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- 虫情测报灯太阳能光控系统的设计
来源：http://www.zhibao17.com/ 更新时间：2013-01-28 阅览6158次
- 虫情测报灯，作为田间虫情测报的最佳装置，被广泛的应用在农业生产中，鉴于使用方便考虑，虫情测报灯采用的是太阳能光控开关控制，当太阳能低于一定数值，虫情测报灯自动打开，当高于某些数值的时候，虫情测报灯则关闭，很好地方便虫情测报灯在夜间进行工作，下面我们看下虫情测报灯的光控系统设计。
虫情测报灯的太阳能照明系统是目前世界上推广应用数量最多的光伏产品。在光伏技术应用过程中，不 少产品没有按照光伏发电的工作特点和运行规律来进行设计，往往使系统无法长期正常地运行。因此，必须推广太阳能照明系统的优化设计，通过科学的计算方法，做到既能保证系统的稳定可靠运行，又能尽量减少系统规模，降低费用，达到最佳化的配置。虫情测报灯的太阳能照明系统种类很多，根据使用场所的不同，主要应用于航标灯、草坪灯、庭院灯、路灯、交通信号灯、室内外照明灯等。工作时间的控制主要有定时和光控两种。对于工作时间全年不作调整的定时照明光伏系统，通常可按照均衡负载供电的独立光伏系统进行优化设计；对于光控太阳能照明系统（属于“冬天”型季节性负载），工作条件极其严酷，必须专门加以分析。
虫情测报灯的光控太阳能照明的特点：光控照明系统是以自然光线的强弱来控制照明灯具开关的。在黄昏时，当天黑到一定的程度时自动开灯，到黎明时自动关灯。这样，在不同的季节每天工作时间不一样，夏天工作时间短，而冬天工作时间长。另外，工作时间的长短还随纬度的不同而改变。不同月份诱虫测报灯的平均日耗电量都不一样，冬天日耗电量大，夏天日耗电量小。这是季节性负载供电与均衡负载（把全年各月份平均日耗电量视为相等）供电的最大区别。在通常情况下，冬天太阳辐射量要比夏天少，太阳电池方阵冬天产生的电量也比夏天少，可是冬天需要照明的电量却比夏天多) 即发电量与光控照明系统的需电量形成反差，这就使得光控太阳能照明系统的工作条件更加不利。因此，光控太阳能照明系统必须进行优化设计，日耗电量不能以均衡负载来处理，否则很可能造成容量不足，影响系统的长期可靠运行。另外，必须注意的是，同一个光控太阳能照明灯具在南北各地不能通用。
我们知道，冬至前后的负载日平均耗电量最多，似乎应当取12月份光伏方阵能接收到最多太阳辐照量的角度为方阵最佳倾角。但是，在一般地区，随着方阵倾斜角度的增加，全年接收到的太阳总辐照量却减少。当阵列倾斜面处于在12月份能接收到最多的太阳辐照量的倾角时，全年接收的太阳总辐照量减少得太多，尤其是在夏天接收到的太阳辐照量会比在冬天接收到的少很多，显然这是不合适的。光伏阵列倾角应当根据具体条件确定。在一般情况下，季节性负载供电的方阵最佳倾角要比为均衡性负载供电的方阵最佳倾角要大。通常在判断独立光伏系统的蓄电池维持天数时，只要将蓄电池有效容量除以系统日耗电量即可，然而对于光控太阳能照明系统，其全年中的日耗电量各不相同。为了保证系统的安全可靠，设计时可以最大日耗电量来考虑。
光控太阳能照明系统优化设计方法优化设计的原则：在保证满足负载长期可靠运行需要的前提条件下，尽量减少系统规模，节省投资，达到可靠性与经济性的最佳结合。
光控太阳能照明系统的优化设计方法，与为全年均衡负载供电的独立光伏系统的优化设计方法基本相同，其主要差别在于前者一年中的日耗电量每天都不一样。由于设计时通常是以每个月份为单位来计算其能量盈亏的，为了方便起见，可以近似地认为在每个月中平均日耗电量都相同。诱虫测报灯的光控太阳能照明系统的优化设计步骤如下。
（1）确定负载日耗电量。（2）计算某个倾角时方阵面上太阳辐照量任意指定方阵倾角，依照国外通常采用的，提出的计算倾斜面上月平均太阳辐照量的方法进行计算。（3）算出各月发电盈亏量根据各月的太阳辐照量和在估计最大和最小电流之间任取的工作电流，再结合各种损耗，得出各月发电量与耗电量之差即为发电盈亏量。（4）确定累计亏欠量将各月发电量与耗电量相减得到负值的亏欠量相加，确定累计亏欠量。（5）决定方阵输出电流与日耗电量相比，得到指定的蓄电池维持天数所需要的合适电流。（6）求出方阵最佳倾角改变倾角，进行计算，找出可满足负载要求而输出电流最小时的方阵倾角，即最佳倾角。改变蓄电池维持天数，重复以上计算，可得到一系列Ｂ—Ｆ 组合。再根据产品型号及价格等因素，进行经济核算，最后决定蓄电池及光伏方阵容量的最佳组合。
本文讨论了虫情测报灯的光伏电力作为唯一能源的独立系统，以自然光的强弱来控制照明灯具开关的光控太阳能照明系统的优化设计。诱虫测报灯的光控太阳能照明系统的工作条件极其苛刻，不能将其当作为全年均衡负载供电的独立光伏系统来处理。必须根据其特点，进行仔细的系统优化设计，才能确保其长期稳定地工作。系统设计时，可以根据当地不同月份的日落和日出之间的无日照小时数减1，来作为光控太阳能照明系统的工作时间，以确定其各月不同的负载日耗电量。在确定诱虫测报灯系统的蓄电池维持天数时，由于各月的日耗电量都不一样。从安全起见，可以取最大的日耗电量作为计算依据。由于光控太阳能照明系统在冬天的耗电量多，因此安装的光伏方阵最佳倾角要比一般的独立光伏系统的倾角要大。
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