农村太阳能路灯方案设计.docx
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农村太阳能路灯方案设计
桂东县农村基础设施建设路灯项目
路灯设计方案
设计单位：
迎辉电气集团有限公司
0—七年十月
设计方案组成部分
一、企业简介
二、总述
三、太阳能路设计标准
四、太阳能路灯组成及原理
五、项目设计方案
（一）工程概况
（二）设计效果图及技术图纸
（三）产品参数
（四）工程内容与设计及所用产品节能、环保说明
（1）太阳能电池组件设计说明
（2）蓄电池的设计说明
（3）控制器的设计说明
（4）LED光源设计说明
六、施工方案
七、验收方案八、培训
—、企业简介
迎辉电气集团有限公司是专业生产路灯灯具、LED灯杆、标志杆、交通信号灯杆、高
杆灯、太阳能系列灯杆及各种异形灯杆的大型生产企业，公司注册资本1.0086亿元，企业拥
有自主专利产品二十多项；具有：
城市照明专业承包一级安装资质、国家高新技术企业、金太阳认证、3C、CQ等各项认证证书；同时具备各种景观灯型、环境绿化及城市亮化工程设计、施工、安装。
公司自创立以来，先后承接和参与了全国大、中、小城市及乡镇村道路，市政工程的施工建设，深受各界的好评。
本公司主要产品有：
道路照明器材、LED光源、太阳能电池板、交通设施器材、雕塑、
喷泉、市政设施及城市广场、道路绿化、亮化工程等系列千余款品种和项目。
公司座落于扬州市北郊、美丽的高邮湖畔、誉有全国灯具之乡送桥镇，南邻扬州市郊，北靠高邮湖畔，东临京杭大运河，西接安徽省滁州市，东有京沪高速，西有宁通高速，S333
省道贯穿境内，是连接宁通和京沪高速的重要道路，距扬州机场及扬州火车站40分钟路程，
交通十分便利。
公司现有员工300多人，其中设计、工程施工、安装等各类技术人员105人，其中具体本科学历42人，大专学历38人，一级机电、市政建造师6人，，二级机电、市政建造师20人，高级职称5人，中级职称36人，初级职称48人，公司技术力量雄厚。
公司占地面积43355平方米，有标准化厂房15000多平方米，办公用房3500平方米，生活及其他附属房2850平方米。
公司现有各种生产设备188套，大型灯杆折弯专业生产线两条，表面喷涂生产线一条，专利灯具铸压生产线一条，年生产产值30000万元，具有较大的生产
能力。
公司奉行“为用户提供无缺陷、高品质、能竞争的产品和服务，坚决满足客户的期望”。
公司一贯坚持“靠诚信客户广交朋友，靠优质产品占领市场，靠拼搏精神提高收益，靠创新
技术发展壮大”从而赢得广泛的市场声誉。
竭诚欢迎新老客户来扬观光旅游及考察指导。
二、总述
本公司在收到招标文件后，详细阅读了招标文件中的要求及结合实地考察，并安排技术、
人员进行技术图纸设计方案、施工方案的编制工作。
结合本项目特点及我公司实力、特长、技术、机具配套能力等多方面因素，制定本太阳能路灯设计方案。
三、太阳能路灯设计标准
（一）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、《工业企业照明设计标准》
6、《桂东县农村基础设施建设路灯项目》设计要求
（二）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
、GB2519-88
热连轧钢板含带钢品种
5
、DL/T646-98
输电线路钢管杆制造技术条件
6
、AASHT01994
灯杆、高杆、交通信号杆
（三）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/T2048-2061-
■94电光源
3.4蓄电池设计标准
（锂电池设计标准）
1、GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》
四、太阳能路灯组成、原理
太阳能照明灯以太阳能为能源，白天充电、晚上照明，无需复杂昂贵的管线铺设，可任
意调整灯具的布局，无安全隐患、其性价比高、节能无消耗、绿色环保、性能稳定、使用寿命长，安装简便、自动控制免维护等固有的特性适用于适用于高速公路、普通公路、乡间道路等公共场所道路照明等。
外观设计采用金属、工程塑料等材料制作而成，造型新颖、美观
大方、简洁明快。
更多产品造型、美观大方，还可为客户定制各类造型太阳能路灯。
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。
2、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。
道路太阳能路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灯节能光源。
太阳能灯的优点及节能环保：
1.太阳能照明灯安装简便：
太阳能灯具安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用螺丝固定就可。
2.太阳能照明灯具无需电费：
太阳能照明灯具是一次性投入，无任何维护成本，长期受益。
3.太阳能照明没有安全隐患：
太阳能灯具是低压产品，运行安全可靠。
4.安装简单.免维护.
5.节能环保，符合国家节能环保要求，响应对新能源的使用要求•
6.提升城镇管理形象.树立节能降耗与新能源的城市旗帜
7.太阳能路灯是一个自动控制的工作系统，只要设定该系统的工作模式就会自动运行工
作。
五、项目设计方案
（一）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，桂东县乡村道路
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。
结合桂东县农村基础设施建设路灯项目的实际情况，我们采用本公司的
高效太阳能路灯。
6米路灯采用光源功率LED30V，太阳能电池板功率100WP锂电池70AH/12V,光控+时控恒流一体化12V10A智能PMW防水控制器。
8米路灯采用光源功率LED40W太阳能电池板功率120WP锂电池90AH/12V，光控+时控恒流一体化12V10A智能PMW^水控制器。
在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，满足农村道路照明的要求。
设计时充分考虑到桂东县乡村冬天日照时间短，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：
（1）为了响应本项目招标文件要求及保证在桂东县地区全年100%的亮灯率，我们针对这个项目6米太阳能路灯30WLED光源选配100WP勺太阳能电池板，70AH的锂电池；8米太阳能路灯40WLED光源选配120WP勺太阳能电池板，90AH的锂电池。
（2）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，光控+时控恒流一体化12V10A智能PMV防水控制器，确保全年100%的亮灯率。
（二）设计效果图及技术图纸
1、6米太阳能路灯效果图
6米太阳能路灯效果
技术说明：
J灯杆：
采用0235^材制作经様压成型.臂长抻出1左来，灯杆表面热雑锌处理后表面静电時塑址理.含太阳能支架’圆锥型.厚度灯杆上口经申S0a下口径4>14Od法兰尺寸260*260*12mm0
2.光源：
LED30W.防护等级!
P6®
3.衣阳链电池t&:
100W,18V,单晶或蛰晶丈阳能板「使用寿命20年以上n
斗、太阳能支架：
热擁锌制材喷扰质漆"
5,蓄电池：
了OAH锂电池.12Vt珪衣阳能支架底部口
6.控制器：
光捏十时控恒流一休化门怔甘智能PMWffi水控制器”内■恒M,灯头无需另乖电涯防水.防护等级尸呂7,昉过充*过放，过漩，过压保护.光控开、时控关.延时功能+可分进段控制*夜间时籬模式设置®
人基础整：
满足工程安全編要。
4T475CI螺杆口烧注基础哥令国家相姜技术规范550*SSTB00mm1；
8.灯杆底部1禹米淒蓝色*上部潑白色'
9.建灯质保3年，每天亮灯&小时毎天亮町8小时以上］可调*路灯上半顼共照明4小时，撚后半功率点亮4小时后关闭｝,5天以上阴雨可亮灯々
2、6米路灯生产技术图纸
K灯杆：
釆用工:
蘭拠村制作址標压成皑，皆住忡川1芒来，灯杆农可热懺祥社宪拆走面翳电喷塑处理，含丸»H能里架・回祉略，W3MH.
2,光源Zl.mOTH脚护零级TP67.
:
仏云阳能电池板：
询葩，1哥；单島戎梦晶衣阳能擁"便用痔金即年灶上.
1.丈辭能生集】/腔讦期村喷忧贡挟。
5.普电池『TOAH豐电池，I叫-桂A阳能丈黑底
乩竝狂器=代控■时咼怛淖-俸化.】刖1抽智建PMT肪水控制罟「£应怛诉源*灯头无走号卍韦阳肪水「防护筲级TP&T,前过克、过放，过流.过止慄沪.托控7E时控芙，运时功隆「可骨时段控制，疲间时能變式议誉
T,基硏笼h絢足丄两京空花吃.
仏灯杵底器1"米:
潼監包，上冷洼门包、
誌灯潢保斑每忑-克灯刖、时每夭电灯吋时以上（iTi^,瞪灯上带夜捷贱距4小时.撚祈半必书点壳4小时厉关闭）.5天规上阴雨可亮灯.
灯杆尺寸图
（1）
法兰尺寸图
（2）
TODIfU
生产厂家
工程竭称
崔东县农村墓础设能建逊路灯项目
M图
数fit
A76
迎待电气皱团件醍公司
图名
监菲玄闭號路灯技术图
卡挟
国弓
2017-10
3、6米太阳能路灯基础图
£米路灯基础卩也亦意图
4*014*750
召米路灯基础浇注示意图
TOWHO
坐产厂家
丄桿君称
牡汞县农村捱础设施建毗路灯画目
676
迎晖电气嶷翅
图窑
&米玄阳醴略灯墓础ftl
圏号
2017-10
4、8米太阳能路灯效果图
8米太阳能路灯效果
技术说昭;
姫轩：
采用0235钢材剧作径模压旋型+姑长讳出仁磔.灯軒衰面紳镀锌处理后奉血莽电噴塑处理，含太阳能支架，團锥型*厚度3mm.灯帚上口径*70,下口径帖60,法兰尺寸260*260*14mm.,
2.光憑：
LE040W.防护等级IF6人
3.太阳離电池120W,18V,单品威劳品太阳能扳.使甲寿命20年収上口
4.主阳誌支按；搏镀锌钢材嚼忧质滦。
5.奮电池；90AH锂电i&,12Vb挂丈阳能克聲底•部。
氛控制菩：
先控+时控恒谎一体化ci2VlOA^gfePMW防水控剖器，内章恒流恵』灯翼无稱另配电匝防水.萌护WIP67,防过充、过地,过譴.过圧保护，光腔开、时控关，延时功能，可幷■进段担制’»间时傩核式设置"
*、基砒笼：
瀟足工程安全傑垂.、riBTSO幌杆。
烧注基础符台国家拒关技术观苑550*550*10QOmnn：
a.灯杆底部le米專蓝色、上部漆白色.
9、整灯质棵3羊*毎天亮灯B小时毎天亮灯日小时以上｛可调*路灯上半夜梵幾明斗小时.然后半功車点那4小时后戋闭）t5去也上阴雨可亮灯°
5、8米太阳能路灯生产技术图纸
K灯杆：
盪用吃肯钳阿制作坯税压虚取-灯开羔面热鍍锌处理后哀面静电喷塑it理，含丈M葩支架.厚反3M毗
2、世源：
1.ED40叭诵扩予级1P閃，
3、太阳陡电ifcfe：
I20W.单品或多品
&-便用曲命如牢以上”
4,立羽1誰支號：
热镀殊钢村唸优硬藩-
5.着电泄：
的朗痒电油，IJV一拈衣U1能玄架蟻澤.
氐控制弱：
址控丄时控恒jft-ltftoI2VIQA?
?
能P刖'昉出控制器，力賈怛酒源，灯头无寵另圮电涯防术.昉沪等级IR6T.茹过允、过族，过淀.过压滋护.朮控歼*时控瓷t煎时戲能.可廿时段控制［“夜仙时能博式此胃，
黑基砂馬：
稱足工枉貲空甫翌。
X、灯忏底部L5議涟槪色，上部漆白芭"
整灯战図3年，毎天亮灯F小时每天亮灯列、吋以上（EJV岸灯上平-複比聘明-打、时.弼后半功率点亮4小时后兀闻〉.忒匕上阴庵可胚灯*
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螺杆：
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灯杆尺寸图
（1）
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6、8米太阳能路灯基础图
与路面平行
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制图
审核
桂东县农村基础设施建设路疲项日
E垛人阳能跪£丁基此期
数虽146
関号201710
7、太阳能路灯安装接线图
多晶硅太阳徒板
生产厂家
匸稈會称
椎东县农村基础世施建境略灯项目
制图
数量
迎辉电T：
樂团有眼公司
太如僕路订接线图
审検
图号
2017-10
（三）产品参数
6米30W配置技术参数：
1、灯杆：
采用Q235钢材制作经模压成型，臂长伸出1.2米，灯杆表面热镀锌处理后表
面静电喷塑处理，含太阳能支架，圆锥形，厚度3MMI
2、光源：
LED30W防护等级IP67.
3、太阳能电池板：
100W18V,多晶太阳能板，使用寿命20年以上。
4、太阳能支架：
热镀锌钢材喷优质漆。
5、蓄电池：
70AH锂电池，12V.挂太阳能支架底部。
6、控制器：
光控+时控恒流一体化。
12V10A智能PMW防水控制器，内置恒流源，灯头
无需另配电源防水，防护等级IP67，防过充、过放，过流，过压保护，光控开、时控关，
延时功能，可分时段控制，夜间时能模式设置。
7、基础笼：
满足工程安全需要。
4*$14螺杆*750mm边距184*184*184*184。
8、灯杆底部1.5米漆蓝色，上部漆白色。
整灯质保3年，每天亮灯8小时每天亮灯8小时以上（可调，路灯上半夜共照明4小时,然后半功率点亮4小时后关闭），5天以上阴雨可亮灯。
8米40W配置技术参数：
1、灯杆：
采用Q235钢材制作经模压成型，灯杆表面热镀锌处理后表面静电喷塑处理，含太阳能支架，厚度3MM
2、光源：
LED40W防护等级IP67。
3、太阳能电池板：
120W,多晶太阳能板，使用寿命20年以上。
4、太阳能支架：
热镀锌钢材喷优质漆。
5、蓄电池：
90AH锂电池，12V.挂太阳能支架底部。
6、控制器：
光控+时控恒流一体化。
12V10A智能PMW防水控制器，内置恒流源，灯头
无需另配电源防水，防护等级IP67，防过充、过放，过流，过压保护，光控开、时控关，
延时功能，可分时段控制，夜间时能模式设置。
7、基础笼：
满足工程安全需要。
4*$16螺杆*750mm边距184*184*184*184。
8、灯杆底部1.5米漆蓝色，上部漆白色。
整灯质保3年，每天亮灯8小时每天亮灯8小时以上（可调，路灯上半夜共照明4
小时，然后半功率点亮4小时后关闭），5天以上阴雨可亮灯。
（四）工程内容与设计及所用产品节能、环保说明
（1）太阳能电池组件
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。
由于桂东县地区邻
近江西省赣州市，平均日照长的特性（经计算平均照时数约为4.86H/天），冬天阴雨天少。
综合对比和当地地理环境分析，以及本项目招标文件要求我们采用多晶硅太阳能电池板，太
阳能组件6米太阳能路灯30WLED光源选配100WP勺太阳能电池板；8米太阳能路灯40WLED光源选配120WP勺太阳能电池板。
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。
（2）蓄电池
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。
我公司就这一问题，经过多年研究和实践经验，以及结合本项目招
标文件要求，采用绿色环保、无任何有毒有害物质、生产及及使用中均无污染、使用寿命长、体积容量小且电池容量更大，并充放性能可实现大电流快速充放电的锂电池。
（1）锂电池的介绍：
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
1912
年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。
20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。
由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。
所以，锂电池长期没有得到应用。
随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类：
锂金属电池和锂离子电池。
锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。
可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容
量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。
由于其自身的高技术要求限制，现在只有少
数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
所以现在国内市场太阳能路灯所用的锂电池就是
锂离子电池。
锂离子
锂离子电池目前有液态锂离子电池（LIB）和聚合物锂离子电池（PLB）两类。
其中，液态
锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。
正极采用锂化合物-钴酸锂、锰酸
锂，负极采用锂-碳层间化合物。
锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是21世纪发展的理想能源载体。
1992年Sony成功开发锂离子电池。
它的实用化，使人们的移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备重量和体积大大减小。
使用时间大大延长。
由于锂离子电池中不含有重金属镉，
与镍镉电池相比，大大减少了对环境的污染。
锂电池的污染还是有的，只是相对来说比较小。
工作原理
锂金属电池:
锂电池基本原理
放电反应：
Li+MnO2=LiMnQ
锂离子电池：
锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
充电正极上发生的反应为
LiCoO2==Li（i-x）CoO+XLi++Xe（电子）
充电负极上发生的反应为
6G+XLi++Xe=LixC6
充电电池总反应：
LiCoO2+6C=Li（i-x）CoO+LixC6
正极
正极材料：
可选的正极材料很多，主流产品多采用锂铁磷酸盐。
不同的正极材料对照:
LiCoO2
3.7V
140mAh/g
Li2MnQ
4.0V
100mAh/g
LiFePO4
3.3V
100mAh/g
LizFePOF
3.6V
115mAh/g
正极反应：
放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。
充电时：
LiFePO4tLi1-xFePO+
xLi++xe-放电时：
Li1-xFePO+xLi++xe-tLiFePO4。
负极
负极材料：
多采用石墨。
新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。
负极反应：
放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。
充电时：
xLi++xe-+6CtLixC6
放电时：
LixC6txLi++xe-+6C
材料与集流体附着力提高30%经过长期循环不会有脱层现象
电池应用
随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。
锂电池随之进入了大规模的实用阶段。
最早得以应用的是锂亚原电池，用于心脏起搏器中。
由于锂亚电池的自放电率极低，放电电压十分平缓。
使得起搏器植入人体长期使用成为可能。
锂锰电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源，广泛用于计算机、计算器、手表中。
锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、
家用小电器上，特别是现在市场广泛用于道路照明太阳能路灯上，可以说是最大的应用群体。
电池特点及优点
1.能量比较高。
具有高储存能量密度，已达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的约6-7
倍；
2.使用寿命长，使用寿命可达到6年以上，磷酸亚铁锂为正极的电池1C（100%DO）充放电，有可以使用10,000次的记录；
3.额定电压高；一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V（平均值），相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。
4.具备高功率承受力，其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力，便于高强度的启动加速；
5•自放电率很低，这是该电池最突出的优越性之一，一般可做到1%/月以下，不到镍
氢电池的1/20;
6.重量轻，相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5;
7•高低温适应性强，可以在-20C--60C的环境下使用，经过工艺上的处理，可以在
-45C环境下使用；
8•绿色环保，无污染；锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质不论生
产、使用和报废，都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。
生产基本不消耗水，对节省水之源来说，十分有利。
9、循环寿命高
在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂（以下称磷铁）
则可以达到2000次。
10、无记
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