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1、17蓄电池的选择 .蓄电池的计算 .18风力发电机组设计 .风力发电机组的选择 .风力发电机组功率确实定 .太阳能电池组件设计 .19太阳能电池组件功率的选择 .太阳能电池组件功率确实定 .方阵倾斜角设计 .204 系统的主要配置说明 .21系统配置表 .2/384.2 太阳能组件主要参数 224.3 风力发电机主要参数 224.4 控制器主要参数及说明 234.5 风光互补路灯 24V 直流 系统原理图方框图 245 系统建设及施工 245.1 系统建设流程 245.2 系统安装说明 255.2.1 安装前须知事项 255.2.2 安装准备 26 安装操作流程 276 系统的运转与保护 30

2、6.1 系统的调试 306.2 系统的查收 326.3 系统的保护 336.4 风光互补路灯系统的防雷及防腐 336.5 常有故障及办理 346.6 使用寿命 357 系统成本剖析 358 参照资料 368.1 国家标准 368.2 行业标准 378.3 参照文件 373/381风光互补路灯系统介绍 概括能源是公民经济发展和人民生活一定的重要物质基础， 在过去的 200 多年里，成立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源系统极大的推进了人类社会的发展。 可是人类在使用化石燃料的同时，带来了严重的环境污染和生态系统破坏。最近几年来，世界各国渐渐认识到能源对人类的重要性， 更认识到惯例能源利用

3、过程中对环境和生态系统的破坏， 各国纷繁开始依据国情， 治理缓和解已经恶化的环境，并把可重生、 无污染的新能源的开发利用作为可连续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性， 拥有较高性价比的一种新式能源发电系统，拥有很好的应用远景。风光互补路灯是由小型风力发电机、 太阳能电池板、 蓄电池组、灯具以及灯杆等构成。他的工作原理是：当有风的时候，风能经过叶轮带动发电机旋转产生电能； 当有阳光的时候， 太阳能经过光硅片将光能变换成电能， 两路电能经过电缆引到蓄电池组加以储藏， 在夜晚的时候为灯具发光供给电能。 风光互补路灯， 是一种新能源路灯的合理应用，在经历了多年的努力后， 风

4、光互补路灯已被愈来愈多的人认同和应用，市场出现了繁荣昌盛的场面。4/381.1.1 风光互补路的背景太阳能是地球上全部能源的根源， 风能是太阳能在地球表面的此外一种表现形式，因为地球表面的不一样形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不一样，在地球表面形成温差，地表空气的温度不一样形成空气对流而产生风能。 所以，太阳能与风能在时间上和地区上都有很强的互补性。白日太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱， 但因为地表温差变化大而风能增强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬天，太阳光强度弱而风大。风能和太阳能在时间和季节上这样符合的互补性， 决定了风光互补联合后路灯系统靠谱性更高、

5、更拥有适用价值。所以，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正确方式。风光互补路灯技术已趋于成熟经过 50 年左右的发展，风光互补技术在光效、寿命、环保性、发光强度、色彩、响应速度等方面已经比较成熟，大概能够切合现代人使用需乞降审美标准。能源形势迫使新能源的加紧开发利用尽人皆知， 传统比、不可重生能源（如煤、石油）终归会枯竭的，电能主假如靠水力发电和火力发电。而新能源如风能、太阳能并未获取普及，城市道路照明，景观照明的用电量很大，所以急迫需要加速风光互补路灯的建设。落实环境保护政策、 风光互补新能源技术的加紧开发利用为应付全世界天气变化，我国政府承诺到 2020 年单位国内生产总

6、值二氧5/38化碳排放要比 2005 年降落 40%-45%，节能提升能效的贡献率要达到85%以上，这也给节能减排工作带来巨大挑战。为此，2004年 7月 3日科技部、信息家产部等 6 部委和 14 个地方政府共同实行的“国家半导体照明工程” 首批 50 个项目正式启动。 2011 年中国政府斥资 400亿元用于 LED路灯采买，对 LED路灯使用者供给 30%的财政补助。截至 2009 年末，我国共有 LED公司 3000 余家，此中，年产值上亿的有140 家。家产研究所展望， 2012 年全世界 LED照明市场可望达到 110 亿美元，比昨年增添 26%；2015 年至 192 亿美元，将

7、来四年复合成长率近 20%。在十届人大四次会议的政府工作报告中，提出了建设资源节俭型社会，发展循环经济的任务和政策举措， 这标记我国进入了可连续发展的新阶段，也为可重生能源产品在国家建设发展中应用创建了机会。推行风光互补路灯系统将为社会节俭巨大资源。 发展当地经济，解决社会治安及交通问题供给方案， 也是对全社会普及可重生能源知识的最有收效的宣传，更是促使可重生能源技术应用最有效的门路，有益于当地经济及交通的发展。1.1.3 风光互补路灯的意义1）社会效益风光互补路灯到处表现了现代建美化环境、 保护环境的理念。 风光互补路灯是一种造型雅观的高科技环保产品，安装风光互补路灯，不单与政府的环保理念符

8、合， 并且能向公民进行新能源利用和生态环保知识的直观教育。 迎风飞转的风车可给道路一种动感的点缀， 更能6/38突显我国人民崇尚环保、 重视节能和追踪高新技术的理念。 推行风光互补路灯对美化当地环境有特别踊跃的意义。2）经济效益每套 500W、12 米高的惯例路灯设备报价 4000 元/套（含灯杆、灯具、光源）输变配送设备每套摊入 9000 元，安装施工花费 2000 元/套，一次性投资大概为 1500 元/套。每年的灯具保护花费为 120 元/年，每年耗电，折合电费约为 1300 元/年。按 10 年使用寿命，此间改换一次输配电设备和灯具耗资 6000 元，总花费为 35200元/套。风光互

9、补路灯设备报价 20000 元（含风力发电系统、太阳能发电系统、储能系统、控制系统和灯杆照明系统） ，采纳专业安装，花费计入报价，每年的保护花费为 80 元，不用耗电能，此间改换两次储能和照明装置约 5000 元，按 10 年计算总花费为 25800 元/套。对比风光互补路灯节俭花费为 9400 元。按一段 3000 米长的城市道路安装 200 套路灯每 10 年能够节俭花费 188 万元。按一座中等城市拥有12 万套路灯可节俭 11.28 亿元。3）环境效益每套惯例路灯 10 年花费 1825KWh 电能，按火力发电标准煤耗 400g/KWh 计算，共花费标准煤 7.3 吨,一座中等城市仅路

10、灯一项 10 年耗费 87.6 吨标准煤 ,增添二氧化碳排放万吨 ,二氧化硫 1.75 万吨 ,二氧化氮 1.3 万吨 ,杂质、粉末 15.5 万吨。杂质、粉末直接污染环境；二氧化碳的排放会使地球表面升温，产生“温室效应” ；二氧化硫和二氧化氮跟着雨水排放到地面形成“酸雨”会使水库、河流、湖泊的7/38酸度增添影响植物生长，鱼类生殖，惹起建筑物、资料、文化资源的腐化，影响人体健康。风光互补路灯的能源耗费和环境污染一直为“零”。可作为普及新能源知识的好教材 .风光互补路灯能最直接的向人们展现太阳能微风能这类洁净和自然能源的应用， 展现人类怎样利用可重生能源保护地球的生态环境， 可作为普及新能源知

11、识的好教材。1.1.4 风光互补路灯的原理路灯，作为便民工程，也是耗电大户。在能源紧张的今日，风光互补路灯解决了这一难题， 但风电互补路灯原理其实不为人所知。 其实风电互补路灯原理在外国早已普及， 认识风电互补路灯原理才能更好的在国内将此项技术进行推行。风光互补发电系统是一种风能和光能转变成电能的装置， 风光互补路灯工作原理是利用自然风作为动力， 风轮汲取风的能量， 带动风力发电机旋转，把风能转变成电能，经过控制器的整流，稳压作用，把沟通电变换为直流电， 向蓄电池组充电并储藏电能。 利用光伏效应将太阳能直接转变成直流电，供负载使用或许储存于蓄电池内备用。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共

12、同发电。 风光互补发电站风光互补发电站采纳风光互补发电系统， 将电力并网送入惯例电网中。夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，晴日由太阳能发电，在既有风又有太阳的状况下二者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能，比单用风机和太阳能更经济、科学、适用。合用于道路照明、农业、牧业、栽种、养殖业、旅行业、广告业、服务业、港口、山区、林区、8/38铁路、石油、队伍边防哨所、通信中继站、公路和铁路信号站、地质勘探和野外观察工作站及其余用电不便地区。2设计需求（1） 风光互补路灯系统介绍使用资源条件当地年均匀风速大于 ，同时年度太阳能辐射总量不小于 500MJ/m 是风光互补路灯系统介绍使用地区。（2） 互补路灯

13、系统在以下条件下应能连续、靠谱地工作a）室外温度： 25 45； b）室内温度： 040；c）空气相对湿度：不大于 90%（25 5）；d）海拔高度不超过 1000m。（ 3） 联合北京风力和光照状况使路灯能实现夜间照明2 天需求。（4） 风光互补路灯系统在以下环境中运转时，应由生产厂家和用户共同约定技术要乞降使用条件a）室外温度范围高出 2545的地区； b）室内温度范围高出 040的用户； c）海拔高度超出 1000m 的地区；d）盐雾或沙尘严重地区。9/383系统初始化设计3.1 当地气象数据资料（1） 北京地区整年各月的月均匀太阳辐射值 单位： MJ/（m2?d）（2） 北京地区年均匀

14、风功率密度色斑图 单位： w/m210/38 灯源及灯杆设计 照明方式的选择依据灵巧车交通道路照明标准值。路灯地点选择设置在昌平区的次干路上。 选用截光型路灯。 且不用太高等级的照明条件， 同时考虑到成本问题， 最后选择单侧照明方案。路灯摆列方式如图：11/383.2.2 灯杆高度及路灯间距的计算依据城市道路照明标准截光型路灯的高度最小为路面宽度，即 7.5 米；路灯间距最大为三倍灯杆高度， 即 22.5 米。所以最后参数选定为：，灯杆的高度应依据安装地址的地理环境来决定， 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关预为准，同时要注意保证太阳能电池组件不被灯杆

15、遮挡。 所以灯源的高度为，灯杆的高度为 10m。3.2.3 路灯灯源的选择1.材质：高纯度铝质反射器、灯壳及散热体；高强度钢化玻璃罩；大功率 LED 光源；高效率入口恒流源。2. 太阳能照明系统中的光源要知足以下 2 个条件： a. 寿命要长，光衰要低，这样才能表现高质量照明系统，太阳能照明系一致般也是供给长时间质保期的。 b. 为尽可能的降低早期投入成本，事必要减小晶硅片面积和蓄电池容量，这是由电流来决定的。所以相同功率的光源实质工作电流越小越好，这样整体造价就会降落。12/38光源的价钱在整个太阳能照明系统中所占的比率很小很小。3.合用处所：城市道路，人行道，广场，学校，公园，庭院，居住区

16、，厂区以及其余需要室外照明的场所。4.功率选择：光源照度 15 lx, LED 发光效率 75lm/w15 H （S/0.95 0.9 ）取灯源功率为 40W3.2.4 灯杆强度依据城市道路照明工程施工及查收规范和小型风力发电机技术条件的有关要求，灯杆应与风力机组的自振频次相差很大，可以抗 12 级台风。最后选定的灯杆厚度为 5mm，强度校核以下：（1）计算依照a） 风速 V=120km/h（ 十二级风 ）b）基本风压 W0 c）整基杆风振系数取d）设计计算依照：、建筑构造荷载规范 GB50009-2001、建筑地基基础设计规范 GB5007-2002、钢构造设计规范 GB50017-2003

17、、高耸构造设计规范 GBJ135-9013/38（2） 设计条件基本数据： 170W 硅铁模块距地面高度 10m，面积m2 ,每块重量 45kg, 220W 硅铁模块距地面高度 7m，面积 1.74 m2 ,每块重量30kg,灯杆截面为圆形，灯杆上口径直径 d 为 120mm，底手下口径直径 D 为 260mm，厚度 =5mm。法兰厚度为 20mm,直径 500mm。材料为 Q235 钢，折服强度为 f 屈=240N/ mm2 ，灯杆高度为 10m，路灯含模块灯头总重为 380kg。（3）灯柱强度计算a）风载荷系数Wk =z s z r W0式中： Wk 风荷载标准值（ kN/ m2 ）；z高

18、度 z 处的风振系数；s风荷载体型系数；z风压高度变化系数；r高耸构造重现期调整系数，对重要的高耸构造取。b）太阳能板：高度为 10m 和 7m风压高度变化系数 z取 风荷载体型系数 整基杆风振系数 z 取灯盘风载荷系数W0WK1=zur 14/382=1.3 0.8 1.38 1.2 0.7=1m.2kN/c）灯杆：简化为均布荷载风压高度变化系数 z取灯杆风载荷系数 WWK2= z s z0 r 0.6 0.7=0m.90kN/d）太阳能板及灯杆迎风面积S太阳能板 1 =（1.34+1.34） Sin22 S太阳能板 2 =1.74 =0.63 S灯杆 =（0.12+0.26） （4）内力计算弯矩设计值： M= M 灯盘 + M 灯杆W k1S太阳能板Wk2 S灯杆 5mM= Q 10m+ Q =1.4 0.96 10+1.4 0.63 7+1.4 0.90 m1.9 5=35.5 kN最大剪力 V=Q Wk1+ QW k2S灯杆式中 Q-载荷组合系数15/38（5）灯柱根部应力灯柱根