风光互补路灯整体改造方案

XX市城市道路照明节电改造建议方案

一.能源现状及以往路灯节能控制状况：

无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，中国的常规能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%。图1给出了世界和中国主要常规能源储量预测。

图1 世界和中国主要常规能源储量预测

从长远来看，可再生能源将是未来人类主要的能源来源，因此世界上多数发达国家和部分发展中国家都十分重视可再生能源在未来能源供应的重要作用。在新的可再生能源中，光伏发电和风力发电是发展最快的，也是各国竞相发展的重点。

随着XX市城市建设规模的不断发展，对于城市道路照明的要求越来越高，各种照明灯具的数量巨大，随之而来的是电费的日益高涨和电力能源的日趋紧张。从80年代末开始，照明节电技术研究就受到有关政府部门和厂商的高度重视。XX的路灯70％以上使用的都是高压钠灯，其设计寿命为24000小时(5年)。但是由于城市电网技术落后，造成线路的电压波动大致使电网中存留许多杂波，严重影响路灯灯泡的实际使用寿命。以

下是以往城市路灯控制方式及存在问题：

（1）半夜灯隔盏亮控制方案

这种控制方式，采用特殊布线实现，但由于电力供应是三相线，而要实现 1/2 的功率控制，因此无论如何，都将导致电力变压器的三相严重不平衡。主要危害有：变压器寿命缩短，选型困难；功率总不能平衡，威胁电网安全；全半夜以及后半夜不平衡，导致灯具电压过高，灯具烧毁严重。

（2）传统电磁按时段换档控制方案

目前，市场上大部分照明节能产品，都采用传统电磁接触器换档技术，这种产品的主要缺点是：

a)灯具寿命缩短。中途换档，由于接触器电流的切断，导致闪断故障

电力供应，冲击灯具，容易灭灯，烧灯，在节电率高的档位切换时，灭灯、烧灯，严重，线路末端过低，灯点燃困难。

b)容易烧毁。由于违背电磁基本原理，切换时，冲击电网，过压击穿

变压器绝缘，接触器触点啦弧，烧接触器，变压器燃烧。

c)浪费能源，耗用大量我国稀有的电解铜和矽钢。

（3）传统电磁固定降压控制方案

新的Hid 灯在额定电压下容易点燃，但一个或几个月后在低于额定电压以下时，点燃越来越困难。

电磁固定降压的缺点是：灯具的寿命大大缩短；由于固定降压，不需要高亮度照明的后半夜，由于电网电压升高，灯具反而更亮；灯具电压随电网电压波动而波动，没有稳压功能；由于耗用大量铜材和矽钢，被盗和破坏严重。以至于，负责的路灯部门（XX路灯处）坚决拒绝传统电磁

节能产品！全国其他路灯部门，也都有类同的观点。

（4）单灯电磁调压分布式控制方案

这种技术分2 类：一类是保留Hid 灯的镇流器，外加一个固定降压或分时段降压的自藕变压器，这类产品几乎具有“固定电磁降压/ 分档降压”和“单灯可控硅降压”的所有缺点，成本非常高，性能也差。耗铜和矽钢量巨大。另一类是去除原Hid 灯的电感镇流器，改用“换档镇流器”。由于存在档位切换，除引起灭灯，故障率高，维修成本高外，新镇流器的成本以及改造工程成本也十分高。这种方案，耗用大量铜材和矽钢，被盗和破坏严重。

二. 风光互补灯可行性分析

1）. XX市城市照明系统的总装灯数量已接近发达国家水平（人均），约65000只（路灯55000只，景观照明约10000只），总耗电能功率约为23500～25000KW，每年支出的电费，维护费，建设费等约4000万元人民币，灯具基本全部采用气体放电灯（部分景观灯使用日光灯和白炽灯），因此具有较大的节电空间。

路灯是一个耗电大户，由于路灯的低压输电线路长，不仅路灯耗电，输电线路上的电损也很大，特别是远离电源点的市郊公路和高速公路更是耗电大户。目前，XX和国内很多其他城市和地区均采用了路灯隔盏关灯节能法，此法会导致路面照度分布不均匀，给治安及交通运输造成很多隐患，并因不能避免后半夜电网电压的升高对灯具寿命的损害而未能实现真正意义上的节能。风光互补照明系统从而解决了所有的难题。风光互补照明与普通市电照明的综合对比分析表显示，风光互补供电的路灯具有不需输电线路，不需开挖路面埋管，不消耗电能，造型优美等特点，在白天利

用太阳光和风力资源发电，晚上利用风力发电机发电，弥补了风能供电或太阳能供电的单一性，路灯的开关灯由智能控制器控制，天黑自动开灯，天明自动关闭。在风速仅为2.5米/秒时就可发电，太阳能电池板则可根据自身所处经度、纬度，调整为最佳截光角度，在一个有风的晴天，两大机组所产生的电能，可供4个晚上用电。其独特的优势在城市道路建设、园林绿化等市政照明领域十分突出。目前，上海、北京等地已将风光互补照明系统纳入了市政道路照明设计规范，并开始大规模应用推广。

风光互补供电系统，完全利用自然的风能和太阳能发电，摈弃传统的外电供应，不需依赖燃煤等矿物燃料的消费，从而减少大气污染，实现“零电费、零排放”。风光互补供电系统是由太阳能电池与风力发电机发电，经蓄电池贮能，给负载供电的一种新型电源，广泛应用于微波通讯、基站、电台、野外活动、高速公路、无电山区、村庄、海岛的电力提供。四．风光互补路灯系统简介：

风光互补型新能源系统是国家863发展计划重点扶持的项目之一，是近年来推出的一项新的技术与应用。近年来由于对环境的需求和传统能源的紧缺，加之政府产业政策的支持，风力发电和光伏发电的应用得到普及，系统造价极大降低，配置更加稳定。

风光互补路灯，也就是风力、太阳能电池两种环保能源结合LED或萤光灯的新产品，从技术角度讲属于复合型产品，采用两种能源相互补充的原理，配置了多晶硅太阳能板、永磁发电机、免维护蓄电池，微电脑时间控制器，高效LED节能灯。不用电缆、施工简易、应用网域广泛、造型优美，是实用与艺术的有机结合体。而且可以在原有路灯的基础上进行改造。风光互补路灯不需要输电线路，不消耗电能，是取之不竭，用之不尽，大

自然恩赐的无价能源。

1)风光互补路灯系统电路原理图：

2)风光互补路灯系统性能特点：

--智能充、放电控制，可相对延长蓄电池的使用寿命；

--负载开路及短路保护，并具有自动恢复功能；

--采用专用芯片对光源进行恒功率、启动控制，具有过流、过电压保护，灯泡开路、短路保护；

--防频闪双频工作模式，灯温补偿；

--采用工业级芯片低功耗设计，可在高温、寒冷、潮湿的环境下可靠