农村太阳能路灯设计方案(07.23)
农村太阳能路灯设计方案
技
术
参
数
介
绍
目录
一公司简介 (4)
二总述 (6)
2.1 太阳能灯工作原理 (6)
三太阳能路灯设计标准 (6)
3.1 总设计标准 (6)
3.2灯杆设计标准 (7)
3.3 蓄电池设计标准 (7)
四太阳能路灯组成及原理 (7)
4.1 太阳能路灯的组成 (8)
4.2 太阳能路灯原理 (8)
五项目设计方案 (8)
5.1 工程概况 (8)
5.2 工程内容与设计说明 (9)
5.3 产品参数 (17)
六施工方案 (19)
6.1、主要内容 (19)
七验收方案 (20)
7.1 质量管理措施及要求 (20)
八培训 (22)
九售后 (22)
十工程业绩 (23)
十一报价 (23)
十二资质文件 (23)
一公司简介
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二总述
为响应国家号召，共建生态新农村。路灯、庭院灯、草坪灯都使用太阳能灯具。
2.1 太阳能灯工作原理
太阳能发电工作原理：太阳能电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子在P －N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程，是由太阳能电池板来完成。庭院灯配备太阳能电池板外，还必须主要配备蓄电池、控制器、灯具。蓄电池用来把太阳能电池板产生的电存储起来，在需要的时候向外供电；控制器把太阳能电池板、蓄电池、负载连接起来，太阳能电池板发电时向蓄电池传送电能，负载需要供电时从蓄电池把电能按照设定的方式传送给负载，并具有防反充、过充、过放的功能；庭院灯所用负载即灯具，采用LED灯、节能灯或其它节能光源。
三太阳能路灯设计标准
3.1 总设计标准
1、《民用建筑电气设计规范》JGJ16-92（2008版）
2、《建筑照明设计标准》 GB50034-2004
3、《低压配电设计规范》GB50054-95
4、《电气工程电缆设计规范》GB50017-94
5、《供配电系统设计规范》GB50052-95
6、《10KV及以下变配电所设计规范》GB50053-94
7、《工业企业照明设计标准》
3.2灯杆设计标准
1、GB2694-88 热浸镀锌体镀锌质量
2、GB10854-89 钢结构焊接外形尺寸
3、GB77-88 碳素结构钢
4、GB1591-93 低合众结构钢技术条们
5、GB2519-88 热连轧钢板含带钢品种
6、DL/T646-98 输电线路钢管杆制造技术条件
7、AASHT01994 灯杆、高杆、交通信号杆
3.3灯具设计标准
1、GB13037-91 固定式通用灯具的技术条件
2、GB7000.1-2000灯具通用安全要求与实验
3、GB7001-86 灯具外壳防护等级分类
4、GB7003-86 灯具电镀、化学覆盖层
5、GB7004-86 灯具木箱包装技术条件
6、GB13037-91 固定式通用灯具的技术条件
7、QB/T1553-92 灯具瓦楞纸箱包装技术条件
8、QB/T1504-94 高压钠灯泡镇流器的性能要求
9、QB/T2048-2061-94 电光源
10、QB/1115-91 高压钠灯泡用电子触发器
11、GB13259-91 高压钠灯泡
3.4 蓄电池设计标准
1、GB/T 5008.2—1991 起动用铅酸蓄电池产品品种和规格
2、GB 5008.3—1991 起动用铅酸蓄电池端子的尺寸和标记
3、GB 13281— 1991 铁路客车用铅酸蓄电池
4、GB 13337.1 —1991 固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件
5、GB/T 13337.2 —1991 固定型防酸式铅酸蓄电池规格及尺寸四太阳能路灯组成及原理
4.1 太阳能路灯的组成
太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及支架。
4.2 太阳能路灯原理
太阳能路灯是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池板，白天接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至5lux左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电12小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是控制路灯打开和关闭，同时保护蓄电池，延长蓄电池使用寿命。
五项目设计方案
5.1 工程概况
根据《工业企业照明设计标准》和《城市道路照明设计标准》的规定，厂区道路主干路平均照度12lux，均匀度0.35，次干路平均照度8lux，均匀度0.35，支路平均照度5lux，均匀度0.3。结合重庆齿轮厂的实际情况，我们采用宇之源公司的高效太阳能LED路灯（光源功率35W，电池板功率
160WP），在9米宽的路面上平均照度可达12lux，均匀度0.4，灯间距20米，单侧排列。完全达到国家标准，满足厂区道路照明的要求。设计时充分考虑到重庆冬天日照时间短，阴雨天多的情况下（连续阴雨20天），我们采取多项措施保证全年100%的亮灯率。具体有以下几个方面:
A、我们加大了太阳能电池板的输出功率，常规情况下35W的光源，太阳能电池板选用120WP，可正常工作。为了保证在重庆地区全年100%的亮灯率，我们针对这个项目选配160WP的太阳能电池板。
B、加大了蓄电池的容量，常规情况下35W的光源，选用100AH池蓄电。为了保证在重庆地区全年100%的亮灯率，我们选配130AH的蓄电池。
C、除太阳能电池板和蓄电池外，我们在控制器和产品选择上，选用了国内知名大公司的产品，产品获得了多项发明专利和奖项。确保了全年100%的亮灯率。
5.2 工程内容与设计说明
A 太阳能电池组件设计
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，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是单晶硅太阳能电池、多晶硅
太阳能电池。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。由于重庆地区平均日照短的特性（经计算平均照时数约为3.8H/天），冬天阴雨天多。综合对比和当地地理环境分析我们采用单晶硅太阳能电池板，太阳能组件选用总功率数160WP的太阳能电池组件，保证连续阴雨20天都能正常亮灯。以充分发挥其性能，保证系统的稳定性。
B 蓄电池的设计
由于太阳能电池板发电系统的输入能量极不稳定，再加上路灯的使用是在晚上，所以需要配置蓄电池系统才能工作。现在市面上大多采用铅酸蓄电池。铅酸蓄电池由于其铅酸的腐蚀性和可再生利用性均无法达到环保和节能要求，另外维护和保养复杂，也使太阳能灯具在环保节能方面大打折扣。我们公司就这一问题，经过多年研究和探索，终于在这领域取得突破，采用完全环保不腐蚀铅基板的超微颗粒复合硅盐化成液的硅能蓄电池，可使蓄电池反复使用并大大提高了性能，另外维护和保养更简单。
下面就硅能蓄电池作简要介绍：
产品介绍
超微颗粒复合硅盐化成液：一种全新概念的电解液，它主要由采用特殊工艺制备的超微颗粒液态复合硅盐组成，不腐蚀极板、无毒害、无污染。
硅能蓄电池：采用超微颗粒复合硅盐化成液，采用特别研制的无汞、无镉符合欧盟最新标准的铅钙高锡合金极板，采用创新优化生板内化成工艺，研制开发成功的高性能环保型蓄电池。
阀控式密封型硅能蓄电池：指装有自控阀的密封型硅能蓄电池，阀控式密封型硅能蓄电池在正常使用时，能有效保持气密和液密状态，无需加水，无电解液泄漏，无酸雾溢出，也无须补加硅能电解液。
工作环境温度：-40℃～+70℃储存运输温度：-40℃～+65℃相对湿度：≤90%（25℃+5℃海拔高度：0～4000 米海底深度：0～6000 米 -地震烈度：8 度
硅能电池绿色环保
硅能蓄电池废弃了硫酸电解质，为生产蓄电池提供了良好环境。生产铅酸蓄电池存在着倾注硫酸、成品检验和测试环节挥发硫酸雾气等污染环境的大问题。硫酸挥发物对生产工人和附近居民的身体健康影响很大。
在铅酸蓄电池的使用维护过程中，亦存在着硫酸挥发物污染大气和环境的问题。世界环保专家将铅酸电池列为世界三大公害之一。
现阶段的硅能蓄电池仍采用电解液，但此时硅能电解液的蓄电理念已发生了本质变化，已不再是电化学蓄电的常规概念。新一代超微颗粒复合硅盐电解液不腐蚀极板，不污染环境，充放电完全无酸雾产生，为此使用硅能蓄电池的电站可省掉净化空气的环保设备费，也可省掉维护厂房、设备等免受酸腐的费用。此外，在废弃的电池中，其电解液变成中性偏酸硅化物，不但不会对土地、河流和地下水等造成污染，还能增加土地中的含氧量。
由于硅能电解液不腐蚀极板，为设计生产薄型极板以及极板回收再生提供了可能性，电池性能可以做得更好，比能量更高，直接成本更低，具有极大的商业价值。目前，誉洋公司测试的 2V100Ah 蓄电池，已经可以做到 45A 放电 120min，这是目前的铅酸蓄电池技术不可想象的
硅能蓄电池与铅酸蓄电池的比较
序号比较内容同类蓄电池硅能蓄电池
对比结
果
1 重量比能量35-40WH/KG 40-47WH/KG 能量大
2
循环寿命
（充放次）
≥280 ≥400 寿命长
3 充放电记忆
低压区有记
忆
完全无记忆无记忆
4
大电流放电
能力(C)
3-7C 3-30C
可大电
流放电
5
波动负载放
电特性
与恒流放电
基本相同
比恒流放电
大 30﹪
容量大
6
放电限压电
位(V)
1.8V/单格
1.2-1.6V/
单格
放电限
压低
7
常规充电时
间(H)
4-8H 2-4H
充电时
间短
8
快速放电时
间(H)
2-3H 0.5-1H
放电能
力强
9
电池容量恢
复性能
较差特强
可应急
使用
1 0
蓄电池内阻
（毫欧）
100-180 毫
欧
0.4-20 毫
欧
内阻极
小
1 1
电池自放电
率
每月≤15﹪每年≤10﹪
自放电
小
1 2
蓄电池电解
液
硫酸溶液复合硅盐无污染
1 3
工作环境温
度(℃)
-15-50℃-40-70℃
范围更
宽
1低温特性≤0℃时能力-40℃可正低温效
4 骤减常使用果好
1 5
免充电存放
期
3-6 月12-24 月
免充电
时间长
1 6
储存期
（年）
1-3 年5-6 年
储存时
间长
1 7
使用寿命
（年）
1-2 年3-5 年
使用寿
命长
1 8 电池密封
有酸雾溢出
析氢
密封无酸雾
无析气
完全无
腐蚀
1
9
维护性能需经常维护完全免维护免维护
2 0 电池启用
需加液静置
充电
荷电出厂即
可使用
启用方
便
蓄电池设计容量计算相比于太阳能组件的峰瓦数要简单。
根据上面的计算知道，负载日耗电量12.25AH。在蓄电池充满的情况下，可以连续工作20个阴雨天保证亮灯。系统选用2块12V65AH的蓄电池就可以满足要求了。
B 灯具的设计
无论太阳能灯具大小，一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。控制器不仅延长蓄电池的使用寿命，且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，控制器还具备温度补偿功能。同时我公司太阳能控制器具有路灯控制功能，具有光控、时控功能，并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。
C 光源设计
太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标，一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED 光源。根据重齿厂的实际情况和要求这次方案采用宇之源高亮35WLED 路灯头，可比原低压钠灯节能60%。从以个几个方面的分析可知是太阳能路灯系统的最佳选择。
A 、LED 与传统灯的区别
1、常规灯具：高压钠灯或金卤灯正常工作的要求:灯泡+镇流器+触发器,方可正常使用；白炽灯是电能加热发光钨丝来发光；日光灯节能灯是通过高压电能撞击充满低压水银蒸气和其它气体钨阴极管来产生光；
4、LED 发光二级管，主要依靠载流子的不断移动而发光，光通量高、高亮度、节能。比白炽灯节能90﹪，同样亮度下，只需白炽灯1/10的电能，理论寿命长达10万小时，是白炽灯的100倍，节能灯的40倍，意味着每天工作八小时，可以有35年免维护的理论保障。
由此可见，LED 超节能灯是当今社会大力提倡利用的绿色能源产品。除了具有节能、亮度高、寿命长、环保、工作稳定可靠、安全响应快、单色性外，还具有体积小、亮度可控、色彩丰富、无频闪保护眼睛、免维护等优点，可广泛应用于高速公路、城市主干道、工厂、工业园区、商场、办公写字楼、小区、
普通光源
LED 光源 环境污染 灯管内的汞有害于人
体和环境 LED 无紫外线、无红外线和热辐射、无汞化、对环境无电磁干扰、无有害射线，是真正的绿色光
源
施工造价 普通光源施工系统造价高昂
系统造价低，安装简便、工作稳定可靠、抗人为
破坏力强、不需要加反射器，在公共环境中使用
更加安全