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太阳能路灯和风光互补路灯.pdf

太阳能路灯和风光互补路灯

dcgwsh
2012-12-29 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《太阳能路灯和风光互补路灯pdf》,可适用于IT/计算机领域

大众用电/●栏目编辑梁学造专家讲堂Experts′Platform▲▲▲道路照明节电技术()●湖南理工学院张振张万奎太阳能路灯和风光互补路灯在城市郊区的道路路灯供电线路成本高线路损耗大而太阳能路灯和风光互补路灯不需要输电线路没有电能消耗有明显的经济效益。太阳能、风能照明技术是绿色照明的重要组成部分在条件允许的地区应推广使用太阳能路灯和风光互补路灯充分利用这种新能源是可持续发展的能源战略决策。欧洲、日本、美国等发达国家正在普及太阳能路灯和风光互补路灯。太阳能路灯太阳能路灯以太阳光为能源白天充电晚上使用无需复杂昂贵的管线铺设可任意调整灯具的布局安全节能无污染无需人工操作工作稳定可靠节省电费免维护。太阳能路灯的结构太阳能路灯是一个独立的照明系统,该系统从太阳光中获取能量无需另外铺设电缆。太阳能路灯系统包括太阳能组件、蓄电池、灯负载及相关控制电路等。负载的类别决定照明效果其功率决定太阳能组件及蓄电池的选型。()太阳能组件。太阳能组件主要是指太阳能电池板。当太阳能电池板受到光的照射时能把光能转变为电能使电流从一方流向另一方。太阳能电池板只要受到阳光或灯光的照射一般就可发出相当于所接收光能的电能。为了使太阳能电池板最大限度地减少光反射将光能转变为电能一般在它的上面都蒙上一层防止光反射的膜使太阳能电池板的表面呈紫色。()蓄电池。太阳能路灯供电系统中蓄电池的性能好坏直接影响系统的综合成本及使用寿命一般采用的蓄电池为太阳能专用胶体蓄电池其使用寿命是普通铅酸免维护电池的倍以上寿命可达~年有利于降低系统维护费用充放电控制器具备光控、时控、过充电保护、过放电保护和反接保护等实现很高的性价比。()灯具光源。目前常用的太阳能灯具的光源有LED(发光二极管)、节能灯、无级灯和低压钠灯种。()控制电路。太阳能路灯是一个自动控制的工作系统。控制模式分为光控和计时控制方式一般采用光控或光控与计时组合工作方式。灯在光照强度低于设定值时控制器启动灯点亮同时计时开始当计时到设定时间时就停止工作。根据光控或时控不同的要求蓄电池充电和放电的时间、放电的强度大小可以得到控制。太阳能路灯的工作原理太阳能路灯系统工作原理是:电路工作过程可简述为通过充电控制电路将太阳能储存到蓄电池组中负载再从蓄电池获取能量。由于蓄电池端输出直流电压因此对于交流负载需要逆变电路将直流转换为交流对于直流负载虽然不需要逆变器但是为了达到恒流、恒压等控制往往需要DCDC变换电路。利用光伏效应原理制成的太阳能电池板白天接收太阳辐射能转化为电能输出经过充放电控制器储存在蓄电池中。夜晚当照度逐渐降低、太阳能电池板开路电压为V左右时充放电控制器动作蓄电池对灯头放电。灯亮~小时后充放电控制器动作熄灯。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池及控制开灯、熄灯时间。可根据使用地每日需照明的时间、需保证照明的最大天数以及所用光源等情况由用电负荷来设计蓄电池的大小根据日照时间调整确定连续照明时间。也就是说只要不是天气出现异常太阳能路灯大多能有效运行即使连续~天的阴雨太阳能路灯储备的电量基本可维持正常工作。太阳能路灯的应用()合肥市皖绿新能源科技有限公司太阳能路灯应用。由安徽省合肥市皖绿新能源科技有限公司与中国科技大学、中科院合肥分院研发、生产的太阳能LED路灯于年向投入市场。此灯经纳米高吸附材料处理经大众用电/Experts′Platform专家讲堂▲▲▲●栏目编辑梁学造久耐用使用寿命为年价格也与普通灯具相当。这种太阳能灯每日正常照明时间为~小时只需晒一天太阳就能保证供电~天即使连着下天雨太阳能灯也能正常照明。()北京凌云光伏科技有限公司太阳能路灯应用。北京凌云光伏科技有限公司生产的太阳能路灯年应用于青海省囊谦县城太阳能路灯工程、北京陆航学院太阳能路灯工程、北京乡村旅游道路太阳能路灯工程年出口到印度尼西亚应用于太阳能路灯工程。太阳能路灯配置如表所示。()太阳能景观灯。由于城市景观照明规划的滞后城市景观照明建设中片面追求高亮度大功率高压气体放电灯的大量使用对人们视觉环境产生的光干扰和光污染问题已经开始显现。这不仅浪费能源还影响市民的娱乐、健康、交通安全。因此景观照明规划要有绿色照明的理念采用高效照明产品和多种照明方式达到经济、安全、保护环境的目的。江苏无锡规模最大的太阳能路灯电站在太湖新城落成并投入使用。该系统由太阳能电池组件部分(包括支架)、LED灯头、控制箱(控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器)和灯杆几部分构成。太阳能电池板光效达到Wm效率较高对系统的抗风设计非常有利。灯头部分以W~W白光LED和W~W黄光LED集成于印刷电路板上排列为一定间距的点阵作为平面发光源。在太湖新城市民广场周围的立德道、清舒道、观山路上看见所有的路灯杆顶端都盛开着一朵硕大的“向日葵”。这批新型的太阳能路灯是与市电互补型的。市区中心大厦东南侧的绿树丛中有组巨大的太阳能发电板方阵。这组太阳能板发的电被通到一个“小房间”里这里储备着电池夜晚再把储藏的电能分配到附近尚贤河一期绿地的套路灯及沿湖地埋灯上使用。仅这套系统一年就可节电kWh折算成标准煤大约是kg。风光互补路灯风光互补路灯是集环保和节能为一体的产品随着全球常规能源短缺情况的加剧风能和太阳能这种清洁可再生的自然能源的利用将会普及风光互补路灯代表着未来路灯的发展方向。风光互补路灯的结构风光互补路灯系统主要由风力发电机、太阳能电池板、风光互补系统控制器、蓄电池和电容器混合储能装置、LED路灯、卸荷电路等部分组成。()风力发电机。风力发电机主要分为类:水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。水平轴风力发电机风轮的旋转轴与风向平行而垂直轴风力发电机的旋转轴垂直于地面或者气流方向。垂直轴风力发电机在风向改变时无需对风在这点上相比水平轴负力发电机是一大优势能减少风轮对风时的陀螺力在低风速运转时的发电量也比较大。垂直轴风力发电机又分为阻力型和升力型种升力型垂直轴风力发电机的效率比阻力型的高得多。近年来又推出了全永磁悬浮风力发电机。()太阳能电池板。太阳能电池是通过光电效应将光能转换成电能的装置。()风光互补控制器。风力发电机发出的三相交流电经三相整流电路后送入降压斩波电路。降压电路能使整流电路输出的不稳定直流电压转换成稳定的直流电压给混合储能装置充电。当混合储能电路达到负力发电机卸载电压值时使负力发电机卸载以保护负力发电机。同时停止对混合储能装置充电。当混合储能装置降至负力发电机卸载恢复电压时断开卸载负荷电路恢复充电。()蓄电池及超级电容器混合储能。风光互补发电系统受气候等自然条件的影响大其发电输出功率不稳定间隔性大因此电能的储存显得十分重要。超级电容器是一种双电层电容器是一种新型储能器件具有充电速度快、循环使用寿命长、功率密度高、超低温特性好等特点。蓄电池通过双向功率变换器与超级电容器相并联。当太阳能电池和风力发电机发电的功率很大时超级电容器储存大部分电能并在系统输出功率低时释放电能。当负载功率发生脉动时超级电容器及时输出电流使蓄电池的充电过程不受影响延长蓄电池的使用寿命。()光源。风光互补光源可采用LED灯、无极灯等如果采用LED灯可选多个发光二级管阵列作为光源。风光互补路灯的选择()风力发电机选择。风光互补路灯的选择中最关键是选择风力发电机。风力发电机的选择有个要求:一表太阳能路灯配置设备名称太阳能电池组件LED光源铅酸蓄电池太阳能路灯控制器规格型号力特单晶LTSLKLED圣阳SP免维护LKSRM单位块块块只数量大众用电/无级灯无级灯顾名思义没有电极依靠电磁感应形成等离子气体放电的基本原理发光。没有电极和灯丝使灯的寿命长达万小时气体通过简单的磁力放电而产生光使用由电子镇流器产生的高频金属线圈磁环组成的电磁发生器在玻璃管(含有气体)周围生产了磁场由线圈引起的放电路径形成了一个闭路从而引起了自由电子的加速度。这些自由电子和汞电子相撞激发电子因为激活的电子从高能态退到低能态时放射出紫外线当通过玻璃管表面的纳米六基色荧光粉时转换成可见光。目前W以上的无级灯都是交流工作如用在太阳能灯上需要逆变器。低压钠灯用抗钠玻璃制成的玻璃泡内充有金属钠和辅助气体通电后先是氖放电呈现红光待钠受热蒸发产生低压蒸汽很快取代氖气放电经几分钟后发光稳定射出强烈黄光。低压钠灯的光效是目前已知光源中最高的达lmWW以上的低压钠灯都是交流供电所以用在太阳能灯上需要逆变器。无级灯和低压钠灯小资料专家讲堂Experts′Platform▲▲▲●栏目编辑梁学造是要求风力发电机运行平稳因为风光互补路灯的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二是要求风机的造型要美观重量要轻以减小塔杆的负荷。采用MUCE垂直轴风力发电其优点为:故障率低(转速慢、无转向机构)无噪音发电曲线饱满(启动风速低、在中低风速运行时发电量较大)不受风向及近地面团风的影响抗台风能力较强(抗风能力达到ms)。()供电系统的最佳配置。保证路灯的亮灯时间是路灯的重要指标风光互补路灯作为一个独立供电系统从路灯光源的选择到风力发电机太阳能电池及储能系统容量的配置都有一个最佳配置设计的问题需要结合安装路灯地点的自然资源条件来进行系统最佳容量配置的设计。()灯杆的强度。担心风光互补路灯的风车和太阳能电池板会被风吹落到公路上伤及车辆和行人。实际上风光互补路灯的风车和太阳能电池板的受风面积远小于公路指示牌和灯杆广告牌而且路灯的强度应按抗级台风的标准设计保证安全上不出问题。要根据选定的风力发电机及太阳能电池的容量及安装高度要求结合当地的自然资源条件进行灯杆强度的设计确定合理的灯杆尺寸和结构形式。()风光互补路灯配置示例。垂直轴风力发电和太阳能电池板以∶的配比进行设计。例如米高路灯配置:灯笼型垂直轴风力发电机W太阳能电池板W灯杆高度m灯泡W无极灯蓄电池AH免维护亮灯时间hd风光互补路灯的应用()湖南省应用。益阳市中心城区高新大道基风光互补路灯每天只需晒晒太阳、吹吹风夜晚就能照亮大道每年可节电万kWh。风光互补路灯节能环保备受亲睐益阳市立波路基风光互补路灯也已经投入使用。长沙五合垸浏阳河风光带推出长沙首条全长km的风光互补路灯带。随着全永磁悬浮风力发电机生产基地在益阳投产风光互补路灯供电系统将得到推广应用。()其他城市应用。天津市南开区梅苑路使用的风光互补路灯每盏路灯的头顶都顶着只有个叶片的小风车在其下面m多的地方托举着块太阳能电池板。白天小风车和太阳能电池板将风能和太阳能转化为电能储存到埋在地下的蓄电池里晚上自动给路灯供电。上海崇明岛上的工业园区内、观光大道上以及前卫村中安装的风光互补路灯已经有多盏江西南昌滕王阁景区、海南海口市南海大道均安装了风光互补路灯。宁波风神风电科技有限公司生产也是我国出口的第一套风光互补新能源发电系统在马来西亚槟城的土地上矗立起来。马来西亚MAYANG公司在东盟博览会上看中了“风神”MAYANG公司派人到宁波考察当他们看到东钱湖旅游度假区湖小线路上的盏风光互补路灯后决定购买这个系统。广州红鹰能源科技有限公司风光互补路灯早在年就已研发成功但目前也只应用在“东钱湖”、“鄞州投资创业中心”、“春晓油田”等地方。目前风光互补路灯市场还没有真正打开人们不仅担心风光互补路灯的风力发电机和太阳能电池板会被风吹落到公路上伤及车辆和行人受天气影响亮灯时间不保证还普遍认为其造价高无法投入应用。“示范工程策略”是到目前为止最有效的推广方式。通过示范工程让更多的人了解风光互补路灯并改变传统观念定将取得事半功倍的效果。■

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