(完整版)风光互补路灯设计

离网光伏系统 设计报告书

设计题目:

风光互补路灯设计

设计人姓名：向枘 1121560119

班级:能自1201班

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目录

1 风光互补路灯系统介绍 .............................................................. 3

1.1 概述 ........................................................................................................................................... 3 1.1。1 风光互补路的背景 ................................................................................... 4 1.1。2风光互补路灯的发展过程及现状 ............................................................ 5 1。1。3 风光互补路灯的意义 ............................................................................ 6 1。1.4 风光互补路灯的原理 ............................................................................... 7

2设计需求 ...................................................................................... 8 3 系统初始化设计 .......................................................................... 8

3.1当地气象数据资料 ............................................................................................................... 8 3。2 灯源及灯杆设计 .......................................................................................................... 10 3.2。1 照明方式的选择 ................................................................................... 10 3。2。2 灯杆高度及路灯间距的计算 .............................................................. 10 3.2.3路灯灯源的选择 ......................................................................................... 11 3.2.4 灯杆强度 .................................................................................................... 12 3。3蓄电池的选择 .................................................................................................................. 16 3。3。1 蓄电池的选择 ...................................................................................... 16 3。3。2 蓄电池的计算 ...................................................................................... 16 3.4 风力发电机组设计 ........................................................................................................... 16 3.4.1 风力发电机组的选择 ................................................................................ 16 3。4.2风力发电机组功率的确定 ...................................................................... 17 3。5太阳能电池组件设计 .................................................................................................... 17 3.5。1 太阳能电池组件功率的选择 ................................................................. 17 3。5。2太阳能电池组件功率的确定 ............................................................... 18 3.6 方阵倾斜角设计 ................................................................................................................ 18

4 系统的主要配置说明 ................................................................ 19

4。1 系统配置表 ...................................................................................................................... 19 4。2太阳能组件主要参数 .................................................................................................... 20

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4.3风力发电机主要参数 ........................................................................................................ 20 4。4控制器主要参数及说明 ............................................................................................... 21 4.5 风光互补路灯24V直流 系统原理图方框图 ........................................................ 22

5 系统建设及施工 ........................................................................ 22

5.1系统建设流程 ...................................................................................................................... 22 5.2 系统安装说明 ..................................................................................................................... 23 5.2。1 安装前须知事项 ..................................................................................... 23 5。2.2安装准备 .................................................................................................. 23 5。2。3 安装操作流程 .................................................................................... 24

6系统的运行与维护 ..................................................................... 27

6.1系统的调试 ........................................................................................................................... 27 6。2 系统的验收 ...................................................................................................................... 28 6。3系统的维护 ....................................................................................................................... 30 6.4 风光互补路灯系统的防雷及防腐 ............................................................................... 30 6。5 常见故障及处理 ............................................................................................................ 30 6.6 使用寿命 .............................................................................................................................. 32

7系统成本分析 ............................................................................. 33 8参考资料 .................................................................................... 34

8.1国家标准 ............................................................................................................................... 34 8.2行业标准 ............................................................................................................................... 35 8。3参考文献 ............................................................................................................................ 35

1 风光互补路灯系统介绍

1。1 概述

能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础，在过去的200 多年

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里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。但是人类在使用化石燃料的同时，带来了严重的环境污染和生态系统破坏。近年来,世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性,更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏，各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统,具有很好的应用前景.

风光互补路灯是由小型风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组、灯具以及灯杆等组成。他的工作原理是：当有风的时候，风能通过叶轮带动发电机旋转产生电能；当有阳光的时候,太阳能通过光硅片将光能转换成电能，两路电能通过电缆引到蓄电池组加以储存，在晚上的时候为灯具发光提供电能。风光互补路灯,是一种新能源路灯的合理应用，在经历了多年的努力后，风光互补路灯已被越来越多的人认可和应用，市场出现了欣欣向荣的局面。

1。1.1 风光互补路的背景

太阳能是地球上一切能源的来源，风能是太阳能在地球表面的另外一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面)对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差,地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后,光照很弱,但由于地表温差变化大而风能加强.在夏季，太阳光强度大而风小，冬季,太阳光强度弱而风大。风能和太阳能在时间和季节上如此吻合的互补性，决定了风光互补结合后路灯系统可靠性更高、更具有实用价值.

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因此，风光互补系统是综合利用风能、光能解决路灯供电困难的最佳方式。

1.1.2风光互补路灯的发展过程及现状

风光互补路灯技术已趋于成熟经过50年左右的发展，风光互补技术在光效、寿命、环保性、发光强度、色彩、响应速度等方面已经比较成熟,大体能够符合现代人使用需求和审美标准。

能源局势迫使新能源的加紧开发利用众所周知,传统比、不可再生能源(如煤、石油）终究会枯竭的，电能主要是靠水力发电和火力发电.而新能源如风能、太阳能并未得到普及，城市道路照明，景观照明的用电量很大，所以迫切需要加快风光互补路灯的建设。

落实环境保护、风光互补新能源技术的加紧开发利用为应对全球气候变化，我国承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放要比2005年下降40％—45%，节能提高能效的贡献率要达到85%以上,这也给节能减排工作带来巨大挑战。为此，2004年7月3日科技部、信息产业部等6部委和14个地方共同实施的“国家半导体照明工程”首批50个项目正式启动。2011年中国斥资400亿元用于LED路灯采购,对LED路灯使用者提供30%的财政补贴.截至2009年底，我国共有LED企业3000余家，其中，年产值上亿的有140家。产业研究所预测，2012年全球LED照明市场可望达到110亿美元，比去年增长26%；2015年至192亿美元，未来四年复合成长率近20％。在十届四次会议的工作报告中，提出了建设资源节约型社会，发展循环经济的任务和措施,这标志我国进入了可持续发展的新阶段,也为可再生能源产品在国家建设发展中应用创造了机遇。推广风光互补路灯系统将为社会节约巨大资源。发展当地经济，解决社会治安及交通问题提供方案，也是对全社会普及可再生能源知识的最有成效的宣传，更是促进可再生能源技

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术应用最有效的途径，有利于当地经济及交通的发展。

1.1。3 风光互补路灯的意义 1） 社会效益

风光互补路灯处处体现了现代建美化环境、保护环境的理念.风光互补路灯是一种造型美观的高科技环保产品，安装风光互补路灯，不仅与的环保理念相符，而且能向国民进行新能源利用和生态环保知识的直观教育。迎风飞转的风车可给道路一种动感的点缀，更能突显我国人民崇尚环保、重视节能和跟踪高新技术的理念。推广风光互补路灯对美化当地环境有非常积极的意义。

2)经济效益

每套500W、12米高的常规路灯设备报价4000元/套（含灯杆、灯具、光源)输变配送设施每套摊入9000元,安装施工费用2000元/套，一次性投资大约为1500元/套。每年的灯具维护费用为120元/年，每年耗电1825KW。h，折合电费约为1300元/年。按10年使用寿命，其间更换一次输配电设施和灯具耗费6000元，总费用为35200元/套。风光互补路灯设备报价20000元（含风力发电系统、太阳能发电系统、储能系统、控制系统和灯杆照明系统），采用专业安装,费用计入报价,每年的维护费用为80元，不消耗电能，其间更换两次储能和照明装置约5000元，按10年计算总费用为25800元/套。 相比风光互补路灯节省费用为9400元。按一段3000米长的城市道路安装200套路灯每10年可以节约费用188万元.按一座中等城市拥有12万套路灯可节约11。28亿元。

3)环境效益

每套常规路灯10年消费1825KWh电能，按火力发电标准煤耗400g/KWh计算,共消费标准煤7。3吨,一座中等城市仅路灯一项10年消耗87.6吨标准煤,增加二

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氧化碳排放万吨，二氧化硫1。75万吨，二氧化氮1。3万吨,杂质、粉末15。5万吨。杂质、粉末直接污染环境;二氧化碳的排放会使地球表面升温,产生“温室效应”；二氧化硫和二氧化氮随着雨水排放到地面形成“酸雨”会使水库、河流、湖泊的酸度增加影响植物生长，鱼类繁殖，引起建筑物、材料、文化资源的腐蚀，影响人体健康。风光互补路灯的能源消耗和环境污染始终为“零\"。可作为普及新能源知识的好教材。风光互补路灯能最直接的向人们展示太阳能和风能这种清洁和自然能源的应用，展示人类如何利用可再生能源保护地球的生态环境，可作为普及新能源知识的好教材。

1.1.4 风光互补路灯的原理

路灯，作为便民工程,也是耗电大户。在能源紧张的今天，风光互补路灯解决了这一难题，但风电互补路灯原理并不为人所知。其实风电互补路灯原理在国外早已普及，了解风电互补路灯原理才能更好的在国内将此项技术进行推广.

风光互补发电系统是一种风能和光能转化为电能的装置，风光互补路灯工作原理是利用自然风作为动力，风轮吸收风的能量，带动风力发电机旋转，把风能转变为电能，经过控制器的整流，稳压作用，把交流电转换为直流电，向蓄电池组充电并储存电能。利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电，供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。风光互补发电站风光互补发电站采用风光互补发电系统，将电力并网送入常规电网中。夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能,比单用风机和太阳能更经济、科学、实用。适用于道路照明、农业、牧业、种植、养殖业、旅游业、广告业、服务业、港口、山区、林区、铁路、石油、边防哨所、通讯中继站、公路和铁路信号站、地质

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勘探和野外考察工作站及其它用电不便地区。

2设计需求

（1） 风光互补路灯系统推荐使用资源条件

当地年平均风速大于3。5m/s,同时年度太阳能辐射总量不小于500MJ/m是风光互补路灯系统推荐使用地区。

（2） 互补路灯系统在下列条件下应能连续、可靠地工作

a)室外温度：－25 ℃～＋45℃;b)室内温度:0℃～＋40℃；c)空气相对湿度：不大于90%(25℃±5℃);d）海拔高度不超过1000m。

（3） 结合北京风力和光照情况使路灯能实现夜间照明2天需求。 （4） 风光互补路灯系统在以下环境中运行时，应由生产厂家和用户共同

商定技术要求和使用条件

a)室外温度范围超出－25℃～＋45℃的地区；b)室内温度范围超出0℃~＋40℃的用户；c）海拔高度超过1000m的地区；d)盐雾或沙尘严重地区。

3 系统初始化设计

3.1当地气象数据资料

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（1） 北京地区全年各月的月平均太阳辐射值 单位:MJ/（m2•d） （2）

北京地区年平均风功率密度色斑图 单位：w/m2

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3.2 灯源及灯杆设计 3.2.1 照明方式的选择

根据机动车交通道路照明标准值。

路灯位置选择设置在昌平区的次干路上。选取截光型路灯。且不用太高等级的照明条件，同时考虑到成本问题,最终选择单侧照明方案。路灯排列方式如图:

3.2.2 灯杆高度及路灯间距的计算

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根据《城市道路照明标准》

截光型路灯的高度最小为路面宽度，即7.5米；路灯间距最大为三倍灯杆高度，即22.5米。所以最终参数选定为：H=7.5m，S=22。5m

灯杆的高度应根据安装地点的地理环境来决定,保证风力机组的使用不受影响。太阳能电池组件的安装一般以不与风力机组的风叶相干涉为准，同时要注意保证太阳能电池组件不被灯杆遮挡。所以灯源的高度为7。5m，灯杆的高度为10m.

3。2。3路灯灯源的选择

1. 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。

2. 太阳能照明系统中的光源要满足以下2个条件：a. 寿命要长,光衰要低,这样才

能体现高品质照明系统，太阳能照明系统一般也是提供长时间质保期的.b. 为尽可能的降低初期投入成本，事必要减小晶硅片面积和蓄电池容量，这是由电流来决定的。所以相同功率的光源实际工作电流越小越好,这样整体造价就会下降.光源的价格在整个太阳能照明系统中所占的比例很小很小。

3. 适用场所：城市道路，人行道，广场，学校，公园,庭院，居住区，厂区以及其

他需要室外照明的场所。

4. 功率选择:光源照度15 lx， LED发光效率75lm/w

15×H×S/（0。95×0.9×75)=39.47W

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取灯源功率为40W

3。2.4 灯杆强度

根据《城市道路照明工程施工及验收规范》和《小型风力发电机技术条件》的相关要求,灯杆应与风力机组的自振频率相差很大,可以抗 12 级台风。 最终选定的灯杆厚度为5mm，强度校核如下： (1) 计算依据

a) 风速V=120km/h(十二级风) b)基本风压 W0=0。7MPa c） 整基杆风振系数取1.3 d） 设计计算依据：

①、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 ②、《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002 ③、《钢结构设计规范》GB50017—2003 ④、《高耸结构设计规范》GBJ135-90

（2） 设计条件

基本数据:170W硅铁模块距地面高度10m，面积

22m1。34，每块重量

45kg， 220W

硅铁模块距地面高度7m,面积1.74m ,每块重量30kg,灯杆截面为圆形，灯杆上口径直径d为120mm，底部下口径直径D为260mm，厚度δ=5mm.法兰厚度为20mm,直径500mm。材料为Q235钢，屈服强度为f屈=240N/mm，灯杆高度为10m，路灯含模块灯头总重为380kg。

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（3） 灯柱强度计算 a) 风载荷系数

Wk=βz·μs·μz·μr·W0

式中：Wk—风荷载标准值(kN/m2）； βz—高度z处的风振系数； μs—风荷载体型系数； μz-风压高度变化系数；

μr—高耸结构重现期调整系数，对重要的高耸结构取1。2。 b） 太阳能板:高度为10m和7m 风压高度变化系数μz取1.38 风荷载体型系数μs =0.8 μr=1。2

整基杆风振系数βz取1。3

灯盘风载荷系数WK1=βz·μs·μz·ur·W0 =1.3×0。8×1.38×1。2×0。7=1。2kN/m2 c） 灯杆:简化为均布荷载 风压高度变化系数μz取1。38 风荷载体型系数μs =0.6 μr=1.2

整基杆风振系数βz取1.3

灯杆风载荷系数WK2=βz·μs·μz·μr·W0 =1.3×0。6×1。38×1.2×0.7=0.90kN/m2

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d） 太阳能板及灯杆迎风面积

S太阳能板1S太阳能板2S灯杆=（1.34+1。34)×Sin22°=0.96㎡ =1。74×Sin22°=0.63㎡

=(0.12+0.26)×10/2=1.9㎡

(4) 内力计算

弯矩设计值：M=M灯盘+M灯杆

M=γQ×Wk1×S太阳能板×10m+γQ×Wk2×S灯杆×5m

=1。4×1。2×0.96×10+1.4×1。2×0。63×7+1.4×0.90×1。9×5=35。5 kN·m 最大剪力V=γQ×Wk1×S太阳能板+γQ×Wk2×S灯杆 =5.05kN

式中γQ—--载荷组合系数

（5) 灯柱根部应力

灯柱根部最大应力应小于灯柱材料的许应力即 ξmax=M/W+P/ψA +2V/A 式中M/W—弯曲应力 P/ψA—轴向应力 2V/A—剪应力

由前面计算出灯柱总弯矩为M=34.25kN·m W-抗弯截面系数 W=I/y I为截面惯性矩 y为应力点到中性轴的距离

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截面惯性矩I=∏（D4—d4)/

d-——---灯柱根部内径 D--———-灯柱根部外径

I=3.14×［(260mm)4- (250mm)4]/

=0。32×108mm4

弯曲应力бmax=M×y/I=35.5×106 N·mm×130mm/0.32×108mm4 =144。2N/mm2 =144.2MPa 轴向应力--—P/ψA

P-轴向负荷 P=路灯总重=380kg ψ—稳定系数 A—灯杆根部截面积。

当长细比λ=2L/i=（2x10000）/（0。707x130)=218时 查表得ψ=0.103 式中：L—灯杆高度10000mm i—0。707R. R=260/2=130

轴向应力P/ψA=(380×9。8）/(0.103×4。08×103mm2) =8.86 N/ mm2=8。86MPa

最大剪应力τmax=2V/A=(2×5.05×103N）/4.08×103 mm2 =2。47 N/ mm2=2。47MPa 式中V-—--最大剪力

灯柱根部最大应力为ξmax=144。2+8.86+2。47 =155。53MPa

由于ξmax=155。53MPa<屈服强度是安全的.

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3。3蓄电池的选择 3。3。1 蓄电池的选择

⑴ 应当优先选用储能用铅酸蓄电池和其他适合风光互补发电使用的新型蓄电池； ⑵ 蓄电池组的串联电压必须与风力发电机组的输出电压相匹配,同时也必须与太阳能电池组件输出电压相一致；

⑶ 蓄电池的容量是由日最低耗电量，设定的连续阴天的天数，最长无风期的天数和蓄电池的技术性能，如自放电率、充放电效率和放电深度等因素共同确定的。

3。3。2 蓄电池的计算

系统设计目标为40W/24V 的负载说明计算.假定负载满负荷工作的情况下,按每天使用12 小时计算,要求蓄电池在满充后至少可以持续提供负载 2 天的电力,现有的蓄电池标称功率均以Ah来计。设：x为负载功率值， y为蓄电池容量值,1。2是预留系数：

xW×12h×2d×1.2＝24V ×yAh

y＝96Ah

取蓄电池容量100Ah ，选用 2 块12V/100Ah 蓄电池串联即足够满足要求。

3.4 风力发电机组设计 3.4。1 风力发电机组的选择

⑴ 由当地的年平均风速，最低月平均风速，无有效风速期时间的长短和年度总用电电量，月平均最低用电电量计算风力发电机组的功率. ⑵ 由年内最低的月平均风速，选择风力发电机组额定风速值.

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3。4.2风力发电机组功率的确定

应用于路灯系统的风力发电机组通常功率为300W-500W。根据北京市昌平区的风力资源状况，选择300W的风力发电机组。

3。5太阳能电池组件设计

3。5。1 太阳能电池组件功率的选择

太阳能电池组的峰值功率由系统日平均最低耗电电量、当地峰值日照小时数和系统损失因子来确定。

在一般正常状态下，系统的太阳电池组件的最小功率应能保证提出供出系统日平均最低发电电量,并且是日平均最低耗电量的1.8倍以上。

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3。5。2太阳能电池组件功率的确定

充电时间(小时)= 充电电池容量(Ah）×1.5 / 充电电流(A） 变型得：

充电电流(A）= 充电电池容量（Ah）×1.5 / 充电时间（小时）

设太阳能电池组件功率为xW，每日平均有效日照小时为5h，每日平均有效风速小时为1。5h，则

（xW×5h+300W×1。5)/24V=100Ah×1.5 / 5h

应用于路灯系统的太阳能电池组件通常功率为60W-120W，现选取x=80W，代入数据得：

左边=35.42A〉右边=30A，符合要求. 所以选择80W太阳能电池组件。

3。6 方阵倾斜角设计

根据前人的经验及大量的实践，在确定最佳倾角有下面两个要点： (1） 板面的最佳倾角大致等于应用所在地的纬度.

（2） 为了达到最好的接受光照的目的，板面倾角在上一个要点的基础上再增加5°到10°。以使该倾角能保证接受光照量最弱的月份能得到在相同纬度数值下南半球最大光能接收量。这样往往会使夏季获得的辐射量过少，从而导致方阵全年得到的太阳辐射量偏小。

总结以上两个要点，查表可知,北京地区的太阳能电池板最佳倾角为Φ+4,北京的维度为39.8，所以最佳倾角为43.8°。

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4 系统的主要配置说明

4。1 系统配置表

名称 规格型号 单位 数量 备注 光源 LED 24V 40W 盏 1 风机 300W 台 1 太阳能板 40W 块 2 控制器 风光互补 台 1 蓄电池 12V100Ah 只 2 灯杆 10m/7.5m 套 1 电缆附件 套 蓄电池箱 个 1

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4.2太阳能组件主要参数

型号 标称功峰值电峰值电尺寸 重量率（W） 压（V) 流（A） (mm） （Kg) TSM—40M 40 17.5±2。28±635＊5353.8 0。5 0。2 ＊40 4。3风力发电机主要参数

型号 FD2.0—0.3/8 风轮直径（m） 2.0 叶片材料 木质玻璃钢涂覆 叶片数 3 调速方式 风轮侧偏 工作风速范围（m/s） 3-25 切入风速（m/s) 3 额定风速（m/s） 8 额定功率（w) 300 额定电压（v） DC24 发电机形式 永磁三相交流 整机质量(Kg） 35 备注 标准型

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4.4控制器主要参数及说明

型号 风机额定功率 光伏功率 最大充电电流 最大负载电流 每路最大输出功率 外形尺寸 ZYK—Ⅱ型智能控制器 300w 150w 25A DC5A 120w 250*161*75 智能控制器是专门为风能、太阳能供电的系统设计的智能控制器。该控制器具有充电保护和两路负载工作时间控制的功能。具有五种负载控制方式:全光控、光时控、晚上两段控、白天两段控、全时控.有通讯接收接口，用户可自己配置发射接收模块,进行远程控制。

主要特点 ：

1．式的充电方式，提高蓄电池使用寿命.

2．控制两路直流负载，负载工作时间可灵活控制。

3．负载控制方式：全光控、光时控、晚上两段控、白天两段控、全时控。 4．冲电压、过放电压都可以分别设置。

5．短路保护：1.25 倍额定电流 60s，1。5 倍额定电流 5s 时过载保护动作；大于 3 倍额定电流 0。5s 时短路保护动作.

6．机输出电压超过了蓄电池的充电电压,系统对风机进行泄荷. 7．简便,四位 LED 加上两个按键，方便用户参数设置。 8．485 组网方式。

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9．线接收接口,用户可自己配置发射接收模块,进行远程控制。

4.5 风光互补路灯24V直流 系统原理图方框图

5 系统建设及施工

5.1系统建设流程

安装流程图

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5.2 系统安装说明 5.2。1 安装前须知事项

(1) 安装工作应在晴朗无风的天气下进行。

（2) 台风等极端恶劣天气来临之前，手动将风力机的引线从控制器接线端子上取下，并将其短路，使风力发电机的风轮处于制动状态。台风或雷雨结束后，手动将风力机引线重新与控制器上相应的接线端子相连，使系统恢复正常工作。

(3) 检修或拆卸风光互补路灯前，手动将风力机的引线从控制器接线端子上取下，并将其短路，使风力发电机的风轮处于制动状态.风机在运行状态下切勿靠近风轮,以免事故发生.

风光互补路灯系统的安装及检修请在专业人员的指导下进行，或与经销商联系。 (4） 勿使用过细或质量不佳的电缆，尽量使用原配电缆。以免引起漏电或火灾。 （5) 非专业人员勿打开控制器机壳.

（6) 勿将控制器、逆变器及蓄电池放置在潮湿、雨淋、震动、腐蚀及强烈电磁干扰的环境中，也不能放置在阳光直射、靠近暖炉等热源的地方。

(7) 为保证风光互补的使用效果以及蓄电池使用寿命,联系经销商或自行选配适宜的蓄电池。

5。2。2安装准备

（1) 检查工作

根据设备清单及配件清单来检查包装箱内的部件及配件、说明书等是否齐全, 以确保组装正常进行

a) 风光互补路灯系统设备清单

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检查设备是否齐全

b） 风光互补路灯系统配件清单 按配件清单检查是否齐全 (2） 准备工具：

󰀀 5 －6 根木头或金属桩 󰀀 6 磅铁锤

󰀀 30m 卷尺用于勘测地基或测量设备 󰀀 长1m 直径3cm 的固体金属棒或管子 󰀀 铁铲或者其挖土工具 󰀀 成套盒装扳手 󰀀 30cm活扳手 󰀀 套筒扳手

󰀀 黄腊管、绝缘胶带 󰀀 万用表 󰀀 螺丝刀 󰀀 线钳 󰀀 导线若干

5。2。3 安装操作流程

⑴ 安装流程简要说明

a） 地质勘察:风光互补路灯系统应根据《对环境和资源的要求》进行地质勘察选择合适的安装地址。

b） 地基：地基基础坑开挖尺寸应符合设计规定，基础混凝土强度等级不应低于C20，

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基础内电缆护管从基础中心穿出并应超出基础平面30 ～50mm。 浇制钢筋混凝土基础前必须排除坑内积水。

c) 灯杆穿线等：将风力发电机组，太阳能电池组件，灯源引线在灯杆相应位置引出.

d) 组装风力发电机组：参照《小型风力发电机组使用说明书》中整机的安装。 e) 安装太阳能电池组件：按设计高度将组件支架固定在灯杆上,注意角度应与设计要求一致。将太阳能电池组件与组件支架固定好。确定无误后，将太阳能电池板遮挡，将组件引线与太阳能电池组件接线盒相连接，注意正负极性.

f） 安装灯源:将路灯（灯罩、灯源成套后）与灯杆固定好,完成接线工作。 g) 竖起灯杆：参照《小型风力发电机组使用说明书》中竖起塔架。 h） 电气连接，调试，运行：详见下节。

(2) 风光互补路灯24V 直流系统接线图

安装时先接蓄电池,再接风机和太阳板.拆卸时先卸负载，然后卸风机，再卸太阳板，

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最后卸蓄电池。有正负极的地方注意别接反。

⑶ 连接要求

a） 系统内各部件之间电路的连接应是固定式可靠连接，部件之间不允许使用插头、插座方式互联。

b） 系统输出端与外电路的连接应当是固定连接，或者系统输出端使用插座. c） 不应使用双向插头连接系统输出端与用户的外电路。

d） 对于系统以外的永久性电路的安装，所有可能由于暴露而受损的导线都应用导线管保护。

⑷ 电路连接规程

a） 风光互补发电系统各部件安装完毕，外电路施工完工后,应按下列顺序安全可靠地进行系统部件连接和系统与外电路的连接。 b) 蓄电池与蓄电池连接。

c） 将控制器与蓄电池组连接，虽有防反接保护，也应注意不可将电池正、负极性接反.

d） 将太阳电池板遮蔽后，与控制器光伏输人端连接。

e） 使风力发电机组处于刹车状态，将输出线与控制器风力发电充电输人端连接. f) 控制器与灯的连接。（具体电气连接线图见控制器说明书）

⑸ 风力机、灯杆、组件及控制器的安装连接 a） 采用电柜箱在灯杆侧,安装、维护方便.

b) 采用地埋式，优点是与普通路灯相同,看不见电柜，美观，防盗性好.缺点维护

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不方便，易浸水,成本较高。

⑹ 系统成型图

6系统的运行与维护

6.1系统的调试

(1) 蓄电池、太阳能电池组件、灯和控制器的功率配置要匹配,并且额定工作电压要一致。

（2） 蓄电池、灯、太阳能电池组件到控制器的连线要根据负载功率选择,尽可能粗。

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（3） 接上蓄电池之前测单个电池电压,新的蓄电池电压应不小于13伏。接太阳能组件前应该先测组件电压是否达到标准。风力机运行时结合风力大小测输出电压是否正常(测量经过整流桥之后的直流电压）。

(4） 控制器安装:先接蓄电池，再接太阳能电池组件，最后接负载，注意正负极性.（见控制器说明书）

(5) 安装之后结合当时天气情况测充电电流是否正常并做好记录.

(6） 光控开启/ 关闭功能检测：蓄电池组两端电压不小于24.8 伏的情况下断开组件观测负载是否工作。如果工作证明光控开启功能正常。再接上组件观测负载是否停止工作，如果负载关闭证明光控关闭功能正常。

（7） 定时关闭功能测试：按照控制器说明书调节负载工作时间（比如原厂默认值为 6 小时，注:控制器掉电之后自动恢复原厂默认值）则如果负载工作6 小时左右关闭，证明时控关闭功能正常。如果远远不足6 小时而负载关闭时，立即测量蓄电池电压，如果在22.8 伏左右证明电量不足，控制器自动关闭负载。

(8) 时控开启功能测试：负载由光控开启(第一次开启是光控开启）工作到设定时间后时控关闭，观察到设定时间后负载是否正常开启,如果不开启,测量蓄电池电压排除电量不足的可能性，如果达到开启电压24。8 伏而不启动则证明该功能失效。 (9) 蓄电池长期工作在欠压状态有可能导致损坏；如果电压较低结合天气情况判断，如果储电量不够就更换大容量蓄电池；或者提高充电效率.

（说明：过充保护、过充恢复、过放保护、过放恢复电压等参数以控制器说明书为标准）

6。2 系统的验收

工程验收表：

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6.3系统的维护

(1) 风光互补路灯系统一定要按照使用说明书及有关技术文件正确使用。 (2） 我们风光互补路灯系统由于采用了新型设备，维护保养变得相对简单，需要时可对表面维护处理，（主要是美观的考虑，不影响使用性能）,要定期对风力发电机的回转部分加注润滑脂（外部装有加油嘴).

6.4 风光互补路灯系统的防雷及防腐

已考虑防雷及防腐措施, 风力发电机组、太阳能电池组件、控制/ 逆变器、灯杆的设计已符合国标要求，但在雷区及气候腐蚀条件特别的地区使用风光互补路灯系统, 需要经过专业设计人员根据实际情况研究增加辅助设施或修改设计方案，北京地区的实际情况不需要。

6.5 常见故障及处理

故障 产 生 的 原 因 排 除 方 法 30 / 36

(完整版)风光互补路灯设计 1 尾翼固定螺钉松动 1 拧紧松动部位 2 定浆距风轮叶片变形 风力机剧烈3 定浆距风轮叶片有卡滞现抖动 象 4 上好弹簧垫，紧固螺钉 4 固定螺钉松动 1 机座回转体内油泥过多 2 机座回转体内有沙土等异调向不灵 物 3 风力机曾经摔倒过,立杆上端变形 1 各紧固部位有松动之处 1 放倒风力机，检查并采取相应措施 2 发电机轴承部位松动 2 更换轴承,重新安装 异常杂音 3 发电机轴承损坏 3 更换轴承 4 发电机转子与定子磨擦4 更换或修复轴承部位 （大多是轴承原因） 1 发电机长期不润滑，保养 风轮转速明2 发电机轴承损坏 显降低 3 风轮叶片变形 1 有短路部位 发电机输出2 断路 电压过低或3 接线头接触不良 不发电 4 发电机转子与轴松动 4 更换发电机 3 排除检查 2 检查排除 3 修复或更换叶片 1 检查排除 2 更换轴承 1 润滑保养 1 润滑保养 2 清除异物，润滑保养 3 效正立杆上端 3 拆卸润滑保养,重新安装 2 更换浆叶 31 / 36

(完整版)风光互补路灯设计 太阳能电池1 有短路部位 组件输出电2 断路 压过低或无3 接线头接触不良 电压 1 发电机输出电压过低或不发电 1 按上述方法排除 2 组件输出电压过低或无电2 按上述方法排除 压 蓄电池充不3 蓄电池极柱接线锈蚀接触进电 不良 4 更换蓄电池 4 蓄电池报废 5 更换智能控制器或控制/逆变器 5 智能控制器或控制/逆变器损坏 供电不足或无电 见“发电机输出电压过低或不见两项故障的排除方法 发电”,“蓄电池充不进电” 1 智能控制器或控制/逆变器路灯亮灯时间不正常 设置不正确 2 智能控制器或控制/逆变器损坏 1 按照说明书，检查设置是否正确 2 更换智能控制器 锈蚀 3 清除锈蚀，保持良好导通，并涂上凡士林防止3 排除检查 2 检查排除 1 检查排除 6。6 使用寿命

太阳能电池板使用寿命为25年。 风机的使用寿命为10年。

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蓄电池的使用寿命为5～8年。

由于蓄电池寿命较短，因此路灯系统的使用寿命为5～8年,如果蓄电池及时进行维护,使用寿命会有所延长。

7系统成本分析

风光互补路灯系统与常规路灯系统成本分析

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8参考资料

8.1国家标准

《小型风力发电机技术条件》GB10760。1-19 《离网型用户风光互补发电系统》GB/T19115.1—2003

《家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法》GB/T190—2003 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

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《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GBJ50169-92 《单端荧光灯性能要求》GB T 17262—2002 《建筑照明设计标准》GB50034—2004 《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 《建筑地基基础设计规范》GB5007—2002 《钢结构设计规范》GB50017-2003 《高耸结构设计规范》GBJ135-90

8。2行业标准

《城市道路照明设计标准》CJJ 45-2006 《城市道路照明设计标准》CJJ 45-91

《城市道路照明工程施工及验收规范》CJJ -2001

《离网型风力发电机组用控制器技术条件》JB/T 6939。1-2004 《灯具油漆涂层》CQB1551—52 《高杆照明设施技术条件》CJ/T3076 《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99

《全面质量管理办法路灯质量标准》国家经委试行办法

8.3参考文献

《半导体照明》国家半导体照明工程研发及产业联盟 《建筑照明设计手册》李恭慰

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《风力发电》王承熙,张源主编

《太阳能光伏发电系统的设计与施工》刘树民, 宏伟译

《切实加强治污能力建设确保\"十一五”减排目标落实》刘春江，毕超 《农村小型风力发电设备》沈德昌 《风光互补路灯设计及用户手册》

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