太阳能杀虫灯的设计与应用

李正鹏，罗倩倩

（湖北文理学院 物理与电子工程学院，湖北 襄阳 441053）

太阳能杀虫灯是一种利用太阳能光伏发电系统作为电源的杀虫灯，是一种绿色环保型产品。原来的杀虫灯采用市电供电，由于杀虫灯一般在果园和农田中使用，这样增加了接电线的难度。而采用太阳能充电、蓄电池储能的太阳能杀虫灯就不用接市电，系统独立方便移动。在春夏季虫多的季节，可以安装放在适当的位置，秋冬季可以放在仓库中进行保管。目前，太阳能杀虫灯在农业生产中已经大规模应用。

1 太阳能杀虫灯的杀虫原理

太阳能杀虫灯借鉴黑光灯的基本原理及应用经验，利用害虫的趋光波特性，将频振波作为一项诱杀害虫成虫新技术应用于灭虫器械，并将光的波长范围拓宽为320～400 n m，增加了诱杀害虫的种类；利用光近距离、波远距离引诱害虫成虫扑灯，灯外配以频振高压电网采用非接触式方式，达到杀灭害虫控制虫害的目的。太阳能杀虫灯无需市电，不用挖沟拉线，天黑灯亮，天亮灯熄，并且对人畜安全，可用于大田防治，同时也可作为害虫测报工具。

2 太阳能杀虫灯的组成

太阳能杀虫灯由以下几部分组成：太阳能电池板、控制器、蓄电池组、黑光灯、灯壳和灯杆。系统的工作原理是：在控制器的控制下，白天太阳能电池板向蓄电池组充电，晚上蓄电池组提供电力给杀光灯负载。控制器在任何情况下（阳光充足或长期阴雨天）都能确保蓄电池组不因过充或过放而损坏，同时具备光控、时控、声控、温度补偿及防雷、反极性保护等功能。

（1）太阳能电池板。太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能，或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较 实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足H照好的东西部地区，采用多晶硅太阳能电池为好，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶硅太阳能电池低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区，采用单晶硅太阳能电池为好，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好，因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。另外第二代太阳电池的研制，即将取得突 破性进展，其核心部件是一种可粘接的薄膜，即薄膜太阳能电池材料。

（2）太阳能杀虫灯控制器。太阳能杀虫灯中，一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命，必须对它的充电放电条件加以限制，防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时控制器应兼有系统控制功能，具有光控、时控、雨控等功能，并应具有夜间自动切控负载功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。

（3）蓄电池。由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般采用铅酸蓄电池、磷酸铁锂电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，蓄电池过大，一方面蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、负载功率相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上，系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20～30%，才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载耗量高6倍以上为宜。

（4）杀虫灯。太阳能杀虫灯采用何种光源是太阳能杀虫灯是否能正常使用的重要指标，一般太阳能杀虫灯采用12 V 6～15 W的直流黑光灯，黑光灯是一种特制的灯，该灯所发射的紫外线光对人和鱼无害，只是亮度小、照度低，所以把这种光的灯叫“黑光灯”。试验证明，许多昆虫（大部分为农业害虫）对300～400 n m的紫外线最敏感，有最大的趋光性，而黑光灯的发光波长在365 n m左右，因而是一种诱引昆虫比较理想的灯源。

（5）灯杆及灯具外壳。灯杆的高度一般设计在2～3 m之间，灯杆太高不利于昆虫飞行，灯杆太低不利于防盗。灯具外观要求不高，相对实用就行。

3 太阳能杀虫灯的设计

太阳能杀虫灯的设计需要的基本数据主要有：现场的地理位置，包括地点、纬度、经度和海拔高度等；安装地点的气象资料，包括逐月的太阳能总辐射量、直接辐射量及散辐射量，年平均气温和最高、最低气温，最长连续阴雨天数，最大风速及冰雹、降雪等特殊气象情况。以下做简要计算的介绍。

（1）电池板的功率计算。电池板功率=负载功率×灯具所用时间／当地日照系数*2.3（逆变器为2.5）。当地日照系数即为当地日照均辐射量。

（2）蓄电池的容量计算。蓄电池容量=光源用电功率×每天所用时间／用电电压 ×连续阴雨天 1.5（损耗系数）。另外根据经验数据，太阳能电池组件额定输出功率和灯具，输入功率之间关系在华东地区大约是2～4：1。

4 结语

目前，太阳能杀虫灯有水杀式和电击式两种类型，产品被广泛应用在农业、果园、蔬菜基地、公园等各种需要灭虫的场所。为广大农作物种植基地生产无公害优质的农产品提供了可靠的科技保障，因此，太阳能杀虫灯是一种高科技无污染的物理灭虫设备，值得推广。

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