公路照明设计中风光互补路灯的优势

关于风光互补路灯特性的研究报告随着城市化进程的不断加速，光污染问题也随之愈演愈烈。

在城市夜间，普遍存在的道路路灯造成了严重的光污染问题，这不仅影响了居民夜间的生活，也对生态环境造成了不可挽回的伤害。

因此，研究减轻城市夜间光污染问题的方法具有重要的意义。

近年来，风光互补路灯作为一种新型照明设备，已经引起了广泛关注。

风光互补路灯利用风能和太阳能为能源来提供照明，与传统路灯相比可大幅减少光污染和环境污染。

然而，目前对风光互补路灯特性的研究还比较有限。

本文主要介绍了我们进行的一项研究，旨在探究风光互补路灯的光线特性、照明效果和能源利用率等方面的特点。

一、风光互补路灯的光线特性通过对风光互补路灯的光线进行测试后，我们得到了如下的结论：1、与传统的路灯相比，风光互补路灯在照明范围和光线亮度方面不输于传统路灯，同时光污染问题更少。

2、由于风光互补路灯利用了太阳能，因此它的光源较传统路灯更为温和，不会使人感到刺眼和眩晕。

3、风光互补路灯的光线不会受到阴天或雨天的影响，因此它的工作效率更高。

二、风光互补路灯的照明效果我们对风光互补路灯的照明效果进行了分析，结果显示：1、风光互补路灯可以满足城市道路的照明需求，适用于道路、广场、公园、停车场等场所作为照明设备。

2、风光互补路灯具有省电、环保、节能等特点，可以降低城市能耗，减少能源消耗。

3、由于风光互补路灯的照明效果较好，可以提高夜间城市道路行车安全性，减少交通事故概率。

三、风光互补路灯的能源利用率在对风光互补路灯进行测试后，我们发现：1、风光互补路灯利用了风能和太阳能作为能源，因此非常环保和节能。

2、风能和太阳能的利用增加了路灯更长时间的使用寿命，降低了路灯换新、维修等费用。

3、风光互补路灯的节约能源有利于降低城市能源消耗，可有效缓解能源短缺的问题。

四、结论通过对风光互补路灯的光线特性、照明效果和能源利用率等方面进行研究，我们认为风光互补路灯是一种非常有前景的照明设备。

风光互补型路灯照明计划书一.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得多姿多彩。

但路灯是一个耗电大户，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安装路灯。

风光互补路灯是解决道路照明的一种理想的自供电系统，能源是人类赖以生存的重要资源，节约能源或利用新能源，保护环境，是每个国家的责任。

1、经济效益由于常规路灯需要埋地电缆供电，还需要建设变电站，路灯供电线路的建设成本很高，线路上消耗的电能约占33%。

而太阳能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。

现有路灯每盏400W高压钠灯，如果用太阳能风光互补路灯替代400W高压钠灯，加上线路电能损耗实际耗电532w。

以每天工作12小时计算，可节省6.38KWh/天，一年可节省2410KWh， 20年共节省电力48200 KWh。

2. 环保效益按照目前火电厂煤耗为412克标准煤/kWh计算，可节省标准煤993Kg/盏.年，二氧化碳年减排量333Kg/盏.年，二氧化硫年减排量约15Kg/盏.年；20年共节省标准煤20吨/盏，二氧化碳减排量11.88吨/盏，二氧化硫减排量约540Kg/盏；是真正无污染的高科技绿色能源，具有明显的环境效益。

二、路灯工程设计方案初步（1）、风光互补路灯电路设计方案系统电路原理图：系统性能特点：●智能充、放电控制，可相对延长蓄电池的使用寿命；●工作模式：24小时定时模式●负载开路及短路保护，并具有自动恢复功能；●采用专用芯片对钠灯进行恒功率、启动控制，具有过流、过电压保护，灯泡开路、短路保护；●防频闪双频工作模式，灯温补偿；●采用工业级芯片低功耗设计，可在高温、寒冷、潮湿的环境下可靠工作；●使用、维护简单方便，全自动控制。

受控文件WinPower 风光互补新能源路灯在行业内的优势<宁波风神风电集团有限公司>版本<2012-3.1>编制者金天龙编制日期2012-03-01审核者杜尚斌审核日期2012-03-31批准者批准日期签字日期2012年03月01 日WinPower风光互补新能源路灯在行业内明显优势1WinPower风光互补新能源路灯领先行业的条件：1.1WinPower风光互补新能源路灯属于风神风电主打产品之一，"国内外领先"。

1.2WinPower风光互补路灯先后经过了先后通过了“风光互补”新能源行业的ISO9001:2008国际质量体系认证和欧洲CE国际认证，SGS标准国际CE认证，防尘、防水检测。

1.3WinPower风光互补新能源路灯最常用的风能和太阳能，晴天阳光充足,而阴雨天则风大,夏季阳光照射强度高,而冬季风大,能够实现一天24小时和一年四季的资源互补，并且, WinPower系列风光互补路灯系统配有足够的储能系统,能保证路灯有充足的电能供应，保证亮灯时间。

1.4WinPower风光互补新能源路灯，由风力发电机、太阳能板、蓄电池、控制器、灯源、支撑系统六大部分组成，产品完善，使用寿命长，免维护。

WinPower风光互补新能源路灯组成部件（1）、路灯专用风力发电机：采用三相交流永磁发电机，发电效率高，启动风速低，抗大风自保护：用寿命长达15-25年，平时无需维护；（2）、太阳能电板：采用单晶硅/多晶硅太阳能板A级片，转化率高，使用寿命长达20-25年，平时无需维护；（3）、WinPower新能源专用蓄电池：采用胶体/铅酸蓄电池，使用寿命5-8年，免维护；（4）、路灯专用控制器：控制器是整个系统的核心之一，起到稳压，充放电控制、过冲欠压保护等作用：低压充电，自动控制亮灯时间；（5）、8-12米支撑配件系统：采用钢结构，抗14级台风，防腐蚀处理，使用寿命长达15-20年，平时无需维护；（6）、直流光源系统：灯具可选LED灯、无极灯、节能灯等，可半功率设计；WinPower风光互补新能源路灯优良的核心部件设计及特点1.5核心部件一路灯专用风力发电机FS-300W/400/600风力发电机全天候24小时发电特点：1.外观：设计独特，造型美观；2.FS系列风力发电机组材质与性能外壳：高强度铝合金经“精密压铸”先进工艺制造，重量轻，强度高，不生锈，耐腐蚀。

风光互补路灯与传统路灯经济效益分析
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较大，特别是远离电网覆盖的地方，如市郊公路和高速公路更是用电大户，挖沟铺线和变电设备的成本极高。

而风光互补路灯系统是一套独立的分散式供电系统，不受电力安装位置的影响，也不需要开挖路面做布线埋管施工，现场施工和安装都很方便，综合经济效益好，特别是对已建成的道路增设风光路灯非常方便。

在市内开阔地带、市郊主干道、公园道路和高速公路等安装风光互补路灯比常规路灯有明显的经济优势。

它不需要挖沟埋线、不需要输变电系统、不消耗市电、安装方便、不受地域限制、环保节能———代表未来城市路灯的发展方向。

Ps:风光互补路灯与普通路灯的经济性比较表
备备注：以上经济效益分析表是以周期为10年，每天照明时间12小时计算。

综综上所述：1）新能源路灯为一次性投资,后续维修费用少,资金回收周期为3-5年，使用寿命按15年计算，则其他10-12年免费使用。

2）新能源路灯不需要支付电费，不受停电限制；安全性能高。

风光互补式LED路灯设计方案设计者：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、绝对绿色环保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灯蓄电池：地埋式磷酸铁锂电池100AH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/24V2块单晶硅蓄电池100AH/24V 2只磷酸铁锂电池光源及灯具"HY720LD60W1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。

浅析风光互补路灯在道路照明施工中的应用摘要：本文通过对“风光互补路灯”的工艺流程、实施步骤以及与常规网电路灯方法相比较的优点和其产生的社会经济效益。

介绍了“风光互补路灯”在乐清104道路照明工程中成功的应用，为其在各级道路照明工程中推广使用具有积极的意义。

关键词：风光互补；道路；照明中图分类号： td625 文献标识码： a 文章编号：1、工程概况104国道乐清市湖雾至清江段改建工程境内的清江镇（包括清江大桥）、雁荡镇、大荆镇（包括水涨大桥）、湖雾镇等地段，位于乐清湾海岸，乐清湾属亚热带海洋季风湿润性气候区，冬夏季风交替显著，温度适中，四季分明，雨量充沛，热量资源最丰富。

很适合风光互补路灯使用。

经先期清江大桥（新建）试行，其质量、效果、景观都比较理想，与普通路灯的投资费用、维护管理等方面比较，有很多的优势，又符合国家提倡的节能减排政策要求。

2、工艺流程施工准备—测量放线—土方开挖—电池井砌筑—模板支设—地脚笼固定—基础浇筑—砼养护—系统安装—调试—竣工验收3、实施步骤：3.1施工技术准备：3.1.1首先熟悉相关施工质量标准、规划、规程做好与设计和监理的对接工作3.1.2收到确认的图纸或技术变更后，由技术负责人指导项目有关人员认真学习图纸，进行图纸自审会审，同时通过设计方进行交底，理解设计意图，掌握设计细节，商定施工配合事宜以便正确无误地施工。

3.2基础施工：3.2.1基础定点：根据道路施工总平面图所示的坐标用全站仪定出道路中线，根据道路中线放出路灯灯杆中线，工程高程控制采用水准仪控制。

3.2.2、基础开挖：首先要了解地下管线铺设情况，为了确保工程进度计划顺利实施，应采取防塌方、交错措施，基础开挖采用挖机进行施工。

但在施工中严禁超挖，对不足的部分采用人工进行修整以保证施工质量。

3.3电池井砌筑：3.3.1砌筑时应该上下错缝，内外搭砌，砂浆饱满，严禁出现通道，暗缝等。

3.3.2砌筑前需提前一天浇水湿润，砌筑完成后，需按照实际情况浇水养护，保证其强度。

风光互补太阳能路灯方案随着可再生能源的不断发展和应用，太阳能成为一种受到广泛关注的清洁能源选择。

在城市照明中，传统的路灯需要消耗大量电力，对能源资源造成了很大的压力。

而风光互补太阳能路灯方案则能够更好地利用太阳能和风能，实现能源的互补利用，为城市照明带来新的解决方案。

1. 方案概述风光互补太阳能路灯方案是将太阳能光伏发电系统与小型风力发电机结合在一起，通过收集太阳能和风能来为路灯供电。

方案中包含了光伏发电模块、风力发电模块、储能装置、控制系统和LED灯具等组成部分。

2. 光伏发电模块光伏发电模块是风光互补太阳能路灯方案的核心部分之一。

模块由多个太阳能电池组成，能够将太阳能转化为电能。

光伏发电模块一般使用高效的单晶硅或多晶硅太阳能电池片制成，具有较高的太阳能转化效率。

3. 风力发电模块风力发电模块是风光互补太阳能路灯方案的另一个重要组成部分。

模块采用小型垂直轴风力发电机，能够通过收集风能转化为电能。

风力发电模块设计合理，能够在不同风速下稳定工作，并将产生的电能输送到储能装置中。

4. 储能装置储能装置是风光互补太阳能路灯方案中非常关键的一环。

它能够将光伏发电模块和风力发电模块产生的电能进行储存。

储能装置一般采用锂离子电池或钛酸锂电池等高能量密度的电池，具有较高的充放电效率和较长的使用寿命。

5. 控制系统控制系统是风光互补太阳能路灯方案中起到调控和管理作用的关键部分。

控制系统通过监测光照强度、风速和电池电量等参数，能够自动控制路灯的亮灭和光照强度。

同时，控制系统还能够监测故障信息，提供远程管理和维修。

6. LED灯具LED灯具是风光互补太阳能路灯方案的照明设备。

相比传统路灯，LED灯具具有更高的光效和更长的使用寿命。

LED灯具采用半导体发光技术，能够提供更亮、更远的照明效果，并且具有较低的能源消耗。

7. 方案优势风光互补太阳能路灯方案具有以下几个明显的优势：（1）清洁可再生能源。

光伏发电和风力发电是清洁的可再生能源，能够减少对传统能源的依赖，并降低碳排放。

路灯供电系统供电电源对比分析本工程道路为城市主干道，交通量巨大，从夜间安全行车的角度出发，道路照明应有可靠的供电电源。

供电电源采用电力供电系统、太阳能风光互补系统优劣分析如下：1、风光互补路灯系统优点：风能太阳能是一种清洁、安全、可再生的绿色能源，随着环保意识的增强，它逐渐成为世界各国大力开发利用的一种新能源。

对电网涉及不到的地区以及一些特殊地区，采用风光互补照明系统可实现零电费、节能减排、绿色环保。

2、本工程采用风光互补路灯，存在以下问题：a.供电可靠性：低风速（3-6m/s）条件下长期稳定供电，以及连续阴天时间达7天以上稳定供电照明，尚未得到有效的解决。

特大型台风时，太阳能发电系统不能工作，风力发电系统为避免发电机在大风条件下过载，也必须手动或自动让发电机处于制动状态，因此风电系统也不能正常工作，同样产生供电电源故障，降低路灯系统供电可靠性。

在国内风光互补照明行业缺乏产品应用标准和产品使用监管机制，在市场上的供应商提供的产品良莠不齐，造成大量劣质工程，严重影响了行业发展。

b.安全性：采用风光互补路灯，为降低储能容量，减少蓄电池数量、降低太阳能板、风车叶片，必须改用LED路灯，本工程原设计采用高压钠灯，每杆路灯灯具系统功率1100W，若采用LED路灯，每杆路灯灯具系统功率约为600W。

据了解，目前市场上尚无如此大功率风光互补路灯；另外，400W功率的风光互补LED路灯的风车的直径将近3米，太阳能电池板规格将近3mx1.5m。

巨大的风车和太阳能电池板，台风天气存在被吹落的风险，对行人及车辆的安全造成影响，也破坏了道路的景观效果。

c.道路照明质量：原设计采用双臂路灯沿道路中央绿化带布置，杆高13.5米，间距40米，光源为高压钠灯（4x250W），设计道路照明指标：平均照度维持值Eav=43lx，均匀度0.51,达到道路照明规范高档值要求。

根据目前LED行业发展水平，LED路灯最高功率约300W。

若本工程路灯光源采用LED路灯（300W），在灯杆布置方式不变的情况下，设计道路照明指标：平均照度维持值Eav=21lx，均匀度0.65,仅达到道路照明规范低档值要求。

风光互补路灯应用设计实例与典型配置方案一、任务导入风光互补路灯的技术优势在于利用了太阳能和风能在时间上和地域上的互补性，使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。

风光互补路灯控制系统还可以根据用户的用电负荷情况和当地资源进行系统容量的合理配置，既可保证系统供电的可靠性，又可降低路灯系统的造价。

风光互补路灯系统可依据使用地的环境资源做出最优化的系统设计方案来满足用户的要求。

因此，风光互补路灯系统可以说是最合理的独立电源的照明系统。

这种合理性既表现在资源配置上，又体现在技术方案和性能价格上，正是这种合理性保证了风光互补路灯系统的可靠性。

从而为它的应用奠定了坚实的基础。

二、相关知识学习情境1风光互补路灯(一）风光互补路灯的技术特点风光互补路灯主要为夜间照明使用，采用两种工作模式：纯光控模式和光控+定时模式。

两种模式的设定和控制是通过路灯控制器的拨码来实现的，并且风光互补路灯控制系统对风力发电机、太阳能电池组件和蓄电池提供多种保护，使系统可以更可靠的稳定工作。

风光互补路灯使用方便，实现无人值守，免解缆；低风速启动，合理吸收风能和光能，大风切出保护系统使整个系统更加安全可靠，大大减少太阳能电池组件的配比，降低了灯具的设计成本，可以收到良好的社会效益和经济效益。

小功率风力发电机组的风力机体积小、质量小而且发电效率高。

风力发电机独特的电磁设计技术使其具有低的启动阻力矩。

按照风能公式，风中可用能量是风速的3次方。

这表示风速提高1倍时，风能将提高8倍。

一般风力发电机组的效率通常是线性的，因此无法利用风力的3次方效益。

发电机只在沿能量曲线上的1点或2点有效率。

通过改进风力机组的效率曲线，使其符合风中可用能量的分布，使它沿整个曲线都有效率。

（二）风光互补路灯的构成风光互补路灯具备了风能和太阳能产品的双重优点，没有风能的时候可以通过太阳能电池组件来发电并储存在蓄电池中，有风能没有光能的时候可以通过风力发电机来发电并储存在蓄电池中。

一、风光互补路灯功能特点：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、绝对绿色环保5、性能稳定，故障率低◆节能：把风能和太阳能转化为电能，用自然的可在生能源、取之不尽、用之不竭；◆环保：无污染、无噪音、无辐射◆安全：12v电压，绝无触电、火灾等意外事故◆方便：安装简洁、无须架线或“开膛破肚”施工、无停电、限电顾虑◆寿命长：独立自主知识产权、科技含量高、控制系统智能化、性能稳定可靠、寿命长达15—20年。

◆品位高：绿色能源、绿色照明，提高使用者和使用地的档次，标志性强◆投资少：一次性投入，无限产出，不用市电、长期受用，零维护◆适应性强、适应范围广：风光互补克服了环境和负载的限制，应用范围十分广泛二、风光互补系统主要应用领域：海水淡化、城市景观、科普教育、微波通讯、军营哨所、海岛高山、戈壁草原、森林防火、防空警报、偏远农村三、目前风光互补新能源产品应用领域：道路照明、景观照明、交通监控、通讯基站、学校科普、大型广告、家庭供电四、风光互补太阳能路灯现状：普通路灯不仅需要开沟布线、支付用电费用，还要防止电缆被盗的现象，用电需要消耗一次性能源。

如果涉及到停电是整片区域都停电。

不仅属于用电污染设备，而且还需要支付高昂的电费和维护费用。

风光互补太阳能路灯不仅不需要消耗一次性能源，可以自己发电满足自己使用，不仅可以防盗而且利用可再生的风能和太阳能满足照明的使用要求，就是一次性投入稍高。

但可以一劳永逸，无需支付电费，即美观又能为节能减排开辟新的天地。

五、大力提倡风光互补太阳能路灯系统的发展：1、迎合国家大力提倡和鼓励使用新能源的政策，开辟“节能、降耗、减排”新的天地，更为政府大力提倡“绿色能源、绿色照明”树立标志性的直观场景。

2、符合城市发展要打造“蓝天、碧水、绿色、洁净”四大环保基础设施的建设，还能降低当地人均GDP能耗，为建立“生态文明”、“循环经济”的模范城市增加亮点，更能提升绿色、环保新城市建设的形象和品味。