1、 包头稀土高新区道路风光互补工程LED 太阳能路灯方案武汉三剑照明器材有限公司2011 年 12 月 23 日2目 录一、13 米宽道路的路灯设计 .3二、20 米宽道路的路灯设计.5三、 建设风光互补路灯的意义.7四、风光互补 LED 路灯配置方案 .8五、 LED 路灯工程设计方案.103一、13 米宽道路的路灯设计 根据设计要求这种道路一般为人车混用的支路，车流少、车速低和路面是 13米宽的水泥混凝土路面，可以选用单侧布置。效果图灯具高度 H=8 米，间距 S=20 米，灯具悬挑长 1.5 米则有效路宽为 11.5 米，根据国家照明标准要求其照明平均照度 Eav 不低于 3.5Lx，平均
2、照度均匀度Emin/Eav 不小于 3.5。 灯具采用 LED 照明灯具， 56WLED 灯具来做光源，其光通量为 5500Lm，其等高 8 米道路平面等照度曲线图为: 4照度计算伪色图：选用路灯利用系数 U=0.32(国际照明委员会推荐 0.3),维护系数 K=0.8;则其路面平均照度为： Eav=U*N*K/W*S=0.32*8000*1*0.8/11.5*30=5.93lx； 根据灯具的等照度曲线可以得出其最小照度值 Emin 不小于 3 lx 则其平均均匀度为：Emin/Eav=3/5.93=0.5。 所以该安装方案路面平均照度 Eav=5.93lx,平均均匀度 Emin/Eav=0.
3、5 符合国家标准要求。 5二、20 米宽道路的路灯设计 根据这种道路一般为次于干路，车流较多、车速较快和路面是 20 米宽的水泥混凝土路面，可以选用比侧对称布置:效果图灯具高度 H=12 米，间距 S=40 米，灯具悬挑长 2 米则有效路宽为 16 米，根据国家照明标准要求其照明平均照度 Eav 不低于 5.6Lx,照度均匀度 Emin/Eav 不小于 0.35。 灯具采用 LED 照明灯具， 84WLED 照明灯具做主灯光源，30WLED 照明灯具做辅道灯光源，其光通量为 8400Lm 和 2900Lm，其灯高 12 米道路平面等照6度曲线图为：选用路灯利用系数 U=0.32(国际照明委员会
4、推荐 0.3)，维护系数 K=0.8;则其路面平均照度为： Eav=U*N*K/W*S=0.32*8000*1*0.8/13*25=6.3Lx 根据灯具的等照度曲线图可以得出其最小照度值 Emin 不小于 3Lx 则其平均均匀度为:Emin/Eav=36.3=0.47 所以该安装方案路面平均照度 Eav=6.3Lx，平均均为度 Emin/Eav=0.47 符国家标准要求。7三、 建设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，不仅与政府的环保理念相符，而且能向国民进行新能源利用和生态环保知
5、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 15000 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
6、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。随着化石能源资源的减少，常规能源的价格不断升高，以及对排放污染进行环保处理，常规能源的价格又进一步升高趋势，届时风光互补路灯的经济效8益比常规路灯将更具优势。（3） 环境效益每套常规路
7、灯 10 年消费 1825KW.h 电能，按火力发电标准煤耗 400g/KW.h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 万吨标准煤,增加二氧化碳排放 300 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
8、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。四、风光互补 LED 路灯配置方案依据我国城市道路照明设计标准 （CJJ45-2006）风光路灯的配置方案如下。 配置方案 (1)路灯配置设计 路灯配置采用一台 400W 风力发电机、二片 200W 太阳能电池板、一套30WLED 灯和一套 84WLED 灯以及 2 只 300AH/12V 铅酸阀控蓄电池，组成一支独立的风光互补路灯。可每天可靠亮灯 10 小时。(2)配置清单 20 米路宽 ：序号 项目 规格 品牌 数量 寿命风力发电机 400W 尚能 1 套 2
9、0年太阳能组件 200W/18V 三剑 2 套 20年风光互补控制器 10A/24V 三剑 1 套 20年1 风光互补发电 系统防水蓄电池（引线） 12V/300AH 天能 2 组 4 年光源 1W*84+1W*30 三剑 1 套 20年2 光源系统风机与控制器连接电缆 RVV3*4 黄鹤 12 米 209年太阳能电池与控制器连接电缆 RVV2*2.5 黄鹤 12 米 20年太阳能电池之间连接电缆 RVV2*2.5 黄鹤 2.5 米20年控制器与光源连接电缆 RVV2*1.5 黄鹤 20 米 20年灯杆 12M 三剑 一支 20年灯臂 三剑 一支 20年3 杆件系统太阳能支架 三剑 一套 20
10、年4 路灯系统附件 地脚笼 三剑 一套 20年13 米路宽：序号 项目 规格 品牌 数量 寿命风力发电机 300W 尚能 1 20 年太阳能组件 130W/18V 三剑 2 20 年风光互补控制器 10A/24V 三剑 1 20 年1风光互补发电系统防水蓄电池（引线） 12V/180AH 天能 2 4 年光源 1W*56 三剑 1 套 20 年风机与控制器连接电缆 RVV3*4 黄鹤 8 米 20 年太阳能电池与控制器连接电缆 RVV2*2.5 黄鹤 8 米 20 年太阳能电池之间连接电缆 RVV2*2.5 黄鹤2.5米 20 年2 光源系统控制器与光源连接电缆 RVV2*1.5 黄鹤 18
11、米 20 年灯杆 8M 三剑 一支 20 年3 杆件系统灯臂 三剑 一支 20 年10太阳能支架 三剑 一套 20 年4 路灯系统附件 地脚笼 三剑 一套 20 年 (3)发电量计算（以 20 米路宽配置为例）以 III 类太阳能资源，每年风速 3m/s 以上时间超过 3500 小时地区为例来计算，这样的资源状况在我国普遍达到。 太阳能资源属 III 类可利用区（1KW 太阳能电池板转换太阳能辐射量为4500-5500 MJ/year） ，为安全计，取转换太阳能辐射总量为 4500 MJ/year，配置的太阳能板的日均发电量应为： Q1=4500/365/3.6*0.4*0.8=1.1KWH
12、(式中 0.8 为安全系数) 由于公路装灯点的障碍物状况不确定性，装灯点的年平均风速低估为4m/s，配置的风力发电机的日均发电量应为: Q2=223/365/3.6*0.8=0.489KWH (式中 0.8 为安全系数) 风光路灯配置的日均总发电量为 1.589KWH 鉴于风能与太阳能的良好互补性，以年均资源换算而得的日均资源的可靠性良好，加之风光发电的计算值均取低值，并各考虑了 0.8 的安全系数，所得的日均发电量数据是安全可靠的。(4)用电量计算 配置选用 114WLED 灯，以每天亮灯 10 小时计算，灯具每天耗用电量为1.14 KWH。设计的配置方案能够满足路灯每天可靠亮灯 10 小时。五、 LED 路灯工程设计方案(1)风光互补路灯电路设计方案 系统电路原理图:
