风光互补式LED路灯设计方案

基于风光互补LED节能路灯控制系统的设计摘要：大部分道路路灯采用恒亮照明方式，造成严重的浪费，本设计通过调节PWM占空比来调节LED亮度的调节，根据需要调节路灯的亮度。

本设计对路灯进行智能控制及节能研究有着积极的意义。

关键词：风光互补，LED 智能路灯，单片机引言风能和太阳能是可再生的绿色能源，各国为进行研究和利用都投入了巨额资金。

嘉兴市位于杭嘉湖平原的中心地带，而且冬夏季风交替显著，季风特征明显，风力资源丰富。

因此高校路灯智能调节亮度并采用风光互补LED节能路灯一种非常好的节能方案。

1控制系统整体方案本设计包括风光互补和LED亮度智能调节，两系统共用一个控制器，风光互补系统主要是将太阳能和风能进行有效结合，并且把电能存储在蓄电池中，通过控制蓄电池实现对LED路灯的供电时间和亮度控制。

同时加入市电接入，保证LED路灯的正常使用。

2节能道路路灯系统结构在风光互补系统种，白天主要是风力和太阳能光伏同时发电，这时系统的电能来自于太阳能光伏板和风机产生的电能；夜间，太阳能光伏板无法发电，因此主要依靠风机进行发电。

本设计对电能的存储使用蓄电池存储，并对路灯进行供电。

控制器是系统中最重要的，它决定了整个系统的性能的优劣，它的功能是对电能进行管理以及控制。

系统结构框图如图1所示。

图1系统结构框图3节能道路路灯控制系统设计3.1智能控制器硬件电路设计智能控制器的设计是本课题的重点。

控制器的设计方案直接影响着系统的整体性能。

根据系统的特点，智能控制器使用单片机STC89C52RC来实现，该单片机具有高速、低功耗、超强抗干扰的优点，在8位单片机中性能优异。

3.2光信号采集模块设计在本设计方案中，如果出现阴雨天气，光照强度不足需要自动开启路灯，是根据光信号采集模块来对外界光照强度进行判断，本设计使用光敏电阻作为传感器。

光敏电阻的阻值随着外界光照强度的变化而变化，使得采集的电流大小发生改变，采用LM358作为运算放大器对电路中的电流进行放大，在通过A/D转换器将电信号传回到单片机之后，控制器通过判断电信号阈值来决定是否打开还是关闭路灯。

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。

风光互补太阳能路灯设计方案设计单位：乌鲁木齐旭日阳光太阳能工程有限公司设计时间：二0 一一年三月二十日设计人员：姜广建电话：风光互补路灯设计方案现场效果图一、自然资源状况在跨入21 世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题。

而能源问题将更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温室效应都与化石燃料的燃烧有关。

目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源的开发利用造成的。

因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。

太阳能和风能等清洁能源以其独具的优势，其开发利用必将在21 世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21 世纪后期的主导能源。

1.1 化石能源带来的问题(1)能源短缺：由于常规能源的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需要。

从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020 年，天然气也只能延续到2040 年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。

因此，如不尽早设法解决化石能源的替代能源，人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面。

(2)环境污染：当前，由于燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；局部地区形成酸雨，严重污染水土。

这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。

(3)温室效应：化石能源的利用不仅造成环境污染，同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，引起全球气候变化。

这一问题已提到全球的议事日程，其影响甚至已超过了对环境的污染，有关国际组织已召开多次会议，限制各国CO2 等温室气体的排放量。

1.2 太阳能资源及其开发利用特点(1)储量的“无限性”：太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。

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。

摘要随着科技的进展，能源需求已经成为一个超级重要的社会问题。

人们对各类可再生能源进行了研究，专门是风能和太阳能。

太阳能与风能有着专门好的互补特性，因此在部份远离电网的区域能够采用小型的风光互补发电系统供电。

最近几年来LED 照明技术取得快速进展，LED照明取得愈来愈普遍的应用。

研究一种基于风光互补发电的LED路灯，对节能和城市照明具有重要的意义。

本文设计了一套独立式风光互补LED路灯系统，并对风力发电机、太阳能电池、蓄电池和控制器进行了分析和设计。

其中在最大功率跟踪策略方面，别离采用了双输入起落压斩波硬件电路实现风能和太阳能的最大功率输出，并别离采用变步长扰动控制算法和改良扰动观察控制算法作为最大功率点跟踪（MPPT）控制策略。

在蓄电池充放电控制上采用双向直流升/降压式变换电路来实现蓄电池的充放电能量管理。

在智能控制器设计方面上，设计了一种以DSP为控制核心的风光互补LED路灯控制系统。

系统以TMS320F2812为主控芯片，主要设计了控制系统的数据收集模块，PWM信号驱动模块，控制系统的辅助电源模块，LED照明驱动电路和系统时钟模块。

最后按照设计要求进行了参数计算和设备选择。

关键词：风光互补；最大功率跟踪；能源；LEDAbstractWith the development of science and technology, the demand for energy has become a very important social issue. Human research on many renewable energy, especially wind and solar and wind power has a very good complementary characteristics and therefore Small scale Wind and Solar complementary electricity generating system can be used in part of the region far from the lighting technology developed rapidly in recent years, LED lighting has been used more widely. Research on LED lights based on wind and solar power have great significance to energy saving and urban lighting.This paper designs a general structure scheme of a wind and solar LED street light,and analyze and design wind turbine and solar cell and storage battery. And in terms of the intelligent controller’s maximum power tracking control strategy, this paper uses two-input buck-boost chopper hardware circuit to achieve the wind and solar maximum power output,and uses the variable step control algorithms and improve disturbance observation control algorithms as themselves maximum power point tracking (MPPT) control strategy, the variable disturbance step can be taken place of the traditional fixed-step in the control process, which to improve the efficiency of power generation. In terms of the intelligent controller’s battery charging and discharging control strategy, this paper uses the bi-directional DC buck/boost converter to achieve the battery charging and discharging energy management. This project designed a wind and solar LED street light control based on DSP. In hardware design, TMS320F2812 is the MCU of this control system , we design the PWM signal driver modules, auxiliary power module of the controlsystems, LED lighting driver , According to the requirements of design parameter calculation and equipment selection.Key words：wind and solar street light；maximum power tracking；energy；LED目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 风光互补发电研究现状 (2)1.2.1 风力发电研究现状 (2)1.2.2 光伏发电研究现状 (2)1.2.3 风光互补研究现状 (3)1.3 风光互补LED路灯整体结构设计方案 (3)第2章风力发电机的设计 (4)2.1 风力发电机的工作原理及运行特性 (4)2.1.1 风力发电机工作原理 (4)2.1.2 风力发电机运行特性 (4)2.2 最大功率跟踪控制策略 (7)2.2.1 风力发电机的大体控制策略 (7)2.2.2 风机最大功率跟踪控制策略 (7)2.2.3 功率扰动控制策略 (8)第3章太阳能电池板的设计 (10)3.1 太阳能电池的工作原理及运行特性 (10)3.1.1 太阳能电池原理 (10)3.1.2 太阳能电池工作特性 (10)3.2 最大功率跟踪控制 (12)3.2.1 太阳能电池板扰动观察法控制策略 (12)3.2.2 本文采用MPPT控制策略 (13)3.2.3 MPPT电路实现 (14)第4章蓄电池组的设计 (16)4.1 蓄电池工作原理及运行特性 (16)4.1.1 蓄电池的工作原理 (16)4.1.2 蓄电池的特性参数 (17)4.1.3 蓄电池的工作状态 (17)4.1.4 蓄电池的运行方式 (18)4.1.5 影响蓄电池寿命的因素及充放电保护 (19)4.2 蓄电池充放电方式 (19)4.3 充放电系统电路实现 (21)第5章参数肯定及设备选择 (22)5.1 发电量与用电量计算 (22)5.2 设备参数肯定 (22)5.3 LED路灯的选择 (23)5.3.1 LED的原理 (23)5.3.2 LED灯的特点 (23)5.3.3 LED路灯设计 (24)第6章风光互补路灯智能控制器的设计 (26)6.1 风光互补发电系统主电路设计 (26)6.2 风光互补LED路灯控制器硬件设计 (27)6.2.1 TMS320F2812最小系统 (28)6.2.2 信号收集电路设计 (30)6.2.3 PWM驱动电路设计 (31)6.2.4 辅助电源设计 (33)6.2.5 实不时钟设计 (35)6.2.6 LED驱动设计 (36)6.3 系统软件设计 (38)6.3.1 主程序设计 (38)6.3.2 充放电程序设计 (38)6.3.3 LED照明管理程序设计 (39)第7章总结 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录Ⅰ锦州气候背景 (44)附录Ⅱ外文资料及翻译 (45)第1章绪论1.1研究背景与意义现阶段，人们主要利用的能源都是煤、石油、天然气等化石燃料和少量的核能，随着现代人口的快速增加，和人们对高质量生活的追求，化石能源的消耗量在进一步增加。

离网光伏系统设计报告书设计题目：风光互补路灯设计设计人姓名：向枘1121560119 班级：能自1201 班目录1 风光互补路灯系统介绍 (4)1.1 概括 (4)5 风光互补路的背景 .................................................................................................1.1.2 风光互补路灯的发展过程及现状 (5)6 风光互补路灯的意义 .............................................................................................8 风光互补路灯的原理 .............................................................................................2 设计需求 (9)3 系统初始化设计 (10)当地气象数据资料 (10)灯源及灯杆设计 (11)照明方式的选择 (11)灯杆高度及路灯间距的计算 (12)路灯灯源的选择 (12)灯杆强度 (13)蓄电池的选择 (17)蓄电池的选择 (17)蓄电池的计算 (18)风力发电机组设计 (18)风力发电机组的选择 (18)风力发电机组功率确实定 (18)太阳能电池组件设计 (19)太阳能电池组件功率的选择 (19)太阳能电池组件功率确实定 (19)方阵倾斜角设计 (20)4 系统的主要配置说明 (21)系统配置表 (21)4.2 太阳能组件主要参数 (22)4.3 风力发电机主要参数 (22)4.4 控制器主要参数及说明 (23)4.5 风光互补路灯24V 直流系统原理图方框图 (24)5 系统建设及施工 (24)5.1 系统建设流程 (24)5.2 系统安装说明 (25)5.2.1 安装前须知事项 (25)5.2.2 安装准备 (26)安装操作流程 (27)6 系统的运转与保护 (30)6.1 系统的调试 (30)6.2 系统的查收 (32)6.3 系统的保护 (33)6.4 风光互补路灯系统的防雷及防腐 (33)6.5 常有故障及办理 (34)6.6 使用寿命 (35)7 系统成本剖析 (35)8 参照资料 (36)8.1 国家标准 (36)8.2 行业标准 (37)8.3 参照文件 (37)1风光互补路灯系统介绍概括能源是公民经济发展和人民生活一定的重要物质基础，在过去的 200 多年里，成立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源系统极大的推进了人类社会的发展。

东莞蒋经理风光互补路灯设计方案珠海兴业新能源科技有限公司２０１1年01月11日目录1 设计依据 (3)1.1 气候状况 (3)1.2 参照标准 (3)1.3 设计原则 (4)2 方案设计 (4)3 系统的构成 (5)4 系统主要部件介绍 (6)4.1 灯杆和相关配件 (6)4.2 控制器 (6)4.3 所用铅酸蓄电池技术特点 (6)4.4 风力发电机和太阳电池组件 (8)4.5 灯具 (8)5 兴业太阳能路灯优势 (9)6 部分工程案例 (10)1 设计依据1.1 气候状况根据加拿大绿色软件RETSCREEN查询出当地的气候及辐射量的条件情况，可知广东风能和太阳能资源：年平均辐射量为4756MJ/m2(属于太阳能资源较丰富地区)。

1.2 参照标准CCJ45-2006 《城市道路照明设计标准》GB 7000.1-2002 《灯具一般安全要求与试验》GB 7000.5—2005 《道路与街路照明灯具安全要求》IEC 61215—2005 《地面用晶体硅光伏组件(PV)——设计鉴定和定型》GB/T 18210-2000 《晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量》1.3 设计原则1）满足照度要求和照明时间要求；2）稳定耐用，满足当地抗风能力；3）灯型设计优雅美观与和周围环境和谐统一；4）耐腐蚀，适合当地环境使用。

2 方案设计所设计的风光互补路灯系统采用独立风光互补供电方式，光控开关控制，定时关，全自动智能控制。

由表可知，电池组件的最佳安装倾角定为30度，可最大限度利用太阳能资源，保证路灯安全、高效、稳定地工作。

道路宽12M，采用8M灯杆，按照14m灯距双侧对称布置，根据具体情况进行安装,系统每天工作8小时，其中前4小时全功率工作，后4小时半功率工作，满足无阳光的情况下连续工作5天的要求。

单套系统配置如下表所示：序号名称型号规格单位数量价格质保期1多晶硅组件17.5V/138W块24692.005年备注：1 以上报价含税，不含运费；即日起30天有效。

^风光互补LED路灯控制器的设计摘要本文主要首先介绍了产生新能源的必要性及风能和太阳能快速发展的背景。

其次介绍了什么是风光互补及风光互补的技术原理、技术结构及技术优势和风光互补系统的组成、风光互补路灯的优势。

然后介绍了什么是风光互补控制器，风光互补控制器的特点，风光互补控制器的工作原理及风光互补路灯控制器的结构图和电路原理图。

关键词：控制器，工作原理，路灯，风能，太阳能目录1、绪论................................................... 错误!未定义书签。

2、风光互补的概述......................................... 错误!未定义书签。

、风光互补的技术原理................................... 错误!未定义书签。

、风光互补的技术构成................................... 错误!未定义书签。

、风光互补的技术优势................................... 错误!未定义书签。

、风光互补的典型案例................................... 错误!未定义书签。

3、风光互补系统........................................... 错误!未定义书签。

、风光互补系统的组成................................... 错误!未定义书签。

、风光互补路灯的优势................................... 错误!未定义书签。

4、风光互补控制器......................................... 错误!未定义书签。

、风光互补控制器的概述................................. 错误!未定义书签。

企业生产实际教学案例：风光互补LED路灯工程建设方案案例说明一相关岗位名称●光伏系统设计工程师●光伏系统销售人员●光伏系统技术支持●光伏系统售后服务二相关职业技能●掌握风光互补路灯设计要点●掌握风光互补路灯部件的选型与配置●了解风光互补路灯与常规路灯效益对比三案例背景介绍●本案例介绍的是风光互补路灯的建设方案，包括风光互补路灯的设计与实施方案，以及风光互补路灯提供的售后服务1生产案例1.1 案例背景概述（一）项目名称：新建风光互补路灯工程（二）项目地点：惠州和东莞地区（三）项目建设性质：新建（四）项目建设内容：风光互补路灯工程建设风光互补路灯系统具体有以下几个优点：1.安装施工周期短.该路灯系统完全独立,无外部连接工程,工程量低，平均每20套工程工期从设备到现场开始算起只要两天，从工程采购算起只要五天；2.成本低，见效快。

平均每套系统投入比有线路灯低许多，两天时间，就能让漆黑的道路变得一片光明;3.占用土地很少，无须管路铺设，不存在电线防盗问题；4.零电费、零排放。

既减少了用电负担，实现了节能降耗，又改善了生态景观，达到了环保的效果,也方便了市民的出行，加强了社会治安综合治理。

◆制造优势√ 现代化的制造工厂管理√ 独立的研发团队√ 丰富的上游资源√ 完善的区域部件配套◆产品优势√ 产品线丰富√ 产品更新快√ 产品定位准确◆价格优势√产品性价比优势√供应链优势：既是制造商又是品牌商√上游资源的整合优势√规模采购带来的成本优势1.2项目简述路灯照明工程，是提高社会综合管理水平，全面构建和谐社会的重要一环。

该项目设计方案响应了国家“绿色照明、节能减排”的号召。

国家公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，提倡照明节能。

由于我国城市照明所消耗的能源极为惊人，若将户外照明改用太阳能、风能供电，将大大减少城市用电的负担！华南地区具备独特的地理优势，而且还拥有丰富的气象资源，全年大于或等于3级风的时间大于200天。

灯距 (m) 30
灯高 (m) 9
最经济 LED 照明功率 (W) 80
10 小时耗能 (Kw.h) 0.8
每天照明安照 10 小时计算，分别为：1.120、0.800、0.560（Kw.h）
3.2.2
泰玛磁悬浮风力发电机的选择
泰玛 CXF400 400W 磁悬浮垂直轴风力发电机，具有起动风速小、风能利用率高的特点，这 里选用该型号非常合适。
3.2 泰玛风光互补系统方案设计
方案的设计，需要平衡供电要大于需电，并能给电池充电，留有一定的功率余量。才能不断 给蓄电池充电，满足特殊情况下的供电需求。
3.2.1
LED 路灯的功率选择
参照次级主干道的要求，平均照度≧15 lux。我们通过德国 DIALux 专业照明软件输入路面参数， 找到最经济 LED 照明灯具的功率。 （详细的参数见附件）
wwwtimarcom第7页项目参数项目参数风叶扫风直径124m叶片数量3起动风速1ms风轮气动效率036工作风速范围130ms发电机额定转速450转min额定风速12ms最大抗风强度60ms切离风速20ms机组噪音20db输出电源等级dc24v发电机型式永磁三相交流额定功率400w防护性能具有防潮防霉防腐蚀等性能泰玛牌400w风力发电机主要技术指标根据气象资料以及新区路段的自然环境此地段平均风速为35级4米秒6米秒24小时天此时功率为额定功率的55105
2.2 设计标准
泰玛风光互补路灯系统须满足以下设计标准：
1、 道路的照明标准参照国标次级主干道要求的标准， 平均照度要求大于或等于 15 （lux） 。 2、照明采用 LED 灯具：80W（正白 7600LM） 。 3、对于灯杆，遵守关于国家对路灯设计的规范。 4、照明的时长，采用国际流行的最新设计： （1）人行道每晚照明 10 – 11 小时，光控全功率，不少于 10 小时的照明时间。 （2）主车道每晚用光控或远程控制照明 。晚间 18 点至 0 点，全功率照明。0 点以后采 用半功率照明。

风光互补路灯设计一、技术要求及涉及因素：问题一：所要架设路灯的路级标准（单道或双道、路长、路宽、照明亮度要求）。

问题二：所要架设路灯的地理位置（常年日光照射情况及日平均风速）。

问题三：路灯日使用情况（每日使用时间，采用节能的双开或三开），遇到阴雨天，系统可提供备用电力应用天数。

问题四：系统负载功率多大？输出电压和电流是直流还是交流？问题五：系统负载情况，是电阻性、电容性、还是电感性？启动电流需要多大？根据问题一，确定合理的路灯布置方式，包括单路灯照明范围和路灯间距，同时还可以确定路灯的最低照明标准瓦数。

力求作到在照明达到理想要求的情况下少架设路灯，以降低路灯照明系统成本。

（需设计最少三套方案，进行成本比较）根据问题二，通过对所设路灯地理位置的年光照量和年风能储量考查，包括日均日照时间和日均风速，确定太阳能发电系统和风力发电系统的发电功率的分占百分比。

根据问题三，根据路灯日使用情况和路灯系统电能备用天数，确定蓄电池容量及风光发电系统的功率选择。

根据问题四及问题五：根据所需负载情况，确定风光发电系统附边设备的选型。

以上工作都作好后，根据风光发电系统的重量，进行灯杆的承重能力及抗几能力设计。

二、设计实例：下面以河北省二级路增加设计速度60km／h一档后，路基宽为10.0m，路长为2km，每天工作时间为10小时，备用时间为5天为例，进行风光路灯设计。

（一）、河北省≥3 m／s的风速全年累积为4000～5000h，≥6m／s风速全年累积为3000h以上。

年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2，相当于日辐射量4.5-5.1KWh/m2。

得出结论，河北省是一个风能和太阳能储量很高的省份，即适合风力发电，又适合太阳能发电，因此将太阳能发电和风力发电得到的电能定为各50%。

采用截光型灯具，灯具支架长1.5米，实际照明有效宽度为8.5米，设计灯架高为10米，灯具距地面直线距离为9米，各路灯间距为25米，所需路灯总数为2000/25=80。

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%。

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。

2. MOE Engineering Research Center of High Power Solid State Lighting Application System，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China；
3. School of Electrical Engineering & Automation，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China；
switching tube cannot reach very high power，and can not realize the functon of output short circuit protection though it can
meet the power supply requirements currently. In order to achieve output short circuit protection and high power，a 4 ⁃ switch
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引
一。其太阳能和中风能是最常有的自然能源，夏天阳光
言
照射强度高，而冬天来光明，并把城市
的夜晚装点得多姿多彩。但是路灯耗电量大，低压输电
线路长导致输电线路上的耗电也很大。而随着能源危
机 日 益 临 近 ，新 能 源 已 经 成 为 当 今 世 界 的 主 要 能 源 之
98.5% and output can reach 50 V/2 A. This design was tested. It satisfied the design requirements and the night lighting needs

实用文档包头稀土高新区道路风光互补工程LED太阳能路灯方案武汉三剑照明器材有限公司2011年12月23日目录一、13米宽道路的路灯设计 ........................................................ (3)二、20米宽道路的路灯设计 (5)三、建设风光互补路灯的意义 (7)四、风光互补LED路灯配置方案........................................................ ..8五、LED路灯工程设计方案 (10)一、13米宽道路的路灯设计根据设计要求这种道路一般为人车混用的支路，车流少、车速低和路面是13米宽的水泥混凝土路面，可以选用单侧布置。

效果图灯具高度H=8米，间距S=20米，灯具悬挑长1.5米则有效路宽为11.5米，根据国家照明标准要求其照明平均照度Eav不低于3.5Lx，平均照度均匀度Emin/Eav不小于3.5。

灯具采用LED照明灯具，56WLED灯具来做光源，其光通量为5500Lm，其等高8米道路平面等照度曲线图为:照度计算伪色图：选用路灯利用系数U=0.32(国际照明委员会推荐0.3),维护系数K=0.8;则其路面平均照度为：Eav=U*Φ*N*K/W*S=0.32*8000*1*0.8/11.5*30=5.93lx；根据灯具的等照度曲线可以得出其最小照度值Emin不小于3 lx则其平均均匀度为：Emin/Eav=3/5.93=0.5。

所以该安装方案路面平均照度Eav=5.93lx,平均均匀度Emin/Eav=0.5符合国家标准要求。

二、20米宽道路的路灯设计根据这种道路一般为次于干路，车流较多、车速较快和路面是20米宽的水泥混凝土路面，可以选用比侧对称布置:效果图灯具高度H=12米，间距S=40米，灯具悬挑长2米则有效路宽为16米，根据国家照明标准要求其照明平均照度Eav不低于 5.6Lx,照度均匀度Emin/Eav不小于0.35。