智能幼区不仅是高科技的运用，更着重节能和环保，本太阳能道灯照明编造正在普通太阳能道灯的本原进取一步实行了优化，采用了LED 光源和超等电容，充电恶果更高，元件寿命更长，比普通太阳能道灯加倍节能和环保。本太阳能道灯编造重要由光伏电池极板、储能电池、超等电容器、照明灯具和限造器等几个一面组成。
古代的照明灯具恶果低，如白炽灯、卤钨灯等，不适合智能筑设节能理念，各样照明光源的机能对照如表1 所示。白光超高亮度的LED 灯具，光效为45 lm/W，固然不高，不过发出的光辉都正在可见光规模内，适适用于照明光源。LED 灯具寿命长，可达100 000 h 以上，可能有用淘汰灯具垃圾。其它，LED 由低压直流电源供电，加倍和平，并且适合一再开、闭。以是太阳能照明编造采取了12 V、10 W 的白光超亮大功率LED 灯具，其光效可能达450 lm/W，相当于50 W 的白炽灯，可能抵达优异的照明成绩。
依时限造是设定每天的开、闭灯工夫后由编造自愿限造，不过跟着时节的转移必要不休调理设定工夫，不然就会显示入夜不亮灯，天亮不熄灯的情形，形成能源糟塌。光照限造是编造通过检测光照度来开、照管明灯具，如光照度低于10 lx时开灯，高于10 lx 时熄灯，如许既能知足用户的必要，又能俭朴电能，适应智能筑设的理念。因而编造照明灯具的开、闭采用光照限造办法。
光照限造办法的就业工夫和当地的纬度及当天的太阳赤纬角相闭，并且日出前半幼时和日落前半幼时，天空的余光足够照明，可能不开道灯，如许每天可能少开灯1 h。智能幼区位于东纬116. 84°、北纬38. 31°的名望，当地域光照限造道灯正在冬至时就业工夫最长为12 h，夏至时就业工夫最短为9h。可能看出，光照太阳能道灯就业工夫转移不是太大，可能以为是平衡性负载，其对太阳电池板倾角的影响不大。
太阳电池板要朝向赤道装配，时时面向正南或稍微偏西，并且相对地平面应有必然的倾角，即太阳电池板倾角。由于太阳光的映照角度随工夫的转移而转移，使得固定倾角下的太阳电池板汲取的太阳能量也随之转变，因而太阳电池板倾角具体定对扫数编造来说至闭紧要，正在太阳能道灯编造优化打算中，要遵循负载情形、本地天气情状和经纬度来确定太阳电池板的最佳倾角，使其汲取的太阳光终年均匀量最大。本编造负载近似为平衡性负载，太阳电池板最佳倾角具体定采用了国际盛行的“终年平衡冬季最大”的汲取太阳能辐射量的光伏编造打算规定。即正在担保终年电池板日照量平衡的条件下，最佳倾角使冬季日照量尽量抵达最大，以降低编造正在太阳辐射较弱月份的发电量，知足蓄电池平衡充电和负载的必要。
以沧州市区过去10 ～ 20 年的气候原料数据为依照，可能行使天空散射辐射各向异性的模子，算出太阳能电池板分别倾角时所汲取到的太阳辐照量，纠合“终年平衡冬季最大”表面，可能确定太阳电池板倾角取当地纬度38°即可。由于夏日幼傾角的電池板汲取到的太陽輻照量大，冬季大傾角的電池板汲取到的太陽輻照量大，因而可能正在38°傾角本原上妥當添補5° ～ 10°，成績會更好，並且有利于積雪滑落，減幼庇護就業量。本編造太陽電池板傾角取43°。
LED 的功率爲10 W，每天就業12 h; 設太陽電池的功率爲WS，惡果爲40%，留20% 的余量，每天日照就業工夫爲5 h，則有：
解得WS = 72 W爲了知足蓄電池的儲能央求，太陽電池組功率采取要大些，編造采取12 V、100 W 的太阳电池组。
目前来说大容量、价钱省钱的储能器件照旧铅酸蓄电池，固然超等电容利益良多，但是其储能量关于太阳能道灯编造来说，应付连气儿的阴雨天照旧阻挠易告竣的。但是超等电容器可能辅帮蓄电池更好地实行就业，超等电容和蓄电池构成储能元器件，可能降低充电恶果，延伸蓄电池的寿命，降低编造的供电牢靠性。其布局如图1所示。
正在太阳能道灯编造中，蓄电池是储能筑设，其容量巨细直接闭连到照明工夫的是非，对蓄电池组采取的依照重要是额定电压和额定容量。蓄电池容量的盘算公式为：
式中，C 为蓄电池组容量，单元为A·h; D 为最长无日照用电天数，取6 天； F 为蓄电池组放电恶果的改进系数，时时取1. 05; Q 为日用电量，单元为W·h，本编造取120 W·h; L 为蓄电池组充放电恶果，时时取0. 9; U 为蓄电池组的放电深度，时时取0. 6; Ka为线; Vt为编造就业电压，取12 V。
遵循公式算出蓄电池组容量C = 120 A·h，可能采取120 A·h /12 V 的单体蓄电池一只。
负载的日耗电量为10 W × 12 h = 120 W·h，即10 A·h，120 A·h 蓄电池可能供应12 天的用电量，依据放电深度为0. 6，则可能行使7 天。实质行使中连气儿7 个阴雨天太阳能道灯可以平常照明。
超等电容器是一种新型储能元器件，它是以双电层为道理，采用多孔碳原料为电极的EDLC超等电容，具有大至数千法的电容量，其机能介于古代充电电池宁静常电容器之间，可能正在很短的工夫内充满电，同时又如其他充电电池普通可积储大方电能。放电时诈骗挪动导体间的电子（ 而不倚赖化学反映） 开释电流，从而为灯具供应电源。不过目前来说其价钱太高，大容量供电不易告竣，只可用来辅帮蓄电池。
太阳电池的输出功率随天色的转移而转移，这种不屈稳的充电电流影响了蓄电池寿命，无形中会降低编造本钱，形成更多的境遇污染。因而编造打算了超等电容这种可能急迅充电、放电的中央元件。卓殊是正在太阳光映照不强时，限造编造把太阳电池输出的不屈稳的电能存储正在超等电容器内中，充满之后再以恒定电流给蓄电池充电，如许可能降低蓄电池的寿命，同时超等电容的储能也可能正在连气儿的阴雨天为道灯供应更多的能量，添补照明工夫。
式中，C 为电容器的额定容量； dv 为电容器就业电压转移； I 为电容器充电电流； t 为电容器充电工夫。
遵循式（1） ，13. 5 V、480 F 的电容器充电工夫为（ 充电电流为10 A）：
由式（2） 可能看出，超等电容器的储能对负载放电可能抵达1. 6 h，延伸了编造的供电工夫。
太阳能道灯编造举动一种幼型光伏编造，其限造器自己损耗电流应幼于额定就业电流的1%，编造限造器电道的打算都采取了低功耗元器件，采用的是由集成运放组成的电压对照器举动限造电道，这种电道轻易牢靠、庇护便利、本钱低而且电道自身功耗也极低，是一种立室性很好的电道。这种电道的症结是针对蓄电池的充放电性情打算一个对照好的电压回差，同时元器件的采取要牢靠，再加上发光二极管组成的充放电状况指示电道，便成了一个拥有适用功用的限造器电道，拥有防蓄电池过放电、过充电功用。
限造编造正在光伏限造器和充电限造器本原上添补了超等电容，跨接正在直流母线和地线之间，以便平稳直流母线的电压，并缓冲光电池供应的过大能量，然后放电给蓄电池，再供应给负载。
光伏限造器正在打算通常时采用升压电道，出现比光伏电池板两头更高的电压，以利于向蓄电池充电，同时也造胜了古代电道中防倒灌二极管将蓄电池电压钳位正在12 V 的坏处。但当光照亏空时，若要使蓄电池可以一直充电，该限造电道会导致光伏电池的就业点脱节最大功率输出点，会使得光伏道灯编造的发电恶果降低。以是打算限造编造时需预设弱光段的阈值，以告竣正在弱光下能通过超等电容缓冲来担保蓄电池平常充电的主意。
若直接采用光伏电池对蓄电池充电，当光照较弱且存正在其他作对成分时其输出电压会不屈稳，导致光伏电池正在充电时难以维系正在充电最幼电压上，末了导致编造正在该光照规模内不行对蓄电池平常充电。编造通过采用超等电容，把阴天时太阳电池的不屈稳的输出能量蓄积起来，比及知足必然的电压条目时，通过升压电道把超等电容中的能量开释到蓄电池，升压电道图如图2 所示。这种采用超等电容的办法可能降低正在太阳光映照不强时的发电恶果。
LED 的限造电道对照轻易，直流驱动即可，且其寿命可达10 万h。不过，驱动电流的巨细正在很大水准上影响着LED 的寿命，假设电流太大，则也许惹起LED 光衰景色紧要，且寿命淘汰。故务必合理打算其驱动电道，如图3 所示为用BUCK电道告竣的LED 恒流限造电道。