苏里格经济开发区风光互补路灯设计方案.ppt
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1、苏里格经济开发区风光互补路灯设计方案,山西光宇半导体照明有限公司SHANXI GUANGYU LED LIGHTING CO.,LTD.,前言 路灯是我们日常生活中最常见的,它给我们夜晚的生活带来光明。美观的路灯把道路的夜晚装点的多姿多彩。但路灯是一个高耗能产品,由于路灯的低压输电线路长,不仅路灯耗电,输电线路上的耗电也很大,以至于很多市郊公路和高速公路都没有安装路灯,给人们的出行带来了许多不便。不过风光互补LED路灯在西部资源丰富的地区反而应用相对较少,西部LED新光源的应用意识远远赶不上东部发达地区,因此此次苏里格大规模的应用LED新光源与风光结合在内蒙古乃至西部地区具有重要意义,势必将引
2、领西部大规模应用LED的风潮、肯定会是一个相关政府推动节能减排的标杆工程。,关于风光互补系统 风光互补系统是一种将光能和风能转化为电能的装置。由于太阳能与风能的互补性强,风光互补发电系统弥补了风能与光能独立系统在资源上的间断不平衡、不稳定。可以根据用户的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置。既可保证风光互补系统供电的可靠性,又可降低发电系统的造价。同时,风光互补系统是一套独立的分散式供电系统,完全不依赖电网独立供电,不消耗市电,不受地域限制,既环保又节能,还可作为一道典雅的风景为城市景观增姿添彩。风光互补路灯系统正好解决了这一世界性的难题。,苏里格地区使用风光互补的可行性依据 内蒙古是
3、中国风能资源最发达的地区之一,是我国次大风能资源区。这一地区,终年在西风带控制之下,而且又是冷空气入侵首当其冲的地方,风能密度为200300Wm2,有效风力出现时间百分率为70左右,大于、等于3 ms的风速全年有5000h以上,大于、等于6ms的风速在2O00h以上,从北向南逐渐减少。所以内蒙古地区是中国最适合利用风能发电的地区之一。为苏里格开发区安装风光互补路灯提供了有效的条件。内蒙古西南部偏东地区、陕西北部(即苏里格所在地区)是我国太阳能资源较丰富地区,年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2,相当于日辐射量4.5-5.1KWh/m2,日均有效峰值日照指数为5.576835,在利用太
4、阳能方面仅次于拉萨,是中国最适合发展太阳能发电的地区之一,这也为苏里格开发区安装风光互补路灯提供了必要条件。,建设风光互补路灯的意义 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。经济效益 每套500W、10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
5、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3520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,其间更换两次储能约1000元,按10年计算总费用为21800元/套。相比风光互补路灯节省费用为13400元。按苏里格工业区工业二路6000米长的道路安装400套路灯每10年可以节约费用536万元。按一座
6、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益比常规路灯将更具优势。由于常规路灯需要埋地电缆供电,还需要建设变电站,路灯供电线的 建设成本很高,线路上消耗的电能也多。而风光互补路灯不需要输电线路,不消耗电网电能,一次性投入与常规路灯大体相当的建设经费后即可一劳永逸地利用取之不尽用之不竭的风能与太阳能提供稳定可靠的照明,有明显的经济效益。环境效益每套常规路灯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
7、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。在1年使用期内,如10公里采用风光互补太阳能LED路灯照明可以节约用电约355875KWh电量,据统计相当于节约了:133.98吨标准煤;12427吨净水;减少784吨碳粉尘;135.59吨二氧化碳;3.92吨二氧化硫.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。风光互补路灯能最直接的
8、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。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。由此可见,使用风光互补太阳能LED路灯可以持续减少造成温室效应的CO2、SO2的排放,同时可以节约大量一次性能源煤。可以提高城市环境质量,符合构建和谐社会、节能型社会的发展方向。,风光互补路灯设计方案 一、设计依据 城市道路照明设计标准CJJ45-2006 公路工程技术标准JTG D70-2004 1、每套路灯系统配置设计年平均
9、风速3m/s以上地区。太阳能资源类及以上可利用地区。2、路灯功能描述:亮灯时间及控制:路灯配置采用一台400LW风力发电机、一组100W太阳能电池板、一套60WLED灯具、2只200AH/12V铅酸阀控蓄电池,组成一支独立的风光互补路灯照明系统。可保证每天可靠亮灯810小时。可靠性:系统在连续没有风和太阳能补充能量的情况下能正常供电35天。光控亮灯、时空关灯;全功率、半功率全自动控制。结构:灯杆总高10米;灯高8米;采用双边平行布灯,灯杆间距30米蓄电池采用埋地处理,提高电池性能寿命及提高防盗窃作用。,3、配置清单,二、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:,太阳能充电示意
10、图,风力充电示意图,照明供电示意图,该系统性能特点l、智能充、放电控制,可相对延长蓄电池的使用寿命。2、工作模式:24小时定时模式。3、负载开路及短路保护,并具有自动恢复功能。4、采用专用芯片对LED灯进行恒功率、启动控制,具有过流、过电压保护,灯泡开路、短路保护。5、防频闪双频工作模式,灯温补偿。6、采用工业级芯片低功耗设计,可在高温、寒冷、潮湿环境下可靠工作7、使用、维护简单方便,全自动控制。,发电量计算 以I类风能资源,每年风速3m/s以上时间超过5000小时的苏里格地区为例来计算、太阳能资源属II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
11、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*0.20*0.8=0.548KWH(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平均功率为0.1KW,日均发电量应为:Q2=0.1*3500365*0.8=0.767KW.h(式中0.8为安全系数)因此风光路灯配置的日均总发电量为1.315KWH 考虑到蓄电池的转换效率为0.7,则实际有效日均发电量为:1.315KW.h*0.7=0.92KW.h,用电量计算 配置选用80W的LED灯,以每天亮灯10小时计算,灯具每
12、天耗用电量为0.80 KWH。配置的蓄电池容量为:Q=200241000=4.8KWh蓄电池充满的情况下放电量按60%计算,连续放电的时间为:4.8*0.060.6=48小时,即蓄电池能满足4天不充电且每天可靠亮灯10小时。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。,风机部分小型风力发电机技术规范与性能参数要求 符合国家标准GB/T10760.1-2003 技术条件要求并附机械工业风力机械产品质量检测中心检测报告。1、GB 8116-1987 风力发电机组型式与基本参数 2
13、、GB/T 13981-92 风力机设计通用要求 3、GB 17646-1998 小型风力发电机组 安全要求 4、GB/T 19068.1-2003离网型风力发电机组 第1部分:技术条件 5、GB/T 19068.2-2003离网型风力发电机组 第2部分:试验方法 6、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 7、GB/T 19115.2-2003 离网型户用风光互补发电系统 第2部分:试验方法 8、GB/T10760.1-2003 离网型风力发电机组用发电机 第1部分:技术条件 9、GB/T10760.2-2003 离网型风力发电机组用发电机 第2部分
14、:试验方法,风机主要技术参数1、叶轮直径:大于1.5M小于1.9M2、启动风速:不低于2.3m/s3、切入风速:不高于3m/s4、工作风速范围:325M/S5、额定风速:12m/s(标准工作风速)6、输出电压等级:DC24V7、额定功率:400W8、最大功率:450W9、最大抗风强度:大于50m/s10、叶片数量:511、发电机型式:永磁三相交流12、调速方式:气动失速及电磁制动13、主机重量:1516.5KG,风机产品结构及生产工艺要求1、叶片为玻璃纤维加尼龙混合,热压铸成型技术,保证叶片的一致性,在保持叶片足够强度的前提下,有较好的柔性和变形曲复强度。应采用失速型叶片设计,防止风力发电机出
15、现飞车失控的情况发生。2、发电机应采用钕铁硼永磁电机,并按B级绝缘和IP55的防护等级制造,采用整体压铸铝结构。小型风力发电机安全要求1、性能满足GB/17646-1998小型风力发电机组安全要求的规定并附有机械工业风力机械产品质量检测中心出具的检测报告。2、运行满足在西部运行的特定环境要求,具有防腐蚀、抗风沙性能优越、抗大风速、防水、抗腐蚀、抗老化、耐磨损和便于安装使用。3、小型风力发电机使用寿命应在15年以上,质保期3年。,太阳能电池板部分太阳能电池技术要求1、符合国际电工委员会lEC61215:2005和lEC61730:2004标准。2、在标准条件下(即:大气质量AM=1.5,标准光强
16、E=1000W/m2),温度为251在测试周期内光照面上的辐照不均匀性5%。3、具有优良的防腐、防风、防水和防雹能力。4、太阳能电池组件使用寿命25年以上。5、质保期三年。,太阳能电池组件主要技术参数,硅太阳能电池组件技术标准 采用标准1、GB/T9535-1998 eqv IEC1215:1993地面用晶体,硅光伏组件设计鉴定和定型2、GB/T14007-92 陆地用太阳电池组件总规范硅太阳能电池组件特点1、使用寿命长:使用寿命长达25年以上2、密封性能好:能防雨、水、气体的侵蚀 3、使用安全、可靠、使用期间无需维护、电性能稳定可靠。4、环境适应性好:能抗冰雹冲击,并能在高低温剧变的恶劣环境
17、下正常使用5、安装灵活方便::根据用户要求进行安装,施工周期短,安装简便6、产品特性优良:电性能参数稳定,峰值功率充足,测试功率均符合国家标准要求。,蓄电池部分蓄电池技术要求 1、规格参数,2、各项性能参数,蓄电池综合性能要求1、充电模式应达到下述指标要求,并提供生产厂家放电深度与循环寿 命、有效容量与温度的关系、放电曲线、充电曲线图表。2、过充保护14.4V/12V,恢复充电电压13.5 V/12V3、过放保护10.8V/12V,恢复放电电压12.3 V/12V4、恒压13.5V/12V浮充充电(温度补偿:3.3mV/2V.)5、自放电率低,耐深放电和较强容量恢复能力。6、(蓄电池安装在地下
18、蓄电池井内)7、蓄电池使用寿命五年以上。8、质保期为三年。9、主要技术性能均达到或超过JB/T96531999的标准。,风光互补系统介绍 1、LED灯外观设计,风光互补系统介绍 2、太阳能光伏组件外观图,风光互补系统介绍 3、蓄电池外观图,风光互补系统介绍 4、控制器外观图,风光互补系统介绍5、灯杆外观图,2、GYLED主要技术参数,风光互补控制器部分智能控制方案说明 每盏LED路灯都设有一个控制接口,可以实现远程智能监控,保证路灯的正常工作及故障的及时排除。1、每只路灯上安装一只终端模块,该终端模块包含通讯模块和信号转换接口电路;终端模块做成标准通用型,适用于所有灯具。终端模块对灯具控制为1
19、个PWM信号;灯具状况反馈信号为1个电压信号。2、路灯分组(如按不同的路段或片区)组网,便于分组管理和控制。3、在每个路灯供电控制室设置一台现场控制器,该控制器有简便的操作键盘和显示界面,可同时控制多组局域网。4、现场控制器与局域网之间通讯方式采用GPRS模块(根据实际需要选择)5、现场控制器与远程控制中心之间通讯方式采用GPRS+互联网6、现场控制器既可与远程控制中心脱机,独立设定参数(开、关灯时间及各时段亮度设定)控制路灯,又可与远程控制中心联机,双向通讯,由控制中心设定或修改现场控制器的参数设定,同时现场控制器把采集到的路灯信息上传到控制中心。,实现功能1、实现远程所有灯具的监控。2、实
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