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1、农村的太阳能路灯方案设计桂东县农村基础设施建设路灯项目太阳能路灯设计方案设计单位：迎辉电气集团有限公司二O一七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、培训一、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

2、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、CQC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

3、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

4、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

5、 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、G

6、B7001-86 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

7、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PN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

8、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PN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

9、： 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1

10、2lux，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LED30W，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防水控制器。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

11、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的太阳能电池板，70AH的锂电池；8米太阳能路灯40WLED光源选配120WP的太阳能电池板，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PMW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2、6米路灯生产技术图纸3、

12、6米太阳能路灯基础图4、8米太阳能路灯效果图5、8米太阳能路灯生产技术图纸6、8米太阳能路灯基础图7、太阳能路灯安装接线图（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3MM。2、光源：LED30W，防护等级IP67.3、太阳能电池板：100W，18V,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，

13、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。

14、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、

15、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

16、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的太阳能电池板；8米太阳能路灯40WLED光源选配120WP的太阳能电池板。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

17、、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Gilbert N. 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

18、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

19、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=LiMnO2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(1-x)CoO2+XLi+Xe-(电子)充电负极上发生的反应为6C+XLi+Xe-= LixC6充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6正极正极材料：

20、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：LiCoO23.7 V140 mAh/gLi2Mn2O44.0 V100 mAh/gLiFePO43.3 V100 mAh/gLi2FePO4F3.6 V115 mAh/g正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 充电时：LiFePO4 Li1-xFePO4+ xLi+ + xe-放电时：Li1-xFePO4+ xLi+ + xe- LiFePO4。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-+ 6C LixC6放电时：LixC6

21、xLi+ + 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

22、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%DOD）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-20-60的

23、环境下使用，经过工艺上的处理，可以在-45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、无记忆效应记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。1. 快速充电使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5-2.5个小时内就充满电；而新开发的磷铁锂电，已经可以

24、在35分钟内充满电。过充过放锂离子电池的额定电压，因为材料的变化，一般为3.7V，磷酸铁锂（以下称磷铁）正极的则为3.2V。充满电时的终止充电电压国际标准是4.2V，磷铁3.6V。锂离子电池的终止放电电压为2.75V3.0V(国内电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压，各参数略有不同，一般为3.02.75V，磷铁为2.5V。)。低于2.5V（磷铁2.0V）继续放电称为过放（国际标准为最低3.2v，磷铁2.8v），低电压的过放或自放电反应会导致锂离子活性物质分解破坏，并不一定可以还原。而锂离子电池任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏，甚至爆炸。锂离子电池在充电过程必需避免对电池产生过充。

25、铅酸蓄电池及锂电池的对比：锂电池铅酸电池储存能量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；储存能量密度低使用寿命循环寿命可达800-1000次，使用寿命较长，性价比为铅酸电池的4倍以上循环寿命在500次以下，使用寿命较短，性价比较低电池容量同样大小的电池，锂电池具有更大的电池容量电池容量较为有限体积重量同等规格容量下，锂电池体积是铅酸电池体积的2/3，重量是铅酸电池重量的1/6。同等规格容量下，体积重量均较大充放电性能在专用充电器下，可实现大电流快速充放电无大电流快速充放电性能绿色环保绿色环保电池，无任何有毒有害物质，生产及使用中均无污染电池中存在大量的铅及大

26、量的酸，废弃若处理不当，会对环境造成污染综合上述对比及本项目招标文件要求，本公司对6米太阳能路灯30WLED光源选配70AH/12V锂电池；8米太阳能路灯40WLED光源选配90AH/12V锂电池。满足此次招标要求中的每天亮灯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。（3） 控制器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。同时我公司选用的太阳能控制器具有路灯控制功能，具有光控、时

27、控恒流一体化功能，并具有防过充、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，并具有防水功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。针对本项目招标文件要求，我公司决定选用光控+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。（4）LED光源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。根据本项目的招标要求及实际情况，这次方案6米太阳能路灯采用本公司生产的30WLED路灯灯具，8米太阳能路灯采用本公司生产的40WLED路灯灯具，可比原低压钠灯节能6

28、0%。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。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；2、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

29、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、家庭、街道、景观亮化、旅游风景区、公园、庭院绿化带、广场、步行街、健身休闲广场等场所的照明及夜景工程。B、LED照明系统优势自从出现发光二极管LED

30、（ Light Emitting Diode）以来，人们一直在努力追求实现固体光源，随着发光二极管LED制造技术的不断进步和新型材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发及应用，LED半导体固体光源性能持续完善并进入实用阶段。白光LED的出现，使高亮度LED应用领域跨足至高效率照明光源市场。发光二极管是一种半导体组件，寿命长；由电转换为光的效率高，耗电量少；同时发光二极管组件是一种极小的发光源，可配合各种应用设备的小型化。白色发光二极管与一般照明比较，除了省电外（用电量是一般灯泡的1/8至1/10，日光灯的1/2，还有寿命长（可达十万小时以上）、发热量低（热辐射少）、反应速度快（可高频操作），对于废弃物

31、的处理既安全又环保（无汞污染）。由于白色发光二极管灯泡具有上述多项优点，可望在二十一世纪取代钨丝灯和水银灯，成为兼具省电和环保概念的新照明光源，也因此被喻为“绿色照明光源”的明日之星。 1、灯具效率（光输出系数）在日常生活中，人们所使用的光源大多接近全向辐射。全向辐射会使光能射向不需照射的区域，造成能量浪费或光污染。因此，为了让光源发出的光能能够尽可能多地得到利用又不会产生眩光和光污染，同时保护光源安全可靠的工作，必须使用灯具或二次配光器件对光源的辐射区域加以限制，在同样光功率的情况下尽可能的增加被照区域的辐射度。使用LED灯同样会涉及到效率问题，为了衡量灯具利用能量效率的高低，人们用灯具输出的光能量与灯具内光源输出的光能量之间的比例来衡量其效率，叫做灯具效率（也叫光输出系数）。它是衡量灯具利用能量效率的重要指标。由于灯具的用途不同，其设计形式也存在较大地差异。不同形式的灯具其效率也存在较大地差异，一般在5080之间。效率低的灯