方法:

实际容量相同的电池(或电池组)方可串联使用,串联后电池组的电压等于单个电池电压的总和,串联后电池组的容量由电池组中实际容量最小的单体决定,串联电压增加,容量不变。

并联方法:

实际电压相同的电池或者电池组方可并联使用,并联后电压不变,总容量等于单个电池容量的总和。并联电压不变,容量增加。


注意:额定电压不同的电池不可并联使用。

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