太阳能路灯整改方案.docx

金东纸业太阳能路灯整改初步方案一前言随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法。，一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用；另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。随着我国经济得高速发展，能源短缺和环境污染问题亦不可忽视，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展面临的严峻问题。每年照明消耗电能约占全部电能消耗的12%15%，如何尽快寻找可以替代传统光源的新一代节能环保光源已经迫在眉睫。据我国国家绿色照明工程促进项目办公室的专项调查显示，我国照明用电每年在3000亿度以上，道路照明用电量占1/3。太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种巨量可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿万桶石油，可以说是取之不尽、用之不竭。太阳能作为一种安全、环保新能源越来越受重视。同时，随着太阳能发电技术的快速发展和技术改进，太阳能灯具（太阳能路灯、庭院灯、草坪灯）在照明领域快速发展，在国家政策的积极倡导和鼓励之下，有很多省、市（河北、山东、北京等）在开展太阳能路灯的示范点(新农村路灯等)。各地政府积极响应国家的节能减排政策和国家“十二五”发展规划。发展趋势中国光伏发电产业起步于20世纪70年代，经过30多年的努力，迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”和“送电到乡”等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。到2007年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦，2008年太阳能电池的产量达到了200万千瓦。在金融危机形势下，2009年3月中国出台了“太阳能屋顶计划”，2009年7月21日财政部、科技部、国家能源局联合宣布在我国正式启动“金太阳”示范工程。这些政策将推动国内太阳能发电市场的发展，在我国政府强有力的政策引导下，光伏产业不仅让国内企业看到了机遇，而且已经吸引了世界的目光。截止2012年底，我国已并网投产的分布式电源1.56万个，装机容量3436万千瓦，其中分布式水电2376万千瓦，世界第一。根据能源发展“十二五”规划，2015年，我国将建成1000个天然气分布式能源项目、10个天然气分布式能源示范区；分布式太阳能发电达到1000万千瓦，建成100个以分布式可再生能源应用为主的新能源示范城市。 相关政策：文件编号内容职能部门/时间国发200628号国务院关于加强节能工作的决定2006-8-6国发200823号国务院关于进一步加强节油节电工作的通知国务院2008-8-1财建2009213号关于开展“节能产品惠民工程”的通知高效节能产品推广财政补助资金管理暂行办法财政部 国家发改委2009-5-18新税法财政部税务总局关于节能减排税收优惠政策财政部 税务总局太阳能路灯的优势 1.节能：以太阳能光电转换提供电能，取之不尽、用之不竭； 2.环保：无污染、无噪音、无辐射； 3.安全：绝无触电、火灾等意外事故； 4.方便：安装简洁，不需要架线或“开膛破肚”挖地施工、也没有停电限电顾虑； 5.寿命长：产品科技含量高，控制系统、配件均是国际品牌、智能化设计，质量可靠； 6.品位高：科技产品、绿色能源，使用单位重视科技、绿色形象提高、档次提升； 7.投资少：一次性投资与交流电等价（交流电投资从变电、进电、控制箱、电缆、工程起），一次投资、长期受用； 8.适用广：太阳能源源于自然，所以凡是有日照的地方都可以使用，特别适合于绿地景观灯光配备，高档次住宅及室外照明，旅游景点海岸景观照明及点缀，工业开发区、工矿企业路灯，各大院校室外灯光照三、设计标准及行业标准1、民用建筑电气设计规范jgj16-92（2008版）2、建筑照明设计标准 gb50034-20043、低压配电设计规范gb50054-954、电气工程电缆设计规范gb50017-945、供配电系统设计规范gb50052-956、10kv及以下变配电所设计规范gb50053-947、工业企业照明设计标准8, 热带气旋等级国家标准（gb/t19201-2006）四、设计原则 对于太阳能厂区道路照明系统设计原则1保证交通安全、保障人身安全、提供舒适环境、提升工厂形象。2、在满足道路照明各项功能的前提下，提高道路照明系统的能效，降低系统功耗，节约能源，减少污染，以达到节能和环保的效果。3、另外还要结合当地的光资源情况，当地阴雨天气情况，电池板受环境的影响、控制器、蓄电池的各种效率等实情况进行综合考虑。太阳能路灯照明系统设计总体设计根据工业企业照明设计标准和城市道路照明设计标准的规定，厂区道路主干路平均照度20/30ux，均匀度0.4.根据贵方的要求以及结合镇江市的太阳光照情况，平均峰值日照时数在3.8小时。贵方整改路灯共275盏，其中1号道路采用的是双臂高压钠灯，共54盏，其它主干道采用的是单臂高压钠灯，共221盏。我方保持原有数量不变。灯头采用高压钠灯或者led灯。因采用太阳能发电和厂电互相切换供电，故需要逆变器。阴雨天的有效天数35天，超出部分由厂电供电。照明功率为前半夜全功率，后半夜半功率。设计效果高压钠灯led灯水平照度平均值为30lm/w以上；2显色指数：50以上；3 色温：5000k以上。4 发光效率：90%。5 抗风指数：12级。6 使用寿命：50000小时以上1、太阳能路灯的组成太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及支架。2、太阳能工作原理及组成太阳能路灯利用太阳能电池的广生伏特效应原理，白天时太阳能电池吸收太阳能，进过电池板内部一系列的作用，最终完成由光能到电能的转换。电池板产生的电能通过控制器向蓄电池组充电并储存，当夜幕降临时或灯具周围的光照程度较低时，控制器检测部分发出指令到蓄电池，蓄电池开始给光源供电。控制器具有光控、声控、温度补偿、和防雷、反极性保护等功能。1.1太阳能电池板太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分。它的作用是将太阳的辐射能转换为电能，或者是送到蓄电池内储存起来。在大多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太能电池和非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照良好的东西部地区，采用多晶硅太阳能电池为好，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，并且价格比单晶硅太阳能电池低。而在阴雨天比较多、阳光相对不是太充足的南方地区，采用单晶硅太阳能电池为好，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好，因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。还有一种不是常用的薄膜太阳能电池材料。规格型号：单晶硅电池组件200w技术要求：1，单晶硅的光电转换效率为17%左右，多晶硅为16%左右。2，旁路二极管热试验;,3，组件边框选用优质6063t5的型材，选用表面喷涂厚度12m的防氧化膜，耐烟雾及紫外线，使用寿命长，保证在室外的环境下能正常的使,4，接线端子牢固，配有旁路二极管，避免热斑效应；5，钢化玻璃厚3.2mm，透光率应在91%以上；,6，绝缘强度100m,7，优质密封硅胶；8,高透光度钢化玻璃，寿命25年，质量保证5年。1.2太阳能控制器在太阳能灯具中，一个性能优良的充放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命，必须对它的充放电条件加以限制，来防止蓄电池过充电或者深度充电。在温差较大的地方，合格的控制器应还具有温度补偿功能。同时太阳能控制器应建有路灯控制功能，包括光控和时控，并要具有夜间自动切控负载功能，以便于阴雨天延长路灯工作时间。规格型号：24v/20a,shcb-20a市电互补控制器。技术要求：蓄电池反接保护；太阳能电池反接保护；负载过流及短路保护；夜间防反充电保护；过度保护；智能充电。控制器必须经过高温高湿环境运行监测、低温环境监测、交变湿热试验、振动试验、老化试验、以保证产品质量，使用寿命5年3。1.3蓄电池由于太阳能光伏发电系统的输入能量非常不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般种类有铅酸蓄电池、nicd蓄电池、nih蓄电池。蓄电池容量的选择大多要遵循以下几个原则：1，在满足当天用电量的同时还应可以把多余电量存储,2，蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要。3，而蓄电池过大，一方面蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时也会造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷相匹配。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上，系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压2030，才能保证给蓄电池正常负电。 规格型号：阀控密封免维护胶体蓄电池1200ah/24v *2技术要求：尺寸532*207*240。采用优质蓄电池。在蓄电池的防护方面采用地埋式处理，减少温度对蓄电池的影响，蓄电池舱的低级预留排水孔要起到防水的作用。蓄电池要经过容量检测、自放电试验、温度适用范围试验等监测。采用浸水性试验和渗水性试验确保蓄电池舱不进水3。1.4光源太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的一个重要指标，一般太阳能灯具采用led光源、低压节能灯、低压钠灯和无极灯。led灯规格型号：led灯90w*1。（单臂灯头）技术要求: 距地面8m，功率有减半功能；环保节能，亮度好，使用寿命50000h以上，功率偏差在3%；功率因数95%，发光效率90%、抗风等级12级。规格型号：led灯90w*1和50w*1（双臂灯头）技术要求: 距地面8m，功率有减半功能；环保节能，亮度好，使用寿命50000h以上，功率偏差在3%；功率因数95%，发光效率90%、抗风等级12级。led灯的优势电 压：led使用低压电源，单颗电压在1.9-4v之间，比使用高压 电源更安全的电源。 效 能：光效高，目前实验室最高光效已达到 161 lm/w（cree）,是 目前光效最高的照明产品。 抗震性：led是固态光源，由于它的特殊性，具有其他光源产品不能 比拟的抗震性。 稳定性：10万小时，光衰为初始的70% 响应时间：led灯的响应时间为纳秒级，是目前所有光源中响应时间 最快的产品。 环 保：无金属汞等对身体有害物质。 颜 色：led的带快相当窄，所发光颜色纯，无杂色光，覆盖整过可 见光的全部波段，且可由rgb组合成任何想要可见光。1.5灯杆根据整改要求，灯杆采用现有的灯杆（现有灯杆已经使用十五年）。存在的问题：1，采用现有灯杆可以降低成本。2，现有灯杆是否可以达到抗风要求（12级）。3，存在安全隐患和技术不达标、高度不达标造成阴影影响其电池板发电效率。4，根据现有厂家提供的资料，灯杆改造有一定难度。（一般电池板的安装位置都是置于灯杆顶部，如果位置不再顶部很有可能电池板被物体遮挡住，降低功效）防雷接地：led路灯的工作电压一般为12v或24v，属安全电压，不做电气保护接地。但太阳能路灯金属灯杆应做防雷接地，接地电阻不大于10欧姆。（1） 倾角设计 为了让太阳能电池组件在一年中接收到尽可能多的太阳辐射能，我们要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。 电池组建倾角及抗风能力表3 我国主要城市年平均日照时间及最佳安装倾角的设计：城市纬度最佳倾角（0）年平均日照时间（h）城市纬度最佳倾角（0）年平均日照时间（h）哈尔滨45.68+34.4杭州30.23+33.42长春43.90+14.8南昌28.67+23.81沈阳41.77+14.6福州26.08+43.46北京39.8+45济南36.68+64.44天津39.10+54.65郑州34.72+74.04呼和浩特40.78+35.6武汉30.63+73.80太原37.78+54.8长沙28.20+63.22乌鲁木齐43.78+124.6广州23.13-73.52西宁36.75+15.5海口20.03+123.75兰州36.05+84.4南宁22.82+53.54银川38.48+25.5成都30.67+22.87西安34.30+143.6贵阳26.58+82.84上海31.17+33.8昆明25.02-84.26南京32.00+53.94拉萨29.70-86.7合肥31.85+93.69关于太阳能电池组件最佳倾角问题的探讨，近年来在一些学术刊物上出现得不少。本次路灯使用地区为镇江地区，依据本次设计参考相关文献中的资料1，选定太阳能电池组件支架倾角为32度。 2，太阳能电池组件支架的抗风设计 依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为3200pa。若抗风系数选定为32.7m/s（相当于十二级台