设计者：黄钜海
(浙江科技学院建筑工程学院，杭州，310023)
一、设计概述
风光互补式LED路灯功能特点：
1、风光一体，互补性强，稳定性高
2、适用范围广泛、适应性强、实用性强
3、一次性投入、持续性产出、使用寿命长
4、对环境不产生任何污染、绝对绿环保
5、性能稳定，故障率低
为保证风力发电机和太阳能电池能平稳、安全的运行，同时也配合路灯灯杆的多样化造型，我们将风光互补路灯灯杆设计为自立式路灯灯杆。风力发电机位于灯杆的顶端，太阳能电池板位于灯杆的中上部，详见上图。 具体配置方案如下：
灯杆高度：10米，灯具离地8米，灯杆间距25米
灯杆材质：Q235优质钢结构标准灯杆（热镀锌/喷塑）
太阳能光伏组件：100W
风力发电机：额定功率300W 启动风速s,额定风速10m/s
光 源：60WLED灯
控制系统：智能升压型，微电脑智能控制、防过充、过放、防潮、输出短路保护及光控+时控自动开、关灯。 工作时间：10小时/天，前5小时全亮，后5小时半功率亮；阴雨天连续工作3-7天
工作温度：-20℃~+45℃
相对湿度：20%--90%。
部件 | 型号及规格 | 数量 | 备注 |
风力发电机 | GARDENSON-300W /24V | 1台 | 低风速型风力发电机 |
太阳能电池板 | 100W/24V | 2块 | 单晶硅 |
蓄电池 | 100AH/24V | 2只 | 磷酸铁锂电池 |
光源及灯具 | HY720LD60W | 1套 | 华豫新能源LED路灯 |
风光互补路灯控制器 | SN400-24 | 1只 | 带卸荷保护装置 |
自立式路灯灯杆成套 | 灯高8米、杆高10米 | 1套 | 含地脚笼、太阳能支架 |
附件 | | | 电缆等 |
| | | |
二、详细说明
风力发电机
风机是风光互补路灯的标志性产品，风机的选择最关键的是要风机的运行平稳。灯杆是无拉索塔，最担心因风机运行时的振动引起灯罩和太阳能支架的固定件松脱。选择风机的另一个主要因素就是风机的造型要美观，重量要轻，减小塔杆的负荷。
这里选用嘉顿雄GARDENSON 牌GARDENSON-200W/300W型风机
技术参数：300W 起动风速：（m/s） 额定风速：12（m/s） 切入风速：s 额定电压：24V 额定功率：300W 最大功率：400W 风叶直径: m 风叶数量: 6（pcs） 整机重量: 10kg 大风保护：泄荷及电磁制动 工作温度: -20℃至40℃ 海拔高度：≤4500m（额定工况海拔高度为1000m） 最大风速：≤35m/s
电机选用60W国际先进的永磁式发电机，动平衡好、切割磁力线佳效率高，低速性能好，2级风就能发电。在永磁发电机的前端与风叶结合部之间，设自动衡速保护装置，该装置在遇到超强风时利用自身的离心力，自动对风机进行衡速，有效的保护风机、电气设备不受超强风损害。
太阳能电池
一般认为单晶硅太阳能电池具有光电转换效率高的特点，故采用单晶硅电池。电池安置于路灯的上方一侧位置，并根据纬度的不同调整一定的倾角。也可根据需要设置太阳跟踪装置。
太阳能电池组件主要技术参数
型 式 | ※单晶硅 |
冰雹抗载能力 | 2400pa |
接线盒类型 | C型;接插件 |
接线盒防护等级 | IP65 |
组件效率 | ≥14% |
使用温度范围 | -40℃—85℃ |
最大系统耐压 | 1000V DC |
开路电压 | | |
峰值电压 | | |
短路电流 | | |
峰值电流 | | |
标准功率 | | 150 |
| | |
蓄电池的选择
可采用铅质硫酸蓄电池、碱性蓄电池和锂电池，以采用磷酸铁锂电池为佳，并采用埋地处理，提高电池性能寿命及提高防盗窃作用。
下面是目前常用蓄电池的性能比较：
项 目 | 磷酸铁锂 | 钴酸锂电池 | 镍氢电池 | 镍镉电池 | 铅酸电池 |
设计形状 | 可变 | 有限制 | 有限制 | 有限制 | 有限制 |
重量比能量（Wh/kg） | 100 | 130-160 | 60-120 | 45-80 | |
循环次数（次） | 2000 | 500-1500 | 200-400 | >500 | 〈100 |
毒性 | 无 | 无 | 有 | 有 | 有 |
记忆效应 | 无 | 无 | 有 | 有 | 有 |
自放电 | 3% | 10% | 25% | 15% | 30% |
安全 | 安全 | 有限范围安全 | 有限范围安全 | 有限范围安全 | 有限范围安全 |
单位成本 | 中等 | 高 | 高 | 高 | 低 |
| | | | | |
光源及灯具
LED灯的质量层差不齐，光衰严重的LED半年就有可能衰减50%光照度。所以一定要选择光衰较慢的LED灯。在此采用华豫新能源生产的HY720LD60W型号的大功率LED路灯，实现灯具的长寿命及独特配光，实现国家的道路照明标准。
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。
型号LED 功率工作电压功率因素（PF）LED发光 效率初始光通量
HY720LD 60WAC（85V-265V）/频率（50~60Hz） DC(24V)>W4800lm
效率有效 光束角 显指数（Ra） 相关温（CCT）光源使用寿命 净重（Kg）
>90% 65° Ra>80 2700k~7000k >50000Hrs >50000h
外形尺寸 290mm×190mm×105mm
风光互补控制器
风光互补控制器与电池箱安置在一起，把风力发电机（2）、太阳能电池板（3）、蓄电池、电灯联成一个系统,采用先进的电路对系统进行自动控制。参数如下：
控制器型号：SN400-24 蓄电池额定电压(V)：24
蓄电池欠压点(V)：21 蓄电池欠压恢复点(V)：
蓄电池过压点(V)：30 蓄电池过压恢复点(V)：29
蓄电池恒压点：28 （无光伏输入）最大风机额定功率：WP400
（无风机输入）最大光伏电池功率：WP400
最佳风光互补输入功率配比WP：风机(300)光伏(100)
最大充电电流(A)：19 （风机整流后电压）自动刹车电压(V)：90
自动刹车后自动恢复时间（分钟）：35 空载电流(mA)：≤26
尺寸（长×宽×高）： 重量： 冷却：自然冷却
保护功能：太阳能电池反接保护、蓄电池过充电保护、过放电报警；蓄电池反接保护、蓄电池开路保护、风机自动刹车和手动刹车保护。
自立式路灯灯杆
1、采用Q235钢管，壁厚 灯杆高8米；
2、独立型灯体,锥度11；保证锥度误差不大于1/1000，总长度误差不大于5MM,圆度误差不大于1MM；
3.上口径140MM、下口径240MM；
4、抗风力：60 m/s；
5、灯杆由优质低碳热轧钢板等离子切割、折弯、自动焊接成型，焊缝符合GB/T3323——1987三级标准，熔深达85%以上，本案采用宝钢Q235钢板，臂厚5MM；
6、灯杆采用内外热浸镀锌防腐处理,锌层厚度大于85UM,符合ZBJ3601—89标准,防腐寿命达30年以上，可包20年不生锈；
7. 灯杆表面喷塑处理，采用长度达60M的一次性喷塑生产线，颜由客户指定，采用室外用聚脂塑粉，塑层厚度大于85UM，保证固化时间，塑层均匀，附着力高，防紫外线照射。
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