风光互补LED路灯方案
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第一章风光互补路灯系统介绍
目前，在欧洲、日本、美国等发达国家正在普及风光互补路灯/太阳能路灯/风力机路灯系统。这几种新型路灯都是集环保和节能为一体的产品，随着全球常规能源短缺情况的加剧，风能和太阳能这两种清洁可再生的自然能源的利用将会普及，这三种新型路灯代表着未来路灯的发展方向。具有亮度高、安装简便、工作稳定可靠、不敷设电缆、不消耗常规能源、使用寿命长等优点，属于当今社会大力提倡推广的可再生能源产品路灯是我们生活中最必需的日常室外照明设备，它给我们夜晚的生活带来光明，把城市装点得多姿多彩。但同时路灯也是一个耗电大户，由于路灯的低压输电线路长，输电线路上的线损也很大，特别是远离低压变电站的市郊公路、旅游景区、开发区和高速公路更是铺设电缆成本高，线损巨大。由于这个原因，我国很多市郊公路和高速公路及较偏僻地区都没有安装路灯，因此带来了许多社会治安及交通安全问题，也阻碍了当地经济及交通的发展。
中国在十届人大四次会议的政府工作报告中，提出了建设资源节约型社会，发展循环经济的任务和政策措施，这标志着我国进入了可持续发展的新阶段，也为可再生能源产品在国家建设发展中的应用创造了机遇。推广风光互补路灯系统将为社会节约巨大能源，发展当地经济，解决社会治安及交通问题提供方案。也是对全社会普及可再生能源知识的最有成效的宣传，更是促进可再生能源技术应用最有效的途径。
1、风光互补路灯系统的说明：
太阳能是地球上一切能源的来源，风能是太阳能在地球表面的另外一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。风能和太阳能在时间和季节上如此吻合的互补性，决定了风光互补结合后路灯系统可靠性更高、更具有实用价值。因此，风光互补系统是综合利用风能、光能解决路灯供电困难的最佳方式。
风力发电机以自然风作为动力，风轮吸收风的能量，驱动风轮及风力发电机旋转，将风能转换为电能，通过控制设备储存进蓄电池组，蓄电池组储存的电能可以通过控制器直接供直流
用电器使用，或通过逆变器转换成220V/50Hz（110V/60Hz）380V/50Hz 交流电，供交流用电器使用。风力发电机组采用永磁直驱发电机，由风力发电机主机、叶片、轮毂、主轴、导流罩、尾舵板组成，
整机结构简单，重量轻，低速发电性能良好，可靠性高，安装维护方便易搬迁等特性。应用于路灯系统的风力发电机组通常功率为300W-500W。
太阳能电池组件是将太阳光能直接转换为电能的发电装置，主要是晶体电池片、高透光率的钢化玻璃、高质量的胶膜、背膜、阳极电镀过的优质铝合金边框和防水绝缘接线盒组成，具有效率高、寿命长、抗风雨冰雹、以及安装方便等特性。应用于路灯系统的太阳能电池组件通常使用功率为60W-120W。
在风力发电机组基础上配备太阳能电池组件，控制器/逆变器，蓄电池组，灯具灯源，灯杆，电控箱可组成风力+太阳能互补路灯系统，又称为风光互补路灯系统。
2、风光互补路灯在节约资源和环保等方面的社会效益：
燃烧化石燃料给环境造成的危害是当今世界性的严重问题，其结果是使生态环境遭到破坏，人畜生活受到危害。特别是直接燃烧煤炭所造成的环境危害更是触目惊心。化石燃料在燃烧过程中都要放出二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等。这些物质会直接危害人畜，导致机体癌变，使生物受辐射损伤，产生酸雨，形成温室效应。发达国家在工业化初期，由于大量燃烧煤炭而付出了沉痛的代价。酿成灾难的典型例子是：20 世纪五六十年代，英国伦敦由于大量燃用煤炭等化石燃料，有雾都之称。在1952 年一次烟雾事件中，死亡人数达4000 人，1962 年一次死亡人数达750 人。
中国国家发改委提供的数据是火电厂平均每千瓦时供电煤耗由2000 年的392g 标准煤降到360g 标准煤,2020 年达到320g 标准煤。即一吨标准煤可以发三千千瓦时(3000 度)的电。
工业锅炉每燃烧一吨标准煤,就产生二氧化碳2620 公斤,二氧化硫8.5 公斤,氮氧化物7.4 公斤. 因此燃煤锅炉排放废气成为大气的主要污染源之一；
3、人们对应用风光互补路灯所担心的问题：
3.1 安全性问题担心路灯的风车和太阳能电池板会被风吹落到公路上伤及车辆和行人。实际上，风光互补路灯的风车和太阳能电池板的受风面积远小于公路指示牌和灯杆广告牌，而且，路灯的强度设计也是按抗12 级台风的标准设计的，不会出现安全上的问题。
3.2 亮灯时间不保证担心路灯受天气影响，亮灯时间不保证。风能和太阳能是最常有的自然能源，晴天阳光充足，而阴雨天则风大，夏天阳光照射强度高，而冬天风大，并且，根据气象资料,通过专业的计算,进行最合理的配置,能使风光互补路灯系统配有足够的储能系统，能保证路灯有充足的电源。
3.3 造价高人们普遍认为风光互补路灯系统造价高。实际上，随着科技进步，节能型照明产品的普及，风力发电机和太阳能产品的技术水平和生产批量的提高,使得成本下降,风光互补路灯系统的造价已接近同规格常规路灯造价的平均水平。但由于风光互补路灯系统不消耗电能，所以，其运行成本远低于常规路灯。
第二章技术配置介绍
4、系统配置及原理：
4.2.1 风光互补路灯24V 直流系统原理图方框图
图1:
方式1：风力机和太阳能电池组件通过智能控制器给蓄电池充电，然后由智能控制器智能控制24V 直流
路灯开启、关闭。
4.2.2 风光互补路灯220V 交流系统原理图方框图
图2
方式2：风力机和太阳能电池组件通过控制逆变器给蓄电池充电，然后由路灯控制器控制220V 交流路灯开启、关闭。
图3
方式3：当风力机和太阳能电池组件正常充电，蓄电池电压达到正常时，市电220V 交流电是不接通的；当风力机和太阳能电池组件不工作或达不到给蓄电池充电所需的正常工作值电压时，这时由控制/逆变器判断，市电通过自动转换给路灯控制器，由市电为路灯提供电力。(该方案可提供给原有路灯改造或重要道路的使用)
5、对环境和资源的要求：
5.1 风光互补路灯系统推荐使用资源条件当地年平均风速大于3.5m/s，同时年度太阳能辐射总量不小于500MJ/m2是风光互补路灯系统推荐使用地区。
5.2 风光互补路灯系统在下列条件下应能连续、可靠地工作：
a) 室外温度：－25 ℃~＋45℃；
b) 室内温度：0℃~＋40℃；
c) 空气相对湿度：不大于90%(25℃±5℃)；
d) 海拔高度不超过1000m。
5.3 风光互补路灯系统在以下环境中运行时，应由生产厂家和用户共同商定技术要求和使用条件：
a) 室外温度范围超出－25℃~＋45℃的地区；
b) 室内温度范围超出0℃~＋40℃的用户；
c) 海拔高度超过1000m的地区；
d) 盐雾或沙尘严重地区。
6、风光互补路灯系统设计原则及组成
6.1风光互补路灯系统的组成:
图4
风光互补路灯系统主要由风力发电机组，太阳能电池组件，智能控制器（或控制/逆变器），蓄电池组，灯具灯源，灯杆，电柜箱等组成。
6.2 系统的设计要求：
合理的匹配计算是设计风光互补路灯系统的关键。合理的匹配设计要求在当地风能、太阳能资源条件一定的前提下，采用容量尽可能合适的电力配置组合达到能保证道路照明不间断。
a)风力发电机+太阳能电池板+LED路灯组合；
b)风力发电机+LED路灯组合；
c)太阳能电池板+LED路灯+市电组合；
6.3 系统的设计步骤
设计风光互补路灯系统的步骤如下：
1）汇集及测量当地风能资源、太阳能资源、其它天气及地理环境数据包括每月的风速、风向数据、年风频数据、每年最长的持续无风时数、每年最大的风速及发生的月份、韦布尔（weble）分布系数等；全年太阳日照时数、在水平表面上全年每平方米面积上接收的太阳辐射能、在具有一定倾斜角度的太阳光电池组件表面上每天太阳辐射峰值时数及太阳辐射能等；当地在地理上的纬度、经度、海拔高度、最长连续阴雨天数、年最高气温及发生的月份、年最低气温及发生的月份等。
若是用户处无法获知非常详细的资源情况，则按照下表基本资料的填写，估算出一定范围内的发电量来进行相对合理的配置设计。
表3：
风光互补路灯系统用户调查表
用户名：
系统使用所在地：
负载功率每天工作时间
直流/交流最长无风阴雨天时间
是否接市电要求无风阴雨天工作时间
电压使用所在地是城市/乡村/山区
年平均风速道路级别
平均日照时间道路宽度
需求数量安装完成日期/交货日期
灯杆高度灯源要求( LED/LVD/低压钠灯)
特殊要求
联系人联系方式
填表时间邮件
2）根据用户负荷状况，选择灯杆，灯源，确定路灯的工作电压、额定功率、工作时数等。
路灯设计是根据道路的具体照明要求来设计，道路宽度、周围环境、车辆通过流量等设计灯杆、组件、安装支架、灯挑臂，整体造型。然后确定灯高、照度、灯距，确定灯源、灯罩。
3）确定风力发电机组及太阳能电池组件的总功率。
4）选择风力发电机组及太阳能电池组件的型号，确定及优化系统的结构。
5）确定系统内其它部件（蓄电池、控制器、控制/逆变器、辅助后备电源等）。
6）确定电控箱尺寸大小及位置。
7）工程整体布局等。
8）确定是否预留市电。
第三章设备基本参数
设备选型及说明：
7.、风力发电机组的主要特点及技术参数
7.1 风力发电机组的选择：
a) 由当地的年平均风速，最低月平均风速，无有效风速期时间的长短和年度总用电电量，月平均最低用电电量计算风力发电机组的功率；
b) 由年内最低的月平均风速，选择风力发电机组额定风速值；
7.2 风力发电机组主要特点及技术参数：
表4：
300W 风力发电机组特性参数
型号FD2.0-0.3/8
风轮直径 (m) 2.0
叶片材料木质玻璃钢涂覆
叶片数3
调速方式风轮侧偏
工作风速范围 (m/s)3～25
切入风速 (m/s)3
额定风速 (m/s)8
额定功率 (w)300
额定电压 (v)DC24
发电机形式永磁三相交流
整机质量 (kg)35
备注标准型
8、太阳能电池组件的主要特点及技术参数
8.1太阳能电池组件功率的选择太阳能电池组的峰值功率由系统日平均最低耗电电量、当地峰值日照小时数和系统损失因子来确定；在一般正常状态下，系统的太阳电池组件的最小功率应能保证提出供出系统日平均最低发电电量，并且是日平均最低耗电量的1.8 倍以上。
8.2太阳能电池组件主要特点及技术参数
表5:
规格标称功率（W）峰值电压（V）峰值电流(A)尺寸(mm)重量(kg)
TPM-165SM 18035.25±0.5 5.11±0.2
1574*825*40
≈16 17035.25±0.5 4.82±0.2≈16 16035.25±0.5 4.54±0.2≈16 15035.25±0.5 4.26±0.2≈16 14035.25±0.5 3.97±0.2≈16
TPM-120SM 12017.5±0.5 6.86±0.2
1454*648*40
≈10.7 11017.5±0.5 6.29±0.2≈10.7 10017.5±0.5 5.71±0.2≈10.7
TPM-80SM 8017.5±0.5 4.57±0.2
1200*546*40
≈7.5 7017.5±0.5 4.00±0.2≈7.5
9 智能控制器主要特点及技术参数 图5 产品外观
9.1 应用领域
◇ 太阳能 LED 路灯 ◇ 太阳能 LED 庭院灯 9.2 基本参数
1. 蓄电池输入电压：12V/24V
2. 光电池输入电压：＜55V
3. 光电池输入功率：≤170W/12V 、≤340W/24V （10A 控制器系列） ≤340W/12V 、≤680W/24V （20A 控制器系列）
4. 负载输出电流：30mA ～ 2.7A
5. 最大输出功率：120W （10A 系列）；180W （20A 系列）
6. 待机静态功耗：正常模式≤7mA ，省电模式≤3.5mA 9.3 主要特点
◆ 采用先进的Two-Phase Boost 电路，保证了其高效率和高可靠性。 ◆12V 系统时恒流效率高达96%，24V 系统效率高达98%；
◆ 可四时段调光（即第一、二、三时段、天亮前开灯），调光时间自由设置； ◆ 可自由调光的功率范围：10%-90%； ◆ 可同时兼容12V 系统与24V 系统； ◆ 延时开灯时间可调；
TPM-50SM 55 17.5±0.5 3.14±0.2
734*651*40 ≈5.4 50 17.5±0.5 2.86±0.2 ≈5.4 TSM-40M
40 17.5±0.5 2.28±0.2 635*535*40 ≈3.8
TPM-20SM 30 17.5±0.5 1.71±0.2
594*343*28 ≈2.1 20 17.5±0.5 1.14±0.2 ≈2.1 TPM-10M 10
17.5±0.5
0.57±0.2
289*343*28
≈1.5
◆具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护；
◆自主研制的散热器，散热性能优越，美观、实用。
详细参数：表6
总额定充电电流10A 20A
总额定负载电流300MA-1.8A(可调) 300MA-2.7A(可调) 额定负载电压范围蓄电池电压～55V（自动）蓄电池电压～60V（自动）LED恒流效率≥92.8%(典型94.5%)24V系统可95.3%
系统电压□12V；□24V/12V AUTO；
过载、短路保护1.25倍额定电流60秒.1.5倍额定电流5秒时过载保护动作.≥3倍额定电流短路保护动作
空载损耗正常模式≤7 mA，省电模式≤3.5 mA
充电回路压降不大于0.26V
放电回路压降不大于0.15V
超压保护17V，×2/24V；
工作温度工业级：-35℃至+55℃(后缀I)；
提升充电电压14.6V；×2/24V； (维持时间：55min)（仅当出现过放电时调用）直充充电电压14.1V; ×2/24V； (维持时间：55min)
浮充13.6V; ×2/24V；(维持时间：直至降到充电返回电压动作) 充电返回电压13.2v；×2/24V；
温度补偿-4.5mv/℃/2V（提升、直充、浮充、充电返回电压补偿）
欠压电压12.0V；×2/24V；
过放电压11.1V-放电率补偿修正的初始过放电压（空载电压）；×2/24V；
过放返回电压12.6V；×2/24V；
控制方式充电为PWM脉宽调制
9.4保护功能：
1. 采用进口三防漆，防水、防潮、防腐蚀。
2. 蓄电池反接保护：蓄电池反接后系统不工作，不会烧坏控制器。
3. LED 负载短路保护，LED 负载短路后，控制器停止输出，不会损坏控制器；等短路解除后，控制器立即恢复输出。
4. LED 开路保护，负载正常工作后，断开 LED 负载，控制器控制最高输出电压，保护控制器不受损坏，等 LED 负载再次接上时，控制器恢复输出。
5. 电池板反接保护：电池板反接后不损坏系统。
6. 夜间防反充保护：晚上防止蓄电池通过电池板放电。
7. TVS 防雷保护。
9.5 工作模式：表7
数码管对应功能
（十位）对应参数表
（个位）
计算公式
（个位×）
十位个位
00～18 全功率工作时间全功率时间对应(0-18)个小时×1h
2 0～9 第二时段工作时间第二时段工作时间从（0-9）个小时×1h
3 0～9 第三时段工作时间第三时段工作时间从（0-9）个小时×1h
4 1～9 LED并联数对应从1-9并（每串300MA计算）×300MA
5 0～9 第二时段功率比对应全功率电流比的：10%-90% ×10%
6 0～9 第三时段功率比对应全功率电流比的：10%-90% ×10%
7 0～9 开灯延时时间响应从0-27分钟，每跳一位为3分钟×3min
8 0～8 天亮前开灯时间自动判断离天亮前几小时开灯×0.5h
9.6 LED负载连接：
控制器为12V/24V 电压自动识别，连接LED 负载时，请确认正确串联数目的LED 灯，接线图如下: 图6
型号串联数N 并联数K 太阳能板输入功率负载输出功率HCTS-L-10-12V 5≤N≤18 1≤K≤9 ≤170W ≤120W HCTS-L-10-24V 9≤N≤18 1≤K≤9 ≤340W ≤120W HCTS-L-20-12V 5≤N≤18 4≤K≤12 ≤340W ≤180W HCTS-L-20-24V 9≤N≤18 4≤K≤12 ≤680W ≤180W
10、LED路灯灯头选型：表8：
图示尺寸功率LED 色温 K 材质光效工作电
压AC/V
防护
等级
产品尺寸: 690 x 331 x125mm
净重; 11.2Kg
包材尺寸: 810x 450 x 210mm 56W
晶元
CREE
5500-6
000K
AL+PC
＞
85LM/W
100-24
IP65
产品尺寸: 917x 331x125mm 净重; 15Kg
包材尺寸: 1026x 450x 210mm 120W
晶元
CREE
5500-6
000K
AL+PC
＞
85LM/W
100-24
IP65
11、蓄电池配置说明：
11.1 蓄电池的选择
a) 应当优先选用储能用铅酸蓄电池和其他适合风光互补发电使用的新型蓄电池；
b) 蓄电池组的串联电压必须与风力发电机组的输出电压相匹配，同时也必须与太阳能电池组件输出电压相一致；
c) 蓄电池的容量是由日最低耗电量，设定的连续阴天的天数，最长无风期的天数和蓄电池的技术性能，如自放电率、充放电效率和放电深度等因素共同确定的。
11.2 蓄电池的计算
现以系统设计目标为40W/24V 的负载举例说明计算。假定负载满负荷工作的情况下，按每天使用8 小时计算，要求蓄电池在满充后至少可以持续提供负载3 天的电力，现有的蓄电池标称功率均以
Ah 来计。设：x 为负载功率值，y 为蓄电池容量值，50％是VRLA 的最佳放电深度，
0.85 是回路损耗率：
xW×8h×3d＝24V×（yAh×50％）×0.85 x/y＝12×0.85/24
根据系统是默认40W/24V 的负载，y ＝94，选用2 块12V/100Ah 蓄电池串联即足够满足要求。
12、灯杆配置及说明
灯杆配置主要是指灯杆的强度及高度设计，以及灯杆上太阳能电池组件，灯源的安装高度的确定。我公司灯杆的强度设计符合《城市道路照明工程施工及验收规范》、《小型风力发电机技术条件》里对灯杆，风力机组塔管的要求，并且与风力机组的自振频率相差很大，可以抗12 级台风。灯杆的高度应根据安装地点的地理环境来决定，保证风力机组的使用不受影响。太阳能电池组件的安装一般以不与风力机组的风叶相干涉为准，同时要注意保证太阳能电池组件不被灯杆遮挡。灯源的安装高度根据设计要求的照度确定。
13、控制/逆变器主要特点及技术参数
1）控制/逆变器主要特点：
SN-500 型控制/逆变器风光互补输入，经过整流给蓄电池充电，输出波形为改善方波。
适合于无电地区家庭用电，可带如冰柜120L 以下、白炽灯泡、节能灯、电视、卫星电视天线接收机、音响、风扇、及电热毯等。具有短路保护、过载保护、欠压保护、过压保护、防反接保护、过载热保护。
2）控制/逆变器技术参数：
表9
序号技术指标逆变器 SN500
1 输入电压（直流）24V
2 输出电压（交流）220V±5%
3 输出波型改善方波
4 频率50HZ±5%
5 最大输出功率300W
6 效率≥80%
7 噪声≤65dB（A）
8
静态电流不大于额定电流的3%
9
带载能力输入电压与输出功率为额定值，环境温度为 25℃时，逆变器连续可靠工作。
10 输入电压为额定值，输出功率为额定值的 125%时，逆变器安全工作时间应不低于 1min。
11 输入电压为额定值，输出功率为额定值的 200%时，逆变器安全工作时间应不低于 5 秒。
12
欠压保护输入电压低于90%标称值10.8V 时，应能自动关机及保护蓄电池。
13 过压泄荷输入电压高于28.2V 时，开始泄荷，保护蓄电池，多余的电能旁路。
14 过压保护输入电压高于29.8V 时，逆变器自动关机。
15 过电流保护工作电流超过额定值50%达10 秒以上时，应能自动保护。
16 短路保护逆变器输出短路时，逆变器自动关机。
17 极性反接保护输入直流极性接反时应能自动保护。
18 防雷电保护逆变器设备应具有一定的防雷电保护功能
19
输入端抗高电压
冲击能力
输入电压≤100V 不损坏
20
输出端抗外电压
冲击能力
与交流220V 电源并联不损坏
注:
1. 行业标准JB/T7143.1-93。
2. 序列号14、15、16 是企业标准增加项目，行业标准无具体要求。
3. 企业标准中效率高于行业标准5%。
第四章风光互补路灯系统优点及技术优势
14、风光互补路灯系统的优点：
14..1 经济效益好由于路灯必须用埋地电缆供电，所以在离电源点超过三公里的公路，路灯的供电线路的建设成本很高，随着公里的延伸，还需要设升压系统，所以，在远郊的公路，路灯的供电线路成本高，线路上消耗的电能也多。而风光互补路灯系统利用自然风力和光源，不需要输电线路，不消耗电能，无需架线，无需专人控制和管理，产品使用寿命长达20 年，安装成本低，维修方便，有明显的经济效益。
14.2 可作为普及新能源知识的好教材目前，非常需要对民众进行环保和新能源知识的普及教育，风光互补路灯系统符合绿色环保要求，无污染、无辐射，保护生态环境，能最直接的向从们展示风能和太阳能这种清洁的自然能源的应用前景。
14.3 安全性好采用风能、太阳能经转换发出的低压直流电给蓄电池充电，是最安全的电源。
14.4 科技含量高
产品的核心装置是控制器，设置的自控、时控开关装置可根据一天24 小时内的天空亮度和人们在各种环境中的需要自动控制路灯开启，关闭时间；
14.5 造型优美，可作为道路景观风车在中国传统文化中是带来好运的吉祥物，佛教信奉的是轮回，所以风车是吉祥的信物，是招财和带来好运的的象征，造型优美的风光互补路灯沿公路或楼盘主干道上迎风飞舞，整齐排列，展现一派壮观和生机勃勃的景象，成为道路的一道亮丽的风景线。
14.6 风光互补路灯系统的技术优势风光互补路灯系统的技术优势在于利用了太阳能和风能在时间上和地域上的互补性,互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。风光互补路灯系统还可以根据用户的用电负荷情况和资源案件进行系统容量的合理配
置，既可保证系统供电的可靠性，又可降低路灯系统的造价。风光互补路灯系统可依据使用地的环境资源做出最优化的系统设计方案来满足用户的要求。因此，风光互补路灯系统可以说是最合理的独立电源系统。这种合理性既表现在资源配置上，又体现在技术方案和性能价格上，正是这种合理性保证了风光互补路灯系统的可靠性。从而为它的应用奠定了坚实的基础。
第五章系统安装
15、系统安装说明：
15.1 安装前须知事项
1）安装工作应在晴朗无风的天气下进行。
2）台风等极端恶劣天气来临之前，请手动将风力机的引线从控制器接线端子上取下，并将其短路，使风力发电机的风轮处于制动状态。台风或雷雨结束后，请手动将风力机引线重新与控制器上相应的接线端子相连，使系统恢复正常工作。
3）检修或拆卸风光互补路灯前，请手动将风力机的引线从控制器接线端子上取下，并将其短路，使风力发电机的风轮处于制动状态。风机在运行状态下切勿靠近风轮，以免事故发生。
4）风光互补路灯系统的安装及检修请在专业人员的指导下进行，或与经销商联系。
5）请勿使用过细或质量不佳的电缆，尽量使用原配电缆。以免引起漏电或火灾。
6）非专业人员请勿打开控制器及逆变器机壳。
7）请勿将控制器、逆变器及蓄电池放置在潮湿、雨淋、震动、腐蚀及强烈电磁干扰的环境中，也不能放置在阳光直射、靠近暖炉等热源的地方。
8）为保证风光互补的使用效果以及蓄电池使用寿命，请联系经销商或自行选配适宜的蓄电池。
15.2 安装准备
15.1 检查工作
根据设备清单及配件清单来检查包装箱内的部件及配件、说明书等是否齐全,以确保组装正常进行：
1）风光互补路灯系统设备清单检查设备是否齐全
2）风光互补路灯系统配件清单按配件清单检查是否齐全15.2 准备工具：
— 5－6 根木头或金属桩
— 6 磅铁锤
— 30m 卷尺用于勘测地基或测量设备
— 长1m 直径3cm 的固体金属棒或管子
— 铁铲或者其挖土工具
— 成套盒装扳手
— 30cm 活扳手
— 套筒扳手
— 黄腊管、绝缘胶带
— 万用表
— 螺丝刀
— 线钳
— 导线若干
15.3 安装操作流程
安装流程图如下：
图5: 安装流程图：
图7
简要说明：
地质勘察：风光互补路灯系统应根据 2.2.5《对环境和资源的要求》进行地质勘察选择合适的安装地址。
地基：地基基础坑开挖尺寸应符合设计规定，基础混凝土强度等级不应低于 C20，基础内电缆护管从基础中心穿出并应超出基础平面 30～50mm.浇制钢筋混凝土基础前必须排除坑内积水。
灯杆穿线等：将风力发电机组，太阳能电池组件，灯源引线在灯杆相应位置引出。组装风力发电机组：参照《FD 系列小型风力发电机组使用说明书》中整机的安装。安装太阳能电池组件：按设计高度将组件支架固定在灯杆上，注意角度应与设计要求一致。将太阳
能电池组件与组件支架固定好。确定无误后，将太阳能电池板遮挡，将组件引线与太阳能电池组件接线盒相连接，注意正负极性。
安装灯源：将路灯（灯罩、灯源成套后）与灯杆固定好。竖起灯杆：参照《FD 系列小型风力发电机组使用说明书》中竖起塔架。电气连接，调试，运行。
16、安装要求：
16.1 风力发电机组的安装：见《FD 系列小型风力发电机组使用说明书》
16.2 太阳能电池组件的安装：：如何选取太阳能电池的方位角与倾斜角是组件安装的主要问题。
1）方位角太阳能电池组件的方位角是指组件的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。一般情况下，组件朝向正南（即组件垂直面与正南的夹角为0°）时，组件发电量是最大的。在偏离正南（北半球）30°度时，组件的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，组件的发电量将减少约 20％～30％。
2）倾斜角太阳能电池组件的倾斜角是指组件平面与水平地面的夹角，太阳能电池组件的安装角度应按照全国主要城市的年平均日照时间及最佳安装倾角表安装，参照下表
图 8:
16.3 控制器、蓄电池安装要求：
1）控制器、蓄电池安装应符合相应电器设备安装规范和遵守生产企业制定的操作规程。2）控制器、蓄电池宜安装在同一个配电柜中，安放在室内人员不易接触且通风良好的地方。应有防止儿童误入或手伸入柜中的措施。
3）在有人居住的房间使用配电柜，宜使用密封式蓄电池。
16.4 连接要求
1）系统内各部件之间电路的连接应是固定式可靠连接，部件之间不允许使用插头、插座方式互联》
2）系统输出端与外电路的连接应当是固定连接，或者系统输出端使用插座。
3）不应使用双向插头连接系统输出端与用户的外电路。
4）对于系统以外的永久性电路的安装，所有可能由于暴露而受损的导线都应用导线管保护。
16.5 电路连接规程
1）风光互补发电系统各部件安装完毕，外电路施工完工后，应按下列顺序安全可靠地进行系统部件连接和系统与外电路的连接。
2）蓄电池与蓄电池连接。
太阳能风光互补LED路灯基本设计方案
太阳能风光互补LED路灯基本设计方案 一．风光互补LED路灯设计案例分析 1．1设计依据 《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006 《公路工程技术标准》JTG D70-2004 （1）、每套路灯系统配置设计 ★年平均风速3m/s以上地区。 ★年平均风速3m/s以上地区。 ★太阳能资源Ⅱ类及以上可利用地区。 （2）、路灯功能描述： ★亮灯时间及控制： 路灯配置采用一台400LW风力发电机、一组100W太阳能电池板、一套60WLED灯具、2只200AH/12 V铅酸阀控蓄电池，组成一支独立的风光互补路灯照明系统。可保证每天可靠亮灯8～10小时。 ★可靠性：系统在连续没有风和太阳能补充能量的情况下能正常供电3～5天。 ★光控亮灯、时空关灯；全功率、半功率全自动控制。 ★结构：灯杆总高10米；灯高8米；采用双边交叉布灯，灯杆间距25米。 ★蓄电池采用埋地处理，提高电池性能寿命及提高防盗窃作用。 （3）、配置清单
附件电缆等2、工程设计方案 （1）、风光互补路灯电路设计方案 系统电路原理图： 系统性能特点： l、智能充、放电控制，可相对延长蓄电池的使用寿命； 2、工作模式：24小时定时模式； 3、负载开路及短路保护，并具有自动恢复功能；
4、采用专用芯片对LED灯进行恒功率、启动控制，具有过流、过电压保护，灯泡开路、短路保护； 5、防频闪双频工作模式，灯温补偿； 6、采用工业级芯片低功耗设计，可在高温、寒冷、潮湿的环境下可靠工作； 7、使用、维护简单方便，全自动控制。 （2）、路灯杆的设计方案 风力发电机和太阳能电池是风光互补路灯的标志性组合，要保证风力发电机和太阳能电池能平稳、安全的运行，同时也配合路灯灯杆的多样化造型，我们将风光互补路灯灯杆设计为自立式路灯灯杆。风力发电机位于灯杆的顶端，太阳能电池板位于灯杆的中部，详见下图： 灯高8米
风光互补式LED路灯设计方案
风光互补式LED路灯设计方案 设计者：黄钜海 (浙江科技学院建筑工程学院，杭州，310023) 一、设计概述 风光互补式LED路灯功能特点： 1、风光一体，互补性强，稳定性高 2、适用范围广泛、适应性强、实用性强 3、一次性投入、持续性产出、使用寿命长 4、对环境不产生任何污染、绝对绿色环保 5、性能稳定，故障率低
为保证风力发电机和太阳能电池能平稳、安全的运行，同时也配合路灯灯杆的多样化造型，我们将风光互补路灯灯杆设计为自立式路灯灯杆。风力发电机位于灯杆的顶端，太阳能电池板位于灯杆的中上部，详见上图。 具体配置方案如下： 灯杆高度：10米，灯具离地8米，灯杆间距25米 灯杆材质：Q235优质钢结构标准灯杆（热镀锌/喷塑） 太阳能光伏组件：100W 风力发电机：额定功率300W 启动风速1.5m/s,额定风速10m/s 光源：60WLED灯 蓄电池：地埋式磷酸铁锂电池100AH 控制系统：智能升压型，微电脑智能控制、防过充、过放、防潮、输出短路保护及光控+时控自动开、关灯。 工作时间：10小时/天，前5小时全亮，后5小时半功率亮；阴雨天连续工作3-7天工作温度：-20℃~+45℃ 相对湿度：20%--90%。
二、详细说明 2.1风力发电机 风机是风光互补路灯的标志性产品，风机的选择最关键的是要风机的运行平稳。 灯杆是无拉索塔，最担心因风机运行时的振动引起灯罩和太阳能支架的固定件松脱。 选择风机的另一个主要因素就是风机的造型要美观，重量要轻，减小塔杆的负荷。 这里选用嘉顿雄GARDENSON 牌GARDENSON-200W/300W型风机 技术参数：300W 起动风速：1.5（m/s）额定风速：12（m/s） 切入风速：2.5m/s 额定电压：24V 额定功率：300W 最大功率：400W 风叶直径: 0.3 m 风叶数量: 6（pcs） 整机重量: 10kg 大风保护：泄荷及电磁制动工作温度: -20℃至40℃ 海拔高度：≤4500m（额定工况海拔高度为1000m）最大风速：≤35m/s 电机选用60W国际先进的永磁式发电机，动平衡好、切割磁力线佳效率高，低 速性能好，2级风就能发电。在永磁发电机的前端与风叶结合部之间，设自动衡速保 护装置，该装置在遇到超强风时利用自身的离心力，自动对风机进行衡速，有效的 保护风机、电气设备不受超强风损害。 2.2太阳能电池 一般认为单晶硅太阳能电池具有光电转换效率高的特点，故采用单晶硅电池。 电池安置于路灯的上方一侧位置，并根据纬度的不同调整一定的倾角。也可根据需 要设置太阳跟踪装置。 太阳能电池组件主要技术参数 型式※单晶硅 冰雹抗载能力2400pa 接线盒类型C型;接插件 接线盒防护等级IP65 组件效率≥14% 使用温度范围-40℃—85℃ 最大系统耐压1000V DC 开路电压43.4
风光互补LED路灯控制器的设计
^ 风光互补LED路灯控制器的设计 摘要 本文主要首先介绍了产生新能源的必要性及风能和太阳能快速发展的背景。其次介绍了什么是风光互补及风光互补的技术原理、技术结构及技术优势和风光互补系统的组成、风光互补路灯的优势。然后介绍了什么是风光互补控制器，风光互补控制器的特点，风光互补控制器的工作原理及风光互补路灯控制器的结构图和电路原理图。 关键词：控制器，工作原理，路灯，风能，太阳能
目录 1、绪论 (1) 2、风光互补的概述 (1) 、风光互补的技术原理 (2) 、风光互补的技术构成 (2) 、风光互补的技术优势 (2) 、风光互补的典型案例 (3) 3、风光互补系统 (3) 、风光互补系统的组成 (3) 、风光互补路灯的优势 (3) 4、风光互补控制器 (5) 、风光互补控制器的概述 (5) 、风光互补控制器的特点及功能 (5) 、风光互补路灯控制器的结构图 (6) 、风光互补控制器的原理图 (7) 、风光互补控制器的工作原理 (7) 总结 (11) 致谢 (12) 参考文献 (13)
1、绪论 随着世界人口的持续增长和经济的不断发展，对于能源的需求日益增加，目前的能源消费结构中，煤炭、石油和天然气等化石燃料虽然仍占有很重要的地位，但是化石燃料的燃烧造成环境污染，致使全球气候变暖、冰山融化、海平面上升等自然灾害频繁发生和能源危机日益临近，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中，风能、太阳能等洁净能源备受关注。 太阳能、风能作为未来的能源是一种非常理想的清洁能源。近年来由于人们对能源、环境问题的日益关注，太阳能、风能的应用与普及越来越受到人们的重视。若能合理地利用太阳能、风能将会为人类提供充足的能源。对太阳能、风能技术而言，照明应用并非是其最主要的应用领域，也不是最能体现应用优势的领域，但就其作为能源的表现形式来说，太阳能、风能在照明领域的互补应用最直观。而在当前技术水平下，太阳能、风能技术作为能源的高成本、低效率是不容回避的问题，特别是在单体照明应用中，如不与LED技术相结合，按照常规设计太阳能、风能照明系统，往往要面对系统变换效率低及经济效益不佳等问题。LED因具有低能耗、直流工作等优势，成为配合风光互补路灯照明光源的理想产品。就目前技术和政策而言，在我国最有希望快速普及应用太阳能、风能发电技术的领域，应是风光互补LED路灯照明工程。LED是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件，属于固态光源。在通用照明领域，LED照明灯具有体积小、重量轻、方向性好、节能、寿命长、容易控制、耐受各种恶劣环境条件等优点，是典型的绿色照明光源。尤其随着大功率白光LED的研发成功，使它在照明领域应用更加广泛。LED 作为新型固态绿色光源与风光互补发电技术结合应用于路灯领域，是可再生能源与高新固态绿色光源的结合，与其他电能变换技术和照明技术相比更加符合产业政策及推广应用的市场。 2、风光互补的概述 风光互补，是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。其中，风光互补发电站是针对通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区、无电户地区及海岛，在远离大电网，处于无电状态、人烟稀少，用电负荷低且交通不便的情况下，利用本地区充裕的风能、太阳能建设的一种经济
风光互补路灯完全版
风光互补太阳能路灯 设 计 方 案 设计单位：乌鲁木齐旭日阳光太阳能 工程有限公司 设计时间：二0一一年三月二十日 设计人员：姜广建电话：
风光互补路灯设计方案 现场效果图
一、自然资源状况 在跨入21世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题。而能源问题将更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温室效应都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能和风能等清洁能源以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源。 1.1化石能源带来的问题 (1)能源短缺：由于常规能源的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需要。从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。因此，如不尽早设法解决化石能源的替代能源，人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面。 (2)环境污染：当前，由于燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；局部地区形成酸雨，严重污染水土。这
些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。 (3)温室效应：化石能源的利用不仅造成环境污染，同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，引起全球气候变化。这一问题已提到全球的议事日程，其影响甚至已超过了对环境的污染，有关国际组织已召开多次会议，限制各国CO2等温室气体的排放量。 1.2 太阳能资源及其开发利用特点 (1)储量的“无限性” ：太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量大约是1.6×1023kW，其中到达地球的能量高达8×1013kW，相当于6×109t标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×1013千亿t，是目前世界主要能源探明储量的一万倍。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。 (2)存在的普遍性：虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。 (3)利用的清洁性：太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其
风光互补路灯设计计算
风光互补路灯设计 一、技术要求及涉及因素： 问题一：所要架设路灯的路级标准（单道或双道、路长、路宽、照明亮度要求）。 问题二：所要架设路灯的地理位置（常年日光照射情况及日平均风速）。 问题三：路灯日使用情况（每日使用时间，采用节能的双开或三开），遇到阴雨天，系统可提供备用电力应用天数。 问题四：系统负载功率多大？输出电压和电流是直流还是交流？ 问题五：系统负载情况，是电阻性、电容性、还是电感性？启动电流需要多大？ 根据问题一，确定合理的路灯布置方式，包括单路灯照明范围和路灯间距，同时还可以确定路灯的最低照明标准瓦数。力求作到在照明达到理想要求的情况下少架设路 灯，以降低路灯照明系统成本。（需设计最少三套方案，进行成本比较）根据问题二，通过对所设路灯地理位置的年光照量和年风能储量考查，包括日均日照时间和日均风速，确定太阳能发电系统和风力发电系统的发电功率的分占百分比。 根据问题三，根据路灯日使用情况和路灯系统电能备用天数，确定蓄电池容量及风光发电系统的功率选择。 根据问题四及问题五：根据所需负载情况，确定风光发电系统附边设备的选型。 以上工作都作好后，根据风光发电系统的重量，进行灯杆的承重能力及抗几能力设计。 二、设计实例： 下面以河北省二级路增加设计速度60km／h一档后，路基宽为10.0m，路长为2km，每天工作时间为10小时，备用时间为5天为例，进行风光路灯设计。 （一）、河北省≥3 m／s的风速全年累积为4000～5000h，≥6m／s风速全年累积为3000h以上。年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2，相当于日辐射量4.5-5.1KWh/m2。 得出结论，河北省是一个风能和太阳能储量很高的省份，即适合风力发电，又适合太阳能发电，因此将太阳能发电和风力发电得到的电能定为各50%。 采用截光型灯具，灯具支架长1.5米，实际照明有效宽度为8.5米，设计灯架高为10米，灯具距地面直线距离为9米，各路灯间距为25米，所需路灯总数为2000/25=80。采用单支75瓦LED路灯，24V系统，其平均亮度和亮度平均度、平均照度和照度平均度均高于标准要求。 （二）、太阳能发电系统设计 采用自带恒流、恒压、调功一体控制器降低系统功耗、降低组件成本。 （实际降低系统总损耗20％左右，以下以15％计算） 1、LED灯，单路、75W，24V系统。 2、当地日均有效光照以5h计算，采用追日系统可提高至6h。 3、每日放电时间10小时，（以晚7点－晨5点为例）通过控制器夜间 分时段调节LED灯的功率，降低总功耗，实际按每日放电7小时计算。 （例一：晚7点至11点100％功率，11点至凌晨5点为50％功率。合计：7h） （例二：7：00－10：30为100％，10：30－4：30为50％，4：30－5：00为100％）4、满足连续阴雨天4天（另加阴雨前一夜的用电，计5天）。 逆变后实际输出功率为原功率90%，故所需发电功率为83W。 电流＝83W÷24V
风光互补路灯发电量计算及材料说明
太阳能板发电量： 根据北京是太阳能3类利用区，1KW太阳能电池可转得到4500MJ/Year,则150W太阳能电池可转换得到电量为： Q1 = 4500/365/3.6*0.8 = 0.411KWH 根据气象台统计的北京风能状况，每年风速高于3米/秒的时间超过3500小时，则平均一天风速高于3米/秒的时间超过9小时，全部以低估为3米/秒的风速情况来计算（风力发电机在3米/秒时功率为70W）。则一台风力发电机平均每天的发电量为： Q2 = 70*9*0.8 = 489WH = 0.504KWH 风光路灯配置的日均总发电量高于 0.9KWH . 可将方案中相应部分改成以上内容。下面是参考资料 他们要是有对风的时间分布不均匀的情况有异议，可向他们说明。这是风光互补系统，夏天太阳强发电量远高于计算值，冬天风强风机发电量也远高于计算值，并且我们的计算值都是取低值，考虑了安全系数。 路灯灯杆： 1、灯杆尺寸：选用8米高锥杆，锥杆底部直径180mm、锥杆顶部直径90mm。 2、灯杆内外采用热镀锌防腐蚀处理，防腐蚀年限≥ 30年，镀层厚度> 85um。杆表面再 进行彩色喷塑处理，涂层附着牢固，表面光滑。 3、灯杆焊接按照国标GB-50205《钢结构工程施工及验收规范》，焊接质量严格按照 GBJ205-83规程进行，无漏焊、断焊、咬边等缺陷。 灯罩：
高反光率低压纳灯专用灯罩。 低压钠灯及电子整流器： 1、低压钠灯采用菲利普SOX18WBY22D低压钠灯，其发光波长为589.0nm和589.6nm 的单色光，这两条黄色谱线的位置靠近人眼最灵敏的波长555 .0nm 。既具有高发光效率，又在人眼中不产生色差，因此视见分辨率高，对比度好，适用于道路等高能见度和显色性要求不高的地方。低压纳灯还具有不眩目，不会产生因环境气体的蚀化作用而引起灯具光学系统过早损坏的现象。 2、菲利普SOX18WBY22D低压钠灯工作寿命长达10000小时。发光效率可达200 lm /W 是电光源中光效最高的一种光源。 3、电子整流器为BESN铂胜低压钠灯电子镇流器，体积小，重量轻，自身损耗小（3%）， 高功率因数99%，恒功率输出，高频点燃，无频闪，提高发光效率10%，延长灯管寿命 2.5倍。 风力发电机控制器 SW24400风/光互补控制器，采用微处理器和PWM脉宽调制充电方式，高效率地实现风能和太阳能对蓄电池的充电，同时，SW12400具备了完善的电池电压监控、控制器温度监控、手动停风机和充电指示等功能。 主要技术指标 路灯及太阳能控制器 本控制器采用两种工作模式：纯光控模式和光控+ 定时模式。两种模式的设定和控制通过路灯控制器的拨码来实现。具有对太阳能电池板和蓄电池提供多种保护，使系统更可靠的长久工作。
风光互补路灯设计计算
风光互补路灯设计计算 风光互补路灯设计 一、技术要求及涉及因素: 问题一:所要架设路灯的路级标准(单道或双道、路长、路宽、照明亮度要求)。 问题二:所要架设路灯的地理位置(常年日光照射情况及日平均风速)。 问题三:路灯日使用情况(每日使用时间，采用节能的双开或三开)，遇到阴雨天，系 统可提供备用电力应用天数。 问题四:系统负载功率多大,输出电压和电流是直流还是交流, 问题五:系统负载情况，是电阻性、电容性、还是电感性,启动电流需要多大, 根据问题一，确定合理的路灯布置方式，包括单路灯照明范围和路灯间距，同时还可以 确定路灯的最低照明标准瓦数。力求作到在照明达到理想要求的情况下少架设路 灯，以降低路灯照明系统成本。(需设计最少三套方案，进行成本比较) 根据问题二，通过对所设路灯地理位置的年光照量和年风能储量考查，包括日均日照时 间和日均风速，确定太阳能发电系统和风力发电系统的发电功率的分占百分比。 根据问题三，根据路灯日使用情况和路灯系统电能备用天数，确定蓄电池容量及风光发 电系统的功率选择。
根据问题四及问题五:根据所需负载情况，确定风光发电系统附边设备的选型。 以上工作都作好后，根据风光发电系统的重量，进行灯杆的承重能力及抗几能力设计。 二、设计实例: 下面以河北省二级路增加设计速度60km,h一档后，路基宽为10.0m，路长为2km，每天工作时间为10小时，备用时间为5 天为例，进行风光路灯设计。 (一)、河北省?3 m,s的风速全年累积为 4000,5000h， ?6m,s风速全年累积为 3000h以上。年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2，相当于日辐射量4.5- 5.1KWh/m2。 得出结论，河北省是一个风能和太阳能储量很高的省份，即适合风力发电，又适合 太阳能发电，因此将太阳能发电和风力发电得到的电能定为各50%。 采用截光型灯具，灯具支架长1.5米，实际照明有效宽度为8.5米，设计灯架高为10米，灯具距地面直线距离为9米，各路灯间距为25米，所需路灯总数为 2000/25=80。采用单支75瓦LED路灯，24V系统，其平均亮度和亮度平均度、平 均照度和照度平均度均高于标准要求。 (二)、太阳能发电系统设计 采用自带恒流、恒压、调功一体控制器降低系统功耗、降低组件成本。 (实际降低系统总损耗20,左右，以下以15,计算) 1、 LED灯，单路、75W，24V系统。
风光互补太阳能路灯设计原理
风光互补太阳能路灯设计原理 【返回】路灯，作为便民工程，也是耗电大户。在能源紧张的今天，风光互补路灯解决了这一难题，但风电互补路灯原理并不为人所知。其实风电互补路灯原理在国外早已普及，了解风电互补路灯原理才能更好的在国内将此项技术进行推广。 风光互补发电系统是一种风能和光能转化为电能的装置，风光互补路灯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。
风光互补型路灯结构由太阳能电池组件、风机、太阳能大功率LED、LPS灯具、光伏控制系统、风机控制系统、太阳能专用免维护蓄电池等部件组成，还包括太阳能电池组件支架、风机附件，灯杆，预埋件，蓄电池地埋箱等配件。 1 、风力发电机 风力发电机是将自然的风转换成电能的设施，将电能送到蓄电池中存储起来，它和太阳能电池板配合共同为路灯提供能源。根据光源的功率不同，使用的风力发电机的功率也不同，一般有200W、300W、400W、600W等。输出的电压也有12V、24V、36V等若干种。 2、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力转换为电能,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。在太阳光充足日照好的东西部地区 ,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
风光互补路灯的设计__毕业设计
目录 摘要： (1) 一风光互补路灯概述 (2) （一）风光互补发电概述 (2) （二）风光互补路灯 (3) 1 风光互补路灯的组成及各部件的作用 (3) 2 风光互补路灯的特点 (4) 3 风光互补路灯的发展前景 (6) 4风光互补路灯的应用场景 (6) 二风光互补路灯的设计 (7) （一）风光互补路灯设计方案 (7) （二）风光互补路灯设计参数 (7) 1技术参数 (8) 2路灯设计 (8) 3安装要求 (9) 4注意事项 (11) 参考文献 (11) 致谢 (12)
风光互补路灯的设计 摘要：能源是人类社会存在与发展的物质基础。在过去的200多年中，建立在煤炭、石油和天然气等化石燃料基础上的能源体系极大地推动了人类社会的发展。与此同时，地球50万年历史积累下来有限的化石能源正在以惊人的速度被消耗。据有关资料显示，以目前全世界对能源的需求量和增长速度来看，地球上已探明的石油储备可维持40余年，天然气60余年，煤炭200余年。人们在物质生活和精神生活不断提高的同时，也越来越感觉到大规模使用化石燃料所带来的严重后果：资源日益枯竭，环境不断恶化，还诱发了不少国与国、地区之间的政治经济纠纷，甚至战争和冲突。因此人类必须寻求一种新的、清洁、安全、可靠的可持续能源系统。 在众多可再生能源中，风能和太阳能由于碳的零排放，是21世纪最被看好的可再生能源。风能、太阳能虽然有取之不尽、用之不竭，就地可取、无需运输，无环境污染等优点，但无论是风能发电系统还是光伏发电系统，都受到自然资源的制约；不仅在地域上差别迥异，而且随时间变化具有很强的随机性。根据风光的互补性，使用风光互不系统可以很好的解决发电系统的供电问题，实现连续、稳定的供电。 关键词：发电系统、控制系统、储存系统、照明系统
风光互补路灯整体改造方案
XX市城市道路照明节电改造建议方案 一.能源现状及以往路灯节能控制状况： 无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，中国的常规能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%。图1给出了世界和中国主要常规能源储量预测。 图1 世界和中国主要常规能源储量预测 从长远来看，可再生能源将是未来人类主要的能源来源，因此世界上多数发达国家和部分发展中国家都十分重视可再生能源在未来能源供应的重要作用。在新的可再生能源中，光伏发电和风力发电是发展最快的，也是各国竞相发展的重点。 随着XX市城市建设规模的不断发展，对于城市道路照明的要求越来越高，各种照明灯具的数量巨大，随之而来的是电费的日益高涨和电力能源的日趋紧张。从80年代末开始，照明节电技术研究就受到有关政府部门和厂商的高度重视。XX的路灯70％以上使用的都是高压钠灯，其设计寿命为24000小时(5年)。但是由于城市电网技术落后，造成线路的电压波动大致使电网中存留许多杂波，严重影响路灯灯泡的实际使用寿命。以
下是以往城市路灯控制方式及存在问题： （1）半夜灯隔盏亮控制方案 这种控制方式，采用特殊布线实现，但由于电力供应是三相线，而要实现 1/2 的功率控制，因此无论如何，都将导致电力变压器的三相严重不平衡。主要危害有：变压器寿命缩短，选型困难；功率总不能平衡，威胁电网安全；全半夜以及后半夜不平衡，导致灯具电压过高，灯具烧毁严重。 （2）传统电磁按时段换档控制方案 目前，市场上大部分照明节能产品，都采用传统电磁接触器换档技术，这种产品的主要缺点是： a)灯具寿命缩短。中途换档，由于接触器电流的切断，导致闪断故障 电力供应，冲击灯具，容易灭灯，烧灯，在节电率高的档位切换时，灭灯、烧灯，严重，线路末端过低，灯点燃困难。 b)容易烧毁。由于违背电磁基本原理，切换时，冲击电网，过压击穿 变压器绝缘，接触器触点啦弧，烧接触器，变压器燃烧。 c)浪费能源，耗用大量我国稀有的电解铜和矽钢。 （3）传统电磁固定降压控制方案 新的Hid 灯在额定电压下容易点燃，但一个或几个月后在低于额定电压以下时，点燃越来越困难。 电磁固定降压的缺点是：灯具的寿命大大缩短；由于固定降压，不需要高亮度照明的后半夜，由于电网电压升高，灯具反而更亮；灯具电压随电网电压波动而波动，没有稳压功能；由于耗用大量铜材和矽钢，被盗和破坏严重。以至于，负责的路灯部门（XX路灯处）坚决拒绝传统电磁
风光互补路灯项目
风光互补路灯项目 内蒙古自治区科技计划项目建议书 行) (试 项目名称: 推荐部门: 内蒙古自治区科学技术厅制 二ΟΟ二年七月 1 概况 一、基本信息 风光互补路灯试验示范项目名称 承担单位阿左旗光明工程公司 4?1、信息2自动化3、材料4、能源5、交通电力所属技术领域 6、农业7、畜牧业8、资源9、环保10、生物医药 11、社会公益12、其它 1?1、攻关2、推广3、星火4、火炬5、软科学6、申报项目类别科技合作7、专利实施8、园区基地9、盟市能力 建设等 常规风力发电均由两片或三片风叶构成基本 发电原理，每分钟转速在400至500转左右，其噪 音大、离心力危险性更大。缩短风轮直径、改变受主要研究内容风面扭距、增加顺片数量、降低噪音、提高安全性，(100字以内) 确保市政照明工程大面积应用。
1、根据市场需要，设计出适合市政、乡镇、道路 用的风光互补太阳能路灯。 2、采用缩短直径、增加叶片、改变扭距、降低噪主要技术经济指音、保证安全及输出功率。标(100字以内) 3、解决纯光伏造价高、连续阴天短的不利因素。 4、比较光伏、风能、风光互补三咱配置，在性价 比和资源利用率等方面的优劣与差别。 该项目的技术创新点是解决市政道路亮化工 程中的风光互补问题，重点是研究解决降低风转旋创新点及可能获转过程中，所形成的高分倍噪音和离心力造成叶片得的成果和知识断裂及飞车后叶片伤人事故。 产权知识产权归阿左旗光明工程有限责任公司享 有。 经费概算(万元) 总投资申请拨款 完成年限一年申报日期 2008年 2 一、项目概述 ,一,项目提出的北景、意义及必要性 太阳能路灯做为市政建设的替代型产品～现已形成重点发展和大面积推广的节能环保型灯具～更由于其替代性～节约性和较强的环保性～已成为国家重点提倡和发展的可再生能源应用型产品。但市政与住宅规划都有其秒利的一南～即:街道东西向的阴面、住宅小区的北面～都已成为太阳能路灯、景观灯、草坪灯的死角。而目前已上市的风光互补太阳能路灯～又没有解决小型风力发电机,100W-300W,转速形成的较大噪音和离心力造成的叶片断裂或脱落问题。
太阳能路灯设计说明
贵安新区车田村入村道路工程 徐州市市政设计院1 二、设计范围 1、路灯位置布置。 2、风光路灯互补配置。 3、路灯防雷设计。 4、路灯抗风设计 三、风光互补路灯的配置方案及控制系统 1、路面形式：本次道路照明设计全长约XXXXm ，路宽XXXXm ，两侧绿化带各 宽2.5m ，2侧人行道各宽3m ，车行道宽15m 。 2、自然条件：本地区平均年日照时间 2.84h ，经纬度北纬26.35，东京106.42 3、照明方式：根据贵阳的自然条件及村镇道路对照明上的需求选择太阳能型 路灯，光源选LED ，照明系统每天工作8.5小时。 4、布置方式：本次设计路双侧对称布置于绿化带内，距道路中心线8m ，灯 杆间距25m ，特殊路段可作适当调整，灯杆10m ，灯高8m ，悬挑1.5m ～2m 。 5、灯具：灯具结构均为一体化LED 光源，压铸铝壳及钢化玻璃透光罩，灯罩 防护等级IP ≤65，维护系数0.6。 6、灯杆：采用优质Q235经模压成型，灯杆表面热镀锌处理后表面聚酯粉体 涂装（白色），灯杆壁厚≥4mm 。 7、太阳能电池组件：单晶硅电池组件360W(60X6),铅酸蓄电池100AHx2（24V ）、 路灯输出电压24V ，太阳能电池板为6块串并联，顶3块，下3块。 8、安装角度：太阳能电池板与地平线最佳倾斜角+8度，正南偏西5度，厂 家需根据现场条件复合确定。 9、光源LED 功率消耗：120x1W 系统功耗约140W ，光通量约为10800lm 。 10、风光互补系统控制器：具有过充、过放、电子短路、过载保护、防反接保护、雷电保护、短路保护、显示电池容量、智能化温度补偿，负载开机恢复设置、光控输出设置功能。四、抗风设计 1、太阳能组件：厂家应保证能受当地的风速而不致于损坏，电池组件支架与灯杆的连接，应使用灯杆螺栓固定连接。 2、灯杆和基础：路灯灯杆和基础的抗风设计与电池板的高度、面积、倾角及灯杆结构、当地最大风速有关。由灯杆厂家进行计算和设计，保证最大风速时太阳能路灯的稳定性。五、防雷设计 1、安全电压：本次设计太阳能路灯为DC24V,属安全电压，不做电气保护接地。 2、防雷接地：（1）不可用路灯、太阳能电池板作为接闪器；（2）用金属灯柱兼作接闪器和引下线；（3）路灯基础钢筋笼在-0.50m 以下其钢筋表面积大于0.37m 时，可作为防雷接地体。否则应增加人工接地极，接地电阻≤10Ω，必要时将接地体连接；接地同一般路灯。（4）在路灯控制器内设置TVS （瞬时电压抑制）防雷保护。六、其它 1、说明中与图纸如有不符之处，应以有关施工图为准。 2、所有电气设备应选用国家现行的技术的先进产品，不得采用国家明令淘汰的产品。 3、施工图中所附的路灯立面图仅为参考，具体样式可由建设单位确定，本次
风光互补太阳能路灯的设计(doc 53页)
风光互补太阳能路灯的设计 摘要 随着世界能源危机的加剧，世界各国都从两条道路寻找解决能源危机的办法，即:一条是寻求新能源和可再生能源的利用;另外一条就是寻求新的节能技术，提高能源的利用效率。风能作为一种绿色能源，己经成为一种新兴的能源形式，同时太阳能因诸多优势也得到广泛的应用，但两者每天的发电量受天气的影响很大。由于太阳能与风能互补性强，如何充分发挥两者的优势，构造风光互补的新型能源系统有很好的理论及实际意义。 本文对风光互补发电系统进行了设计，系统采用交流母线结构，可以随意扩容，方便其它设备接入。论文主要对风光互补发电系统结构组成、控制器、逆变器、并网控制等进行了设计和研究分析。 论文首先论述了风光互补发电系统的结构组成。重点设计了太阳能光伏发电系统。该系统主要包括DC-DC变换及并网逆变电路．。DC-DC变换采用推挽电路，结构简单，开关管功耗小。DC—DC模块将太阳能电池50V左右的直流转换为400V直流，同时完成最大功率点(MPPT)跟踪。论文详细分析了最大功率点跟踪原理及其分类，采用具有明显优势的电导增量法实现了该功能。论文还对逆变器的构成及并网控制方法作了分析研究。经过比较，逆变器采用单相桥式电路，IGBT为主开关器件。并网控制的关键是控制逆变器输出的电流，使其与电网电压同频、同相。文中介绍了逆变器的工作原理，阐述了并网逆变器的软件实现流程图，分析了同步的关键技术——软件锁相环SPLL技术。 关键词：风光互补发电系统，并网逆变器，最大功率跟踪。
Wind Solar Street Light Design Abstract The wind energy was called a green energy,it through become a newly arisen and important form，at the same time solar energy having many advantages．Also suffer people thoughtful of,but generating electricity of everyday measure to is influence by the wemher very strong．Because the solar energy and breeze Can be repaired with each other strongly,the pVowind energy system was used．It improved the single system，SO have good theories and actual meaning． The PV-wind hybrid system is designed in the thesis．This system used AC bus．It i s permi ted to enlarge system as one’S pleases，and Can connect the other equipment convenience．The thesis also design and analyse the composition of the PV-Wind Energy system，and the controller,inverter and grid—connected control．First，the thesis discussed the construction of PV-wind hybrid system．It put great emphasis on designing solar energy system．The solar energy system use TMS3 20F240 DSP of TI company to control．It concluded DC—DC convertor and grid—connected inverter．The DC-DC mold use Push—Pull converter which has simply construction and small on—off power exhaust．The DC／DC mold changes the solar cell voltage from 50V to 400V,and complete the task of Maxi mum Power Point Tracking(MPPT)．The thesis analyse the principle and classification of MPPT in detail，use Conductance Increment Method of MPPT．This thesis discuss the structure of the grid-connected inverter,research the method of controlling．After comparing，the single-phase bridge circuit was used．The IGBT was used in circuit．The key point of the grid—connected inverter is to control the output current to synchronize the utility．After introducing the principle of inverter,the relevant design schema and flow
风光互补路灯设计实例与配置方案
风光互补路灯应用设计实例与典型配置方案 一、任务导入 风光互补路灯的技术优势在于利用了太阳能和风能在时间上和地域上的互补性，使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。风光互补路灯控制系统还可以根据用户的用电负荷情况和当地资源进行系统容量的合理配置，既可保证系统供电的可靠性，又可降低路灯系统的造价。风光互补路灯系统可依据使用地的环境资源做出最优化的系统设计方案来满足用户的要求。因此，风光互补路灯系统可以说是最合理的独立电源的照明系统。这种合理性既表现在资源配置上，又体现在技术方案和性能价格上，正是这种合理性保证了风光互补路灯系统的可靠性。从而为它的应用奠定了坚实的基础。 二、相关知识 学习情境1风光互补路灯 (一）风光互补路灯的技术特点 风光互补路灯主要为夜间照明使用，采用两种工作模式：纯光控模式和光控+定时模式。两种模式的设定和控制是通过路灯控制器的拨码来实现的，并且风光互补路灯控制系统对风力发电机、太阳能电池组件和蓄电池提供多种保护，使系统可以更可靠的稳定工作。 风光互补路灯使用方便，实现无人值守，免解缆；低风速启动，合理吸收风能和光能，大风切出保护系统使整个系统更加安全可靠，大大减少太阳能电池组件的配比，降低了灯具的设计成本，可以收到良好的社会效益和经济效益。 小功率风力发电机组的风力机体积小、质量小而且发电效率高。风力发电机独特的电磁设计技术使其具有低的启动阻力矩。按照风能公式，风中可用能量是风速的3次方。这表示风速提高1倍时，风能将提高8倍。一般风力发电机组的效率通常是线性的，因此无法利用风力的3次方效益。发电机只在沿能量曲线上的1点或2点有效率。通过改进风力机组的效率曲线，使其符合风中可用能量的分布，使它沿整个曲线都有效率。 （二）风光互补路灯的构成 风光互补路灯具备了风能和太阳能产品的双重优点，没有风能的时候可以通过太阳能电池组件来发电并储存在蓄电池中，有风能没有光能的时候可以通过风力发电机来发电并储存在蓄电池中。风光都具备时，可以同时发电。在白天可以利用太阳光和风力资源发电，晚上利用风力发电机发电，弥补了风能供电或太阳能供电的单一性，使供电系统更具稳定性和可靠性。风光互补路灯开关无须人工操作，由智能时控器自动感应天空亮度进行控制。 风光互补路灯的结构图如图3 -53所示。风光互补路灯由风力发动机、太阳能电池板（含支架）、控制器、蓄电池、光源和灯杆组成。如果光源的额定电压为交流220V或110V，则需配置逆变器。
风光互补路灯项目实施建议书
风光互补路灯项目建议书 -
； 目录 一、前言 二、我国路灯照明现状及节能的必要性 三、我公司风光互补路灯的简介 四、风力发电机的技术参数 五、某市路灯使用状况及新能源路灯建设意义— 六、某市建设新能源路灯的条件 七、国外新能源路灯应用普及情况调研 八、某市适合推广新能源路灯的地区 九、适合某使用的新能源路灯类型
十、节能及环保效果分析 十一、某市安装新能源路灯将产生效果分析 " 一、前言 主席在亚太经合组织第14次领导人非正式会议上强调，“面对日益严峻的环境问题，我们应该提高清洁能源比重，重视环保技术研究应用，实现经济与能源、环境协调发展”。目前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源。而我国近20年的经济高速发展，电力供应一直跟不上，同时，大量的火力发电厂也造成环境的污染，路灯照明又是我国用电的大项目，国家有关部门做过一项专项调查，我国照明用电每年在3000亿度以上，而路灯照明耗电占30％。另外，我国有丰富的风能及太阳能资源，路灯作为户外装置，两者的结合做成风光互补路灯，无疑给国家的节能减排提供了一个很好的解决方案，我公司正是在这个前提下与美国科学家合作，开发了有独立知识产权的风光互补路灯。
二、我国路灯照明现状及节能的必要性 路灯照明现状 据调查，各地城市道路照明每天的平均时间为小时，其中，晚上22点后，道路上车少人稀，即便是繁华街道，午夜24点至清晨6点，也罕见行人和车辆。我国小型城市在夜晚9点后，大中城市在午夜12点后，道路上几乎空无一人，即便是、、这样的繁华都市，凌晨2点以后，道路上也已罕见行人、车辆。毫无疑问，在低交通流量上的道路上仍然保持原照明的亮度，不能按需调控照明亮度，显然是白白的耗费能源和费用。从光源来看，现有的路灯大多使用的是高压钠灯，其设计寿命虽为20000小时（4～5年），但由于电压波动影响，实际使用寿命远达不到此数，而我国许多地区的电网波动严重，有些地区甚至超过额定电压的15%，特别在后半夜，由于电负荷减少使得电网电压有时接近237V—245V，致使路灯灯泡的实际使用寿命大大缩短，一般不到一年。更换灯具的劳动工作量大，而且容易发生危险和工伤事件，造成维护费用居高不下。城市公共照明在我国照明耗电中占30％的比例，约439亿kWh，以平均电价0．65元／kWh计算，一年开支285亿元。在市政开支极度紧的今天，国绝大部分的城市和地区几乎不约而同地采用了日本等国家在七十年代就抛弃了的路灯隔盏关灯的省钱方法，其中的弊病不
风光互补系统设计
目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 1前言 (3) 1.1可再生能源开发应用 (3) 1.2风能资源现状 (3) 1.3太阳能资源现状 (3) 1.4风光互补供电系统的优势 (4) 1.5存在问题 (4) 1.6主要内容 (4) 2风光互补发电原理 (5) 2.1风光互补发电系统结构 (5) 2.1.1发电部分 (5) 2.1.2控制部分 (7) 2.1.3储能部分 (7) 2.1.4逆变部分 (8) 2.1.5风光互补发电系统智能充电控制的设计 (8) 2.1.6用电负载 (9) 3工程概况 (12) 3.1风能资源 (12) 3.2太阳能资源 (12) 3.3气象数据 (13) 4风光互补路灯的设计 (14) 4.1路灯灯源的选择 (14) 4.1.1 高压钠灯与 LED 对比分析 (14) 4.1.2光源性能对比分析 (14) 4.1.3光源电气特性比较 (14) 4.1.4 光源对比分析结论 (15) 4.2道路照明方式 (15) 4.3路灯分布方式 (16) 4.4道路的有效宽度计算 (17) 4.5路灯的安装高度与间距 (17) 4.6道路照明照度设计计算 (17) 4.6.1利用系数法 (17) 4.6.2道路的光通量计算 (18) 4.6.3 道路照明光源设计 (18) 4.7设计要求 (18) 4.8 蓄电池的容量的确定 (19) 4.9太阳能电池板发电能力测算及计算 (19) 4.10风力发电机组发电能力的测算 (20) 4.11风光互补路灯系统控制器 (21) 4.12防雷击配置 (22)
4.13小结 (22) 5楼顶风光互补发电系统设计 (23) 5.1设计要求 (23) 5.2蓄电池容量的确定 (23) 5.3发电机型号选择 (23) 5.4太阳能电池组件的选择 (24) 5.5太阳能电池阵列的安装 (24) 6结论 (26) 参考文献 (27) 致谢........................................................................................................................... 错误！未定义书签。