基于电容器的太阳能草坪灯设计介绍

基于电容器的太阳能草坪灯设计介绍

我们都见过很多太阳能灯，它们的价格非常便宜。但是用购买太阳能灯的钱无法从商店购买太阳能电池板、镍氢电池。而且它们还有一个缺点，即电池不能满足蓄电和用电的需求，整个使用过程并不是完整的循环，这种太阳能灯的寿命非常短。大多数灯整夜都不亮，原因有很多，比如电池坏/旧、太阳能电池板小、电子设备糟糕等等。针对这种情况，可以使用超级电容器代替电池，持续时间会更长。

太阳能草坪灯是一个独立的太阳能发电系统。它能够独立地完成把太阳能转换为电能，并能把电能转换成热能供照明和装饰使用，而不需要电线的传输。即使是在阴天，这个太阳能发电机(太阳能板)也可以收集，存储太阳能量。由于蓄电池寿命短以及不环保，因此本文介绍了一种基于超级电容器太阳能草坪灯的设计方法。超级电容器作为一种充电快、寿命长、绿色环保型储能元件，它给太阳能产品的发展带来了新的活力。

太阳能草坪灯

1.设计选择

1.1光源选择

由于LED技术目前已经实现了关键性突破，同时性能价格比也有较大地提高。现在的LED寿命已可达到100,000h以上，而且工作电压低，非常适合应用于太阳能草坪灯上。另外，LED由低压直流供电，其光源控制成本低，可以调节明暗，并可频繁开关，而且不会对LED的性能产生不良影响。因此，从可靠性、性价比、色温和发光效率等几个方面综合考虑，设计时可选择额定电压为3.3 V、工作电流为6 mA的超亮LED作为光源。由于草坪灯不但要有装饰作用，还要有一定的照明功能，故可选择8个LED使用。

1.2太阳能电池选择

太阳能电池是依据半导体PN结的光伏效应原理把太阳光能转化为电能的半导体器件，是超级电容器太阳能草坪灯的核心器件。太阳能电池性能的好坏直接决定着能量的转换效率及输出电压的稳定性，同时也直接决定了超级电容器太阳能草坪灯的性能。因此，设计时应采用性价比比较好的单晶硅太阳能电池。

由于地球上各个地区的太阳年总辐射量与平均峰值日照时数不同，太阳能草坪灯的设计和灯的使用地理位置是有关系的，太阳能电池组件额定输出功率和灯具的输入功率之间的关系大约是2～4：1，具体比例要根据灯的每天工作时间以及对连续阴雨天的照明要求决定。本系统的太阳能电池的功率为3.3V×0.006×8=0.1584 W，假设每天工作12个小时，太阳能电池功的效率为40%，每天有效工作时间为5小时，则可选用3 W/6 V的太阳能电池。