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风光互补路灯设计方法概述

2015-02-09 11:43:02来源:互联网浏览: 评论:0

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  风光互补路灯设计概述

  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。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。采用单支75瓦LED路灯,24V系统,其平均亮度和亮度平均度、平均照度和照度平均度均高于标准要求。 (二)、太阳能发电系统设计采用自带恒流、恒压、调功一体控制器降低系统功耗、降低组件成本。 (实际降低系统总损耗20%左右,以下以15%计算)

  1、 LED灯,单路、75W,24V系统。

  2、 当地日均有效光照以5h计算,采用追日系统可提高至6h。

  3、每日放电时间10小时,(以晚7点-晨5点 为例)通过控制器夜间分时段调节LED灯的功率,降低总功耗,实际按每日放电7小时计算。 (例一:晚7点至11点100%功率,11点至凌晨5点为50%功率。合计:7h) (例二:7:00-10:30为100%,10:30-4:30为50%,4:30-5:00为100%)

  4、满足连续阴雨天4天(另加阴雨前一夜的用电,计5天)。逆变后实际输出功率为原功率90%,故所需发电功率为83W。电流 = 83W÷24V=3.458 A 计算蓄电池 = 3.458A × 7h ×(4+1)天= 3.458A × 35h=120 AH 蓄电池充、放电预留20%容量;路灯的实际电流小于3.458A(加5%线损等) 实际蓄电池需求=110AH 加20%预留容量、再加5%损耗 120AH ÷ 80% × 105% = 159AH 实际蓄电池为24V /159AH,需要两组12V蓄电池共计:318AH。

  计算电池板:

  1、LED灯 75W 电流:3.458A

  2、每日放电时间10小时,实际按7小时计算(调功同上蓄电池)

  3、电池板预留最少20%

  4、当地有效光照以日均5h计算 WP÷17.4V = (3.458A × 7h × 120%)÷ 5h WP = 101W 实际线损等综合损耗小于5%,电池板实际需求=92W × 105% = 106W,因为采用互补发电,功率减半。实际电池板需24V /53W,蓄电池300AH、24VDC一块 ,或12VDC、150AH二块 75W LED灯一只,太阳能电池板24VDC、 50W一块,或12VDC、50W二块风光互补控制器24VDC/10AH一只,具有时段功率调节功能,带液晶显示等功能。

 

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