獨立型太陽能路燈系統設計與研製

Design and Implementation of a Stand-Alone Photovoltaic Street Lighting System

徐嘉良(Jia-Liang Hsu)

指導教授 ： 何金滿

中原大學/工學院/電機工程研究所/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6840/cycu200900909

摘要

摘 要

因應太陽能為最被看好的再生能源之一以及高亮度發光二極體是未來環保照明的主流，本論文提出以獨立型太陽能發電系統並以高亮度發光二極體作為路燈照明之設計。

本論文以獨立型太陽能路燈系統最佳利用為研究目的，具有兩大目標:其一是獨立型太陽能路燈系統需要蓄電池提供電力作為照明來源，但是所處地方環境，如氣候、緯度、平地或山區之設置地點不同，造成每個設置地點得到的太陽能發電量也是不相同的情況。所以若是以相同路燈規格，設置於不同地方，可能有太陽能發電量不足情況產生，造成蓄電池的電力無法有效作為照明設備的電力來源，進而燈具不亮的問題發生。故本論文從燈具瓦數及最長照明時數之要求，作為設計蓄電池容量與所需太陽能發電量之依據，並利用台灣標準日射量，做到系統的最佳容量設計與規劃，達到整體系統有效運作於不同地方。其二是在路燈裝設地點，受到地形影響，如路燈設置地點可能有遮蔽情況發生，造成其路燈系統未能有效儲存電力。而提出設計一組獨立型太陽能發電系統驅動兩組路燈照明燈具之設計，以避免受遮蔽影響，而使路燈未能有效運作。

最後為驗證路燈系統之可行性，本論文作一假設裝置地點如南投偏遠山區與實際利用中原大學太陽能發電系統，設計出一組獨立型太陽能路燈系統，當作設計案例。並對實際設計的路燈系統做一實驗驗證與系統探討。

關鍵字

太陽能 ； 路燈 ； 設計

並列摘要

Abstract

The solar energy is one of the most promising renewable energy and the using of high brightness Light Emitting Diode (LED) for lighting system has become a trend recently. This thesis presents a stand-alone solar electrical power system which supply power to LED for street lighting.

This thesis proposes an optimal design of a stand-alone photovoltaic (PV) street lighting system. It has two purpose：the first , to calculate the optimal solar energy and battery capacities under different environmental conditions, such as climate, latitude, plain or mountain area for effective lighting. The second, to design of a solar power generation system for supplying two sets of LED lighting system, which can avoid the affection of shade and make the street lighting operating effectively.

Finally, in order to verify the street lighting system feasibility, this thesis presents a pseudo place like remote mountainous areas in Nantou and an actual place in Chung Yuan Christian University to design a stand-alone PV street lighting system each for comparison. The experimental results verify the feasibility of this design.

並列關鍵字

street lighting ； design ； Solar cell

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