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%。部件型号及规格数量备注风力发电机GARDENSON-300W/24V1台低风速型风力发电机太阳能电池板100W/24V2块单晶硅蓄电池100AH/24V2只磷酸铁锂电池光源及灯具HY720LD60W1套华豫新能源LED路灯风光互补路灯控制器SN400-241只带卸荷保护装置自立式路灯灯杆成套灯高8米、杆高10米1套含地脚笼、太阳能支架附件电缆等二、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:0.3m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1000VDC开路电压43.4峰值电压34.2短路电流4.96峰值电流4.39标准功率1502.3蓄电池的选择可采用铅质硫酸蓄电池、碱性蓄电池和锂电池，以采用磷酸铁锂电池为佳，并采用埋地处理，提高电池性能寿命及提高防盗窃作用。下面是目前常用蓄电池的性能比较：项目磷酸铁锂钴酸锂电池镍氢电池镍镉电池铅酸电池设计形状可变有限制有限制有限制有限制重量比能量（Wh/kg）100130-16060-12045-80循环次数（次）2000500-1500200-400500〈100毒性无无有有有记忆效应无无有有有自放电3%10%25%15%30%安全安全有限范围安全有限范围安全有限范围安全有限范围安全单位成本中等高高高低2.4光源及灯具LED灯的质量层差不齐，光衰严重的LED半年就有可能衰减50%光照度。所以一定要选择光衰较慢的LED灯。在此采用华豫新能源生产的HY720LD60W型号的大功率LED路灯，实现灯具的长寿命及独特配光，实现国家的道路照明标准。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；高效率进口恒流源。型号LED功率工作电压功率因素（PF）LED发光效率初始光通量HY720LD60WAC（85V-265V）/频率（50~60Hz）DC(24V)0.9100lm/W4800lm效率有效光束角显色指数（Ra）相关色温（CCT）光源使用寿命净重（Kg）90%65°Ra802700k~7000k50000Hrs50000h3.56外形尺寸290mm×190mm×105mm2.5风光互补控制器风光互补控制器与电池箱安置在一起，把风力发电机（2）、太阳能电池板（3）、蓄电池、电灯联成一个系统,采用先进的电路对系统进行自动控制。参数如下：控制器型号：SN400-24蓄电池额定电压(V)：24蓄电池欠压点(V)：21蓄电池欠压恢复点(V)：23.5蓄电池过压点(V)：30蓄电池过压恢复点(V)：29蓄电池恒压点：28（无光伏输入）最大风机额定功率：WP400（无风机输入）最大光伏电池功率：WP400最佳风光互补输入功率配比WP：风机(300)光伏(100)最大充电电流(A)：19（风机整流后电压）自动刹车电压(V)：90自动刹车后自动恢复时间（分钟）：35空载电流(mA)：≤26尺寸（长×宽×高）：180x137x77.5mm重量：2.0kg冷却：自然冷却保护功能：太阳能电池反接保护、蓄电池过充电保护、过放电报警；蓄电池反接保护、蓄电池开路保护、风机自动刹车和手动刹车保护。2.6自立式路灯灯杆1、采用Q235钢管，壁厚5.0mm灯杆高8米；2、独立型灯体,锥度11；保证锥度误差不大于1/1000，总长度误差不大于5MM,圆度误差不大于1MM；3.上口径140MM、下口径240MM；4、抗风力：60m/s；5、灯杆由优质低碳热轧钢板等离子切割、折弯、自动焊接成型，焊缝符合GB/T3323——1987三级标准，熔深达85%以上，本案采用宝钢Q235钢板，臂厚5MM；6、灯杆采用内外热浸镀锌防腐处理,锌层厚度大于85UM,符合ZBJ3601—89标准,防腐寿命达30年以上，可包20年不生锈；7.灯杆表面喷塑处理，采用长度达60M的一次性喷塑生产线，颜色由客户指定，采用室外用聚脂塑粉，塑层厚度大于85UM，保证固化时间，塑层均匀，附着力高，防紫外线照射。