在进行太阳能LED路灯系统的设计之前，需要了解并获取一些进行计算和选择必需的基本数据：太阳能LED路灯系统现场的地理位置，包括地点、纬度、经度和海拔，还有该地区的气象资料等。
（四） LED路灯系统设计方案选择
太阳能LED路灯跟普通路灯控制电路功能基本一样，都是为了完成晚上亮灯，早晨熄灯的作用,还有就是对蓄电池的充电管理。国内外常用的控制器有单独的光控制型、时钟控器型等，但由于其工作原理不同，各有优缺点。
单独的光控型一般采用感光探头，当晚上光线弱时，自动开启路灯；早上光线较强时，自动关闭路灯，达到自动控制的作用。优点是系统通过光照强度来控制灯开、关，不用根据季节的变化和特殊的天气情况自动变换开关时间。但在实际使用中，感光探头难以判断各种干扰光线，经常会产生误动作，产生一定的浪费[1]。
单独的时钟控型的控制器，要预先设定开关时间，使路灯按时亮灯、准时熄灯，从而达到自动控制的目的。优点是定时开关预先设定的开关时间不受外界干扰，除本身故障外不会产生误动作。缺点是不能根据季节变化和特殊的天气情况自动变换开关时间，需人工经常调整开关时间，费时费力，不利于节省电力。
路灯的智能控制这一课题己有研究者，但目前尚未有成熟的产品上市。本设计是结合以上几种控制方式的优点，综合从节电、经济和实用等方面考虑，利用定时控制和光敏电阻控制相结合的方式，实现太阳能LED路灯系统的设计。
（五）LED路灯系统参数设计及计算
LED路灯系统容量的设计及计算是整个系统的重要一步，是关乎系统能否正常运行及系统整体的使用问题。
1.LED灯具的布局及高度计算
根据道路的宽度、照明要求不同，一般有三种安装布灯方式：单侧布制；双侧交错布置；双侧对称布置。
LED灯具的安装高度（H）、间距（S）、与路宽（W）和布置方式间的关系如表1
灯具布置方式 单侧布制 双侧对称布置 双侧交错布置 安装高度（H） （0.8-1）W (0.4-0.5)W （0.6-0.7）W 间距（S） (4-5)H (4-5)H (4-5)H
表1 灯具安装方式 8
LED道路灯灯杆的安装高度要根据灯具的高度、道路周围树木和建筑物高度以及电池组件的形状、尺寸等确定，一般要比灯具的高度高1-1.5米。灯具的悬臂长度不宜超过安装高度的1/4，灯具的仰角不宜超过15o。
2.LED光源照度的计算
光源功率要根据道路照明照度要求及光源效率确定。光源照度计算公式为；
E??UKNWS
其中，E为光源照度；?为总光通量；U为利用系数（有LED灯具利用系数曲线查出）；K为维护系数；W为道路宽度；S为路灯安装间距；N为与排列方式有关的数据。
3.LED路灯配置计算 （1）系统电压的确定。
太阳能路灯光源的直流输入电压作为系统电压，一般为12V或24V，在条件容许的条件下，要尽量提高系统电压，以减少线路损耗。
(2)光伏组件的容量计算。 组件容量计算公式为：
光源功率?光源工作时间?1.43P?
峰值日照时数?0.85?0.85其中，P为光伏组件功率；1.43是太阳电池组件峰值工作电压与系统电压的比值；两个0.85分别为蓄电池的库伦效率和光伏组件衰减、方阵组合损失、尘埃遮挡等综合系数。
例如；光源功率为18W，每天工作8h，当地天日照时数为4.0h，则需要的光伏组件功率为
18w?8h?1.43=71.25W
4h?0.85?0.85具体功率选择要根据光伏组件规格进行，如选择75W。 （3）蓄电池组容量的计算。
首先根据当地的阴雨天情况确定选用的蓄电池类型和蓄电池的存储天数，一般北方的存储天数为3-5天，西部少雨地区可以选择2天，南方的多雨地区可以适当的增加存储天数，容量计算公式：
9
蓄电池容量?负载功率?日工作时间?（存储天数?1）
放电深度?系统电压18w?8h?(3?1)=68Ah
0.7?12v例如；光源功率为18W，每天工作8h，蓄电池存储天数为3天，放电深度一般取为0.5-0.7，则需要的蓄电池容量为
根据系统电压和容量的要求选配蓄电池，如选择12V/65Ah或12V/75Ah。
五、设计总结
本次毕业设计的太阳能路灯设计是针对已经存在的路灯进行改进，首先采用了太阳能电池作为能源，以达到环保节约的目的。设计中使用了光控和时控相结合的方法，避免了光控方法易受干扰，时控需频繁设置时间的麻烦，为了节约用电，在深夜行人较少时路灯根据设置的熄灯时间熄灭，早上行人多时根据设置的开灯时间亮灯，其次内部设置有蓄电池，用于保证在阴雨天气供电。本设计需要改进的地方有由于蓄电池自身的容量限制，不能保证在阴雨天长时间对外供电，为了保证一些重要场合的照明要求，特对LED路灯系统进行了优化设计（风光互补）。
太阳能风光互补发电系统是一种风能和光能转化为电能的装置，工作原理是利用自然风作为动力,风轮吸收风的能量,带动风力发电机旋转,把风能转变为电能,经过控制器的整流,稳压作用,把交流电转换为直流电,向蓄电池组充电并储存电能。利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电，供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。优点是可以弥补在只有光发电的情况下，连续阴雨天不能满足负载工作，其系统可以在没光照的情况下利用风力发电来供负载工作。
参考文献:
[1] 李钟实.太阳能光伏发电系统的设计与施工[M].北京:人民邮电出版社,2010
[2] 李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天出版社,1999 [4] 岳静,黄文轩.太阳能电源的应用与展望[J].北京:通讯世界，2002（02）:7 [5] 江雪山.智能路灯控制电路[J].天津:家庭电子,2006.2 [6] 赵贵顾,雷英豪.时钟控制器[J].北京:新颖实用电路,2004.8
[7] 冯昌,徐进明.超高亮度LED在太阳能城市灯光系统中的应用[J]．武汉:武汉科技学院学报，2003年（16）
10
[8] 赵争鸣,刘建政等.太阳能光伏发电及其应用[M].北京:科学出版社,2005.10
[9] 李建海.太阳能的开发与我国的可持续发展[J].兰州:兰州教育学院学报,2003（3）
11
致谢
经过这次毕业设计，使我对太阳能电池板的工作原理有了进一步的了解。在设计中我得到了祁老师的悉心指导，他的渊博知识、严格要求、严谨作风都给我留下了很深刻的印象，将使我受用一生，授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。
在此对老师表示感谢，另外在设计当中也得到了很多同学的支持，在此感谢他们。
鉴于水平有限，难免存在一些错误和漏洞，望各位老师、同学不吝赐教，在此向大家表示衷心的感谢。
12