成都流花机场工程设计方案.doc
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成都市流花机场风光互补路灯照明工程设计方案
成都市流花机场
风光互补路灯工程设计方案
深圳市瑞卡实业有限公司
深圳市星风光照明科技有限公司
二零一二年三月
前言
洁净能源是一种在使用过程中不会产生污染的能源。
再生能源，是生生不息、可永续循环使用的，有太阳能、风力、地热能、水力能、生质能及海洋能等。
国际能源专家皆表示，全球的铀及石油资源将在未来的40年内被耗尽，因此从长远看，再生能源将为人类未来的主导能源。
一般而言，再生能源发电之成本仍高于传统能源，在传统发电方式对社会环境影响之外部成本（ExternalCost）仍未纳入其成本计算时，再生能源在开放市场之竞争力仍属有限。
为发展此洁净、不虞匮乏之能源，世界各国多颁订奖励措施以反映再生能源之正面社会效益，使再生能源之投资能获得合理之利润，促进再生能源之发展。
多年来，瑞卡以高度的社会责任感和行业使命感，认真贯彻和执行国家新能源行业关于新能源行业环保整顿工作的任务，积极响应国家大力发展循环经济的号召。
公司生产的风光互补路灯已经申请获得了国家11个专利项目，并代表深圳市政府参加了09年南宁东盟展览会、郑州风力发电机展览会、还被深圳市政府定为深圳市政府采购网产品。
公司生产的产品在日本、韩国、上海、深圳、大连、湘乡、浛洸、上海世博会等地均有安装，其社会效益和经济效益都十分显著。
今年，公司的风光新能源产品成功推广到东北地区，将在吉林，黑龙江等地进行安装。
未来，公司将积极把这项绿色新能源产品推广到全国，努力成为绿色新能源产业的先进代表，为国家的新能源产业贡献自己的力量。
目录
第一节项目分析-------------------------------------3
第二节项目基地概述---------------------------------3
第三节产品特色-------------------------------------4
第四节设计依据-------------------------------------5
第五节风光互补路灯的整体设计说明-------------------8
第六节项目效益-------------------------------------11
第七节安装与调试、检验与验收-----------------------12
第八节售后服务方案---------------------------------17
第九节工程实例-------------------------------------18
第十节结束语---------------------------------------19
第一节项目分析
我公司根据要求，同时结合成都市流花机场道路情况和所在区域的气象条件，为其量身打造了垂直轴风光互补路灯，该款路灯简洁大方，其系统、结构和外观由日本Satsuki株式会社和Winpro株式会社设计和提供，中国制造，日方监制，太阳能电池组件采用国产名牌原料，LED灯头作为发光源。
风光互补产品将风能和太阳能作为主要供电能源，其能量充电、照明开关过程全部实现智能化控制，天黑自动开灯，路灯工作到天亮（或指定时间）自动熄灭，无需人工操作。
与传统的水平轴风力发电机相比，具有1米/秒微风启动发电、抗击17级以上飓风、不会发生鸟类碰撞、无噪音、设计美观、使用寿命长达25年等优点。
当日照条件良好时，充分利用太阳能这一免费资源，当风力充足时又可以利用风能，有双重能量保证道路照明。
公司严格遵守国家相关的技术指标，并按照客户的要求，选用优质的产品及部件，保质保量的完成该项目。
风光互补路灯在保证使用质量和效果的同时，定能成都市在响应国家政策提倡和使用新能源的同时并树立一道独特、亮丽的风景线。
一、
第二节项目基地概述
一、成都市流花机场的地理、气候情况
成都市处于北纬30.67°，东经104.06°，亚热带季风型气候，由于四周高山环绕，又呈典型的盆地气候。
全年平均气温在16℃～18℃。
7月、8月是雨季，春季和冬季少雨，冬天的气温极少低于5℃。
二、风能资源
成都市日照充分，太阳能资源富足，风能资源丰富，风力发电前景广阔。
综观上述分析可得出，成都市实际气候及环境，非常适宜安装风光互补路灯，所以，更加肯定了此项目的可实施性。
第三节产品特色
H系列与R系列风光互补路灯产品的开发生产主要遵循“优质、环保、节能、经济”的原则，坚持以客户为中心、注重项目实效、抱着对项目认真负责的社会责任感,努力实现每一个项目的成功。
因此我们在充分了解客户需求的前提下，认真考虑本项目的具体需求，结合项目本身的特点针对性的进行设计，产品的设计与开发主要考虑以下几个方面：
一、先进性
光电系统是利用光电板将太阳能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对负荷供电的一套系统。
该系统的优点是系统供电可靠性高，运行维护成本低，缺点是系统造价高。
风电系统是利用小型垂直轴风力发电机，将风能转换成电能，燃而通过控制器对蓄电能，通过控制器/逆变器等设备对用电负荷供电的一套系统。
该系统的优点是系统发电量较高，系统造价较低，运行成本趋于合理。
由于太阳能与风能互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光独立系统在资源上的缺陷。
同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。
二、可靠性
由于本产品属于依靠自然的太阳能、风能作为利用能源，所以受外在情况的影响比较大，而产品又主要用于夜间照明，为人们夜间出入提供照明保障，所以从工程设计到产品质量必须做到最优化，降低产品在使用中的故障率，保证产品使用效率的最大化。
目前我公司提供的产品是根据用户使用要求进行合理优化设计生产，绝对保证产品品质,是把项目的高可靠性和经济投资结合的最佳方案。
三、安全性
风光互补产品设计必须考虑保证对人员和设备的安全。
对项目本身的设备安全，根据气候和环境，此次项目充分考虑防水防盗设计，在满足客户的要求下，增加其可靠性、稳定性，确保产品长期的稳定运行。
四、可能维护性
由于本产品技术设计方面采用离网式独立供电，每一路灯相互独立，维护简单，避免
了由于排线的故障需定点探寻等传统维护工作。
可根据产品的实际情况更换各部件。
我们把该产品分成：
灯体部分、太阳能电池组件部分、蓄电池部分、光源部分、风力发电机部分及控制系统部分。
各部分都采用独立设计方式，使该产品便于维修装配，具有较好的可维护性和回换性。
五、环保性
太阳能与风能均为洁净的再生能源，工程建设实施有利于整个生态环境的保护。
从使
用电网电能的污染角度，使用绿色可在生能源而不使用电网电能本身，就是为社会环保作出了贡献。
同时，此项目由于太阳能、风能都是非常清洁的能源，即使是能源的转换（光伏电池组件、风力电机）都不会产生对环境的污染和影响。
工程建设的社会效益和经济效益都十分显著，尤其是风光互补方案，既结合了当地风力资源优势，又提高了产品可靠性与经济性，具有生态效益，又能成为城市一道靓丽的景观。
六、造价合理性
风光互补路灯系统在当前的行业市场上，鱼目混珠，各种价格与质量的产品同时存在，我们从客户的角度出发，充分考虑工程造价的合理性，不夸张、不浪费，严格选择最实用、效果好、价格合理、品质优良的节能产品来对风光互补道路照明工程进行产品配置。
第四节设计依据
一、沿用标准
本工程所有系统配置，安装施工，维修保养均沿用下列标准。
二、设计规范
NY/T1137-2006
《小型风力发电系统安装规范》
JB/T10398-2004
《离网型风力发电系统售后技术服务规范》
GB/T12632-1990
《单晶硅太阳能电池总规范》
CECS84-96
《太阳能光伏电源系统安装工程设计规范》
JTJ026.1-1999
《公路隧道通风照明设计规范》
CJJ89-2001
《城市道路照明工程施工及验收规程》
GB50007-2002
《建筑地基基础设计规范》
GB50009-2002
《建筑结构荷载规范》
GB50010-2002
《混凝土结构设计规范》
GB50057-94
《建筑物防雷设计规范》
GB/T19115.1-2003
《离网型户用风光互补发电系统第1部分：
技术条件》
GB/T191152-2003
《离网型户用风光互补发电系统第2部分：
实验方法》
CJJ45-91
《城市道路照明设计标准》
Q/ZKHN0001-2005
《全永磁悬浮离网型风力发电机》
GB/T6495.2-1996
《标准太阳能电池的要求》
SJ/T10173-1991
《TDA75单晶硅太阳能电池》
GB/T9535-1998
《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》
YD/T1360-2005
《通信用阀控式密封胶体蓄电池》
GB/T7000.1-2002
《灯具一般安全要求与实验》
GB7248-1987
《电光源的安全要求》
GB/T11470-1989
《电光源产品质量分等分级指标》
GB14196-1993
《普通照明灯光的安全要求》
GB15039-1994
《发光强度、总光通量标准灯泡》
GB16844-1997
《普通照明用自镇流灯的安全要求》
GB/T9790-1998
《金属覆盖及其他有关覆盖层维氏和努氏显微便度实验》
GB/T11373-1989
《热喷涂金属件表面处理通则》
QB/T1551-1992
《灯具油漆涂层》
GB/T699-1999
《优质碳素结构钢》
GB50172-1992
《电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范》
三、设计原则
1、遵守国家提倡应用新能源的有关标准、规范和政策，如《中华人民共和国可再生能源法》，《建设部关于进一步加强城市照明节电工作的通知》等；
2、遵从用户的要求，与其道路、给水、环保、电力、电信等工程规划相协调；
3、满足照度要求和照明时间要求；
4、风光互补发电系统最大程度的利用当地自然资源；
5、独立式供电，避免供电故障扩散、蔓延；
6、无需变压器、稳压器、没有后期大量电费支出；
7、灯型设计优雅美观，与周围景色和谐统一。
第五节风光互补路灯的整体设计说明
一、产品名称H型与R型风光互补路灯（可选灯型）
二、系统原理
利用太阳能电池组件和风力发电机，将太阳能和风能转换成为电能，通过智能控制器将电能存储在蓄电池中，再通过路灯控制器将电能供给路灯使用，提供道路照明。
三、系统具体配置
序号
名称
功率
数量
正常使用寿命
1
H型或R型风力发电机
300W/24V
1台
25年
2
太阳能电池组件
180W
2块
25年
3
免维护胶体蓄电池
80AH
8只（80AH*8）
5年
5
微电脑全自动风光互补控制器
500W/24V
1只
25年
6
LED灯
40W+20W
各1只
10年
四、系统结构情况
型号
H型风光互补式路灯（R型风光互补式路灯）
功率
560W（风力发电200W+太阳能发电180W）
风力发电
起动风速
1.0m/sec
发电开始风速
1.2m/sec
额定输出风速
10.0m/sec
耐风速
60m/sec
控制方式
制动系统
全自动电子制动系统:
独立二重保护
叶片
长度
2.0m
宽度
30cm
直径
1.35m
片数
3pcs
外壳材质
耐腐蚀性铝合金
发电机
型号
无芯多极稀土永磁直流型
驱动方式
直驱
额定速度
300rpm
额定输出
400W （发电机输出）
外壳材质
耐腐蚀性铝合金
太阳能发电
电池组件
单晶太阳能组件：
90W，型号：
EA-T-M-90
路灯照明
照明LED
30W （颜色温度6300K）
照明时间
1天8小时（365天）
蓄电性能
型号
胶体蓄电池（200Ah×2台）
不发电状态
连续照明5天 （放电深度70％的场合）
支柱
全高
7.285m
直径
高:
9000mm,直径220mm,厚:
6.0mm
材质
STK炭素钢管
涂装
粉末涂料，熔融镀锌
控制器
风光互补
风力发电＋太阳能发电
电池系统
电池充放电管理系统（DC24V）
照明控制
太阳能传感器多级自动控制系统
发电显示
外部监控输出功率显示
外部输出功率
AC100V/220V （选择）
总重量
450kg
第六节综合效益
一、与普通路灯比较的综合优势
风光互补照明与普通市电照明相比，有着十分明显的综合优势：
普通市电照明
风光互补照明
综合投资
大型项目需建设专用输变线路配备配电设施
项目不需要建设专用输变线路配备配电设备
输电线路
需开挖电缆沟，铺设输电线路
不需长距离输电线路
建设安装
建设周期长，安装难度大
建设周期短，安装难度小
运行要求
依赖电网供电，停电则全无照明
系统独立照明不受电网影响
电费支出
长期需要支付大量电费
无
维护费用
维护频繁、费用高
维护较少、费用较低
备件更换
频繁
很少，5年更换一次电池
安全性
有触电及火灾隐患
无触电及火灾隐患
二、与普通路灯比较的效益优势
灯具类型
风光互补路灯
普通路灯
路灯价格
38000元/盏*50盏=1900000元（190万）
8000元/盏*50盏=400000万
安装费用
40万*10%=4万
配套费用
1．地埋电缆：
1500m*140元/m=21万元
2．挖沟回填：
1500m*120元/m=18万元
3．100mm布纹管：
1500m*60元/m=9万元
4．地基设施：
480元*50盏=2.4万
维护费用
设备更换：
蓄电池：
2次*600元/次*50盏=6万
1． 耗电费光源为250W钠灯（功耗500W），每天工作12.0H则每天耗电3度，按每度电0.8元计算：
10年共耗电费为：
3*0.8*365*50*10=43.8万
2． 维护光源：
1000元/盏*10次*50盏=50万
3.控制系统的部件更换费用为38万元
合计：
131.8万元
安全性能
工作电压为直流24V、50-60WLED光源，绝对安全，性能稳定，不会发生触电事故。
工作电压为交流220V250W钠灯，性能稳定需常年维护，但遇洪涝灾害及阴雨天易发生漏电，亡人事故。
同时易受停电、限电影响而不能正常使用；
二氧化碳排放量
50盏风光互补路灯10年的二氧化碳的减排量为：
278568.00KG
50盏路灯10年的二氧化碳产生量为：
232140kg
费用合计
196万
226.2万
按照EAWIN风力发电机电力供给，可以减少原有发电所用的石化燃料（石油、煤炭、天然气）的消费，可抑制二氧化碳的排放。
第七节安装与调试、检验与验收
一、控制器的安装与调试、检验与验收
1、简介
本风光互补控制器，是集太阳能、风能控制于一体的智能控制器。
即本设备可控制太阳能电池组件和风力发电机同时对蓄电池进行智能充电。
本风光互补控制器外观大方、操作方便。
采用先进的PWM脉宽控制充电，具有液晶指示电池电压和充电电流，以及防雷、太阳能防反充、卸栽、刹车、反接和蓄电池开路保护等完善的保护功能。
核心控制元件采用进口微控制器，功率器件则采用优质的原装进口IR器件。
本控制器充电效率高，空载损耗底。
经大量实验证明，该系统运行安全、稳定、可靠，使用寿命长，具有很高的性能价格比。
本控制器设计特点：
（1）PWM无级卸载：
在风能所发出的电能超过蓄电池和逆变输出需要时，控制器必须将能量通过卸荷释放掉。
普通的控制器是将整个卸荷全部接上，此时蓄电池一般还没有充满，但能量却全部被耗在卸荷上，从而造成了能量的浪费。
有的控制器采用分阶段接上卸荷，则阶段越多，控制效果越好，但一般只能做到五六级左右，所以效果仍不够理想。
本电源的控制方式是采用PWM（脉宽调制）方式进行无级卸载，即可以达到上千级的卸载。
所以，在正常卸载情况下，可确保蓄电池电压始终稳定在浮充电压点，而只是将多余的电能释放到卸荷上。
从而保证了最佳的蓄电池充电特性，使得电能得到充分利用，并确保了蓄电池的使用寿命。
（2）智能限压限流充电：
由于蓄电池只能承受一定的充电电流和浮充电压，过充电电流和过电压充电都会对蓄电池造成严重的损害。
本控制器通过单片机实时检测蓄电池的充电电压和充电电流，并通过控制光伏充电电流和风机充电电流来限制蓄电池的充电电压和充电电流，从而确保了蓄电池的使用寿命。
（3）液晶显示蓄电池电压和充电电流：
使得用户能够直观了解蓄电池的状态，并可以根据蓄电池的电压来调节使用负载的大小和时间，从而使产品设计更加人性化。
（4）风光互补控制一体：
结构简单，维护方便。
（5）完善的保护功能：
太阳能防反充：
在夜间等光线不好的情况下，蓄电池的电压可能会高于太阳能电池阵列的端电压。
本控制器带有防反充电路，以防止蓄电池对太阳能电池产生反充。
防雷保护：
本控制器内带有避雷装置，能将雷电产生的瞬时强电压和电流释放掉，以保护本控制器及后级设备不受雷击损伤。
反接保护：
如果蓄电池不小心反接，则相当于发生短路，即会产生巨大的瞬时电流。
如果不加保护，则必然回损坏蓄电池和设备本身。
本控制器带有反接保护，在不小心反接时，电路中的保险丝会自动熔断，使得整个蓄电池回路断开，从而有效保护蓄电池和本设备。
蓄电池开路保护：
长期使用后，蓄电池可能会发生开路或接触不良。
本控制器在蓄电池开路后会发出声光报警，并保护设备自身不被损坏。
过风速和过电压刹车：
在大风或过电压状态下，本控制器将自动启动电磁刹车，以保护风机
和蓄电池。
（6）数字化智能控制：
核心器件采用功率强大单片机进行控制，使得外围电路结构简单，且控制方式和控制策略灵活强大，从而确保了优异的性能和稳定性。
2、技术指标
组件名称
12v标准方法
24v标准方法
适合电池
电池电压
密闭型铅蓄电池
12V
密闭型铅蓄电池
24V
太阳光发电机
输入电压范围
输入电流范围
最大功率
额定充电电流
0～30V
0～15A
150W
12A
0～44V
0～15A
150W
12A
风力发电机
阻抗范围（工厂出货的时候）
输入电压范围
输入电流范围
最大功率
升压转换器动作范围
效应管刹车开始电流，电压
场效应管刹车时间（强风频度可变）
硅可控整流器刹车电压
硅可控整流器刹车解除
2~40W（20W）
0～35V
0～10A
150W
2～12V
10A15.7V
查出后1～16分种自动延长
35v
发电电压0v检测
2~40W（20W）
0～35V
0～10A
200W
4～24V
10A30.2V
查出后1～16分种自动延长
35v
发电电压0v检测
充电电路最大电流
太阳电池系最大充电电流
风力发电机系最大充电电流
共计最大充电电流
15A±0.5A
10A±0.5A
25A±0.5A
15A±0.5A
10A±0.5A
25A±0.5A
电池保护电路系（RS-232C可变）
过充电保护查出电压
过充电保护复归电压
过放电保护查出电压
过放电保护复归电压
14.5V±0.3V
13.2V±0.3V
11.5V±0.3V
12.5V±0.3V
14.5V±0.3V
13.2V±0.3V
11.5V±0.3V
12.5V±0.3V
昼夜查出电路系（RS-232C可变）
日落查出太阳电池电压
日照查出太阳电池电压
6V±0.3V以下
8V±0.3V以上
12V±0.3V以下
16V±0.3V以上
输出电路系
连续输出电路额定输出电流
计时器1电路额定输出电流
计时器2电路额定输出电流
共计最大输出电流
输出计时器设定时间
10A±0.5A
10A±0.5A
10A±0.5A
20A±0.5A
1h～15h（0设定连续）
10A±0.5A
10A±0.5A
10A±0.5A
20A±0.5A
1h～15h（0设定连续
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