风光互补路灯完全版

风光互补太阳能路灯

设

计

方

案

设计单位：乌鲁木齐旭日阳光太阳能

工程有限公司

设计时间：二0一一年三月二十日

设计人员：姜广建电话：

风光互补路灯设计方案

现场效果图

一、自然资源状况

在跨入21世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题。而能源问题将更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温室效应都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能和风能等清洁能源以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源。

1.1化石能源带来的问题

(1)能源短缺：由于常规能源的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需要。从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。因此，如不尽早设法解决化石能源的替代能源，人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面。

(2)环境污染：当前，由于燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；局部地区形成酸雨，严重污染水土。这

些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。

(3)温室效应：化石能源的利用不仅造成环境污染，同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，引起全球气候变化。这一问题已提到全球的议事日程，其影响甚至已超过了对环境的污染，有关国际组织已召开多次会议，限制各国CO2等温室气体的排放量。

1.2 太阳能资源及其开发利用特点

(1)储量的“无限性” ：太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量大约是1.6×1023kW，其中到达地球的能量高达8×1013kW，相当于6×109t标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×1013千亿t，是目前世界主要能源探明储量的一万倍。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。

(2)存在的普遍性：虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。

(3)利用的清洁性：太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其

开发利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，是人类理想的替代能源。

(4)利用的经济性：可以从两个方面看太阳能利用的经济性。一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接收太阳能时不征收任何“税”，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入较高，但其使用过程不耗能，而电热水器和燃气热水器在使用时仍需耗费。随着科技的发展以及人类开发利用太阳能的技术突破，太阳能利用的经济性将会更明显。

二、技术方案

设计说明：

一、根据现场勘查情况，在风光互补路灯安装位置位于道路两旁绿化带附近，而风光互补路灯的安装要求在安装位置无树荫、楼宇等遮挡，如有遮挡，将大大降低风机和太阳能光伏组件的充电效率。因此我公司建议风机和太阳能光伏组件的安装高度高于周围树高，以保证风机和太阳能光伏组件的充电效率。故灯高设计为10米。

二、1、根据《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）

第4.1.3条采用普通截光型路灯按平面对称式配置灯具的高杆灯，其间距和高度之比以3∶1为宜，不应超过4∶1。

2、此次风光互补路灯所选用LED光源光照半径为15米，为保证该路段夜间的整体效果，无暗区，故设计灯间距为30米。

风光互补路灯系统效果图

风光互补路灯效果图

风机

太阳能光电池

主路LED光源

辅路LED光源

锥型路灯灯杆

风光互补控制器地下蓄电池放置

三、设备选型

3.1. 光源的选择

光源选用路灯专用LED光源，该光源具有以下特点：

首创散热器与灯壳一体化设计， LED直接与外壳紧密相接，通过外壳散热翼与空气对流散热，充分保证了LED路灯50000小时的使用寿命。按照每天工作10个小时计算，其寿命也在12年以上，维护费用极低；

灯壳采用铝合金压铸成型，可以有效的散热和防水、防尘。灯具表面进行了耐紫外线抗腐蚀处理，整体灯具达到IP65标准；

采用单体椭圆反射腔配合球状孤面来设计，针对性地将LED发出的光控制在需要范围内，提高了灯具出光效果的均匀性和光能的利用率，更能凸显LED路灯节能优点。与传统的钠灯相比，可节电60%以上；

无不良眩光、无频闪。消除了普通路灯不良眩光所引起的刺眼、视觉疲劳与视线干扰，提高驾驶的安全性；

启动无延时，通电即达正常亮度，无须等待，消除了传统路灯长时间的启动过程；

绿色环保无污染：不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染；

与太阳能结合是绝好搭档，充分发挥LED直流低压工作与节能

环保的优点，太阳能光伏板与LED光源相结合，为客户实现最佳性价比和高可靠性。

3.2 风机的选型

本系统选用300W磁悬浮风力发电机，风机输

出三相交流电，经过风光智能控制器给蓄电池充电。

全永磁悬浮风力发电机是专门为低风速区应

用而研发的，用全永磁悬浮推力轴承平衡由于风压

作用在叶轮上引起的轴向压力增加而产生的轴向摩

擦力，以减少传统风机因叶轮在超大风速作用下旋转时的轴向摩擦力，这对提高风机旋转速度，减小轴向摩擦，增加发电量，意义重大；同时风机转子系统在旋转时的径向摩擦力可减小70%以上，极大地减少了摩擦阻力，起动风速为1.5米/秒，明显优于普通风力发电机。

a、在性能方面：采用新一代专利技术的径向磁路永磁转子结构，无滑环，无励磁绕组，定、转子气隙大，使发电机具有中、低速发电性能好，效率高、比功率大的特点，能适应高转速的使用场合；

b、在可靠性方面：使用全永磁悬浮轴承，使整个转子处于微摩擦状态，辅助轴承则采用专用的宽系列双橡胶圈密封进口轴承（内含长寿命、耐高温润滑脂）；以先进真空沉浸工艺使发电机具有可靠性高、寿命长、结构简单、免维护的特点，同时能使发电机在极恶劣的环境条件下可靠工作。

以下为技术参数：