風(fēng)光互補(bǔ)路燈設(shè)計(jì)概述

　　一、 技術(shù)要求及涉及因素：問題一：所要架設(shè)路燈的路級標(biāo)準(zhǔn)(單道或雙道、路長、路寬、照明亮度要求)。問題二：所要架設(shè)路燈的地理位置(常年日光照射情況及日平均風(fēng)速)。問題三：路燈日使用情況(每日使用時(shí)間，采用節(jié)能的雙開或三開)，遇到陰雨天，系統(tǒng)可提供備用電力應(yīng)用天數(shù)。問題四：系統(tǒng)負(fù)載功率多大?輸出電壓和電流是直流還是交流? 問題五：系統(tǒng)負(fù)載情況，是電阻性、電容性、還是電感性?啟動電流需要多大? 根據(jù)問題一，確定合理的路燈布置方式，包括單路燈照明范圍和路燈間距，同時(shí)還可以確定路燈的最低照明標(biāo)準(zhǔn)瓦數(shù)。力求作到在照明達(dá)到理想要求的情況下少架設(shè)路燈，以降低路燈照明系統(tǒng)成本。根據(jù)問題二，通過對所設(shè)路燈地理位置的年光照量和年風(fēng)能儲量考查，包括日均日照時(shí)間和日均風(fēng)速，確定太陽能發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率的分占百分比。根據(jù)問題三，根據(jù)路燈日使用情況和路燈系統(tǒng)電能備用天數(shù)，確定蓄電池容量及風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的功率選擇。根據(jù)問題四及問題五：根據(jù)所需負(fù)載情況，確定風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)附邊設(shè)備的選型。以上工作都作好后，根據(jù)風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的重量，進(jìn)行燈桿的承重能力及抗幾能力設(shè)計(jì)。

　　二、 設(shè)計(jì)實(shí)例：下面以河北省二級路增加設(shè)計(jì)速度60km/h一檔后，路基寬為10.0m，路長為2km，每天工作時(shí)間為10小時(shí)，備用時(shí)間為5天為例，進(jìn)行風(fēng)光路燈設(shè)計(jì)。 (一)、河北省≥3 m/s的風(fēng)速全年累積為 4000～5000h， ≥6m/s風(fēng)速全年累積為3000h以上。年太陽輻射總量為5850-6680 MJ/m2，相當(dāng)于日輻射量4.5-5.1KWh/m2。得出結(jié)論，河北省是一個(gè)風(fēng)能和太陽能儲量很高的省份，即適合風(fēng)力發(fā)電，又適合太陽能發(fā)電，因此將太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電得到的電能定為各50%。采用截光型燈具，燈具支架長1.5米，實(shí)際照明有效寬度為8.5米，設(shè)計(jì)燈架高為10米，燈具距地面直線距離為9米，各路燈間距為25米，所需路燈總數(shù)為2000/25=80。采用單支75瓦LED路燈，24V系統(tǒng)，其平均亮度和亮度平均度、平均照度和照度平均度均高于標(biāo)準(zhǔn)要求。 (二)、太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自帶恒流、恒壓、調(diào)功一體控制器降低系統(tǒng)功耗、降低組件成本。 (實(shí)際降低系統(tǒng)總損耗20%左右，以下以15%計(jì)算)

　　1、 LED燈，單路、75W，24V系統(tǒng)。

　　2、 當(dāng)?shù)厝站行Ч庹找?h計(jì)算，采用追日系統(tǒng)可提高至6h。

　　3、每日放電時(shí)間10小時(shí)，(以晚7點(diǎn)-晨5點(diǎn) 為例)通過控制器夜間分時(shí)段調(diào)節(jié)LED燈的功率，降低總功耗，實(shí)際按每日放電7小時(shí)計(jì)算。 (例一：晚7點(diǎn)至11點(diǎn)100%功率，11點(diǎn)至凌晨5點(diǎn)為50%功率。合計(jì)：7h) (例二：7：00-10：30為100%，10：30-4：30為50%，4：30-5：00為100%)

　　4、滿足連續(xù)陰雨天4天(另加陰雨前一夜的用電，計(jì)5天)。逆變后實(shí)際輸出功率為原功率90%，故所需發(fā)電功率為83W。電流 = 83W÷24V=3.458 A 計(jì)算蓄電池 = 3.458A × 7h ×(4+1)天= 3.458A × 35h=120 AH 蓄電池充、放電預(yù)留20%容量;路燈的實(shí)際電流小于3.458A(加5%線損等) 實(shí)際蓄電池需求=110AH 加20%預(yù)留容量、再加5%損耗 120AH ÷ 80% × 105% = 159AH 實(shí)際蓄電池為24V /159AH，需要兩組12V蓄電池共計(jì)：318AH。

　　計(jì)算電池板：

　　1、LED燈 75W 電流：3.458A

　　2、每日放電時(shí)間10小時(shí)，實(shí)際按7小時(shí)計(jì)算(調(diào)功同上蓄電池)

　　3、電池板預(yù)留最少20%

　　4、當(dāng)?shù)赜行Ч庹找匀站?h計(jì)算 WP÷17.4V = (3.458A × 7h × 120%)÷ 5h WP = 101W 實(shí)際線損等綜合損耗小于5%，電池板實(shí)際需求=92W × 105% = 106W，因?yàn)椴捎没パa(bǔ)發(fā)電，功率減半。實(shí)際電池板需24V /53W，蓄電池300AH、24VDC一塊 ，或12VDC、150AH二塊 75W LED燈一只，太陽能電池板24VDC、 50W一塊，或12VDC、50W二塊風(fēng)光互補(bǔ)控制器24VDC/10AH一只，具有時(shí)段功率調(diào)節(jié)功能，帶液晶顯示等功能。