小区适用太阳能路灯设计方案一、前言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，随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。

全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展急需解决的问题。

每年照明消耗电能约占全部电能消耗的12%～15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻找可以替代传统光源的新一代节能环保光源。

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如用太阳能取代，这相当于总投资规模超过2000亿元的三峡工程的全年发电量。

某经济适用房住宅小区响应市政府节能减排号召，整个小区道路照明采用太阳能发电照明，由于小区楼层高达50米，小区内光照不足，大部分道路照明无法采用独立供电型太阳能路灯，必须把太阳能电池板放到采光比较好的地方，采用集中供电方式发电照明。

二、根据小区照明要求，我公司光伏工程师给予该小区太阳能路灯如下设计方案：1.1负载的工作时间和类型根据该项目的工作要求，太阳能路灯的设计配置及依据如下：1.2、灯具设计类型我小区根据各路段道路采光时间不同，设计出不同类型的太阳能路灯以满足小区内道路照明，太阳能路灯设计类型如下：A: 独立供电型太阳能路灯B: 高配型太阳能路灯C: 集中供电型太阳能路灯1.3本工程主要遵循和依据下列标准、文件GB/T7000.1-2002 《灯具一般安全要求与实验》CJJ89-2001 《城市道路照明工程施工与验收标准》CJJ45-9 《城市道路照明设计标准》GB/T9535 《地面用晶体硅光伏组件鉴定和定型》GB/T18479 《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》GB50054 《低压配电设计规范》GB17478 《低压直流电源设备的特性和安全要求》GB50171 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB6495 《光伏器件》GB/T17626 《电磁兼容试验和测量技术》GB13337.1 《固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件》YD799 《通信用阀控式密封铅酸电池》DL/T620 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T621 《交流电气装置接地》GB191 《包装运标志》GB19064 《家用太阳能光伏覅安源系统技术条件和试验方法》GB232-82 《电气装置安装工程及验收规范》GB50205-95 《钢架构工程施工及验收规范》1.4设计原则本工程实际在遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的指导思想和设计原则下，着重考虑一下设计原则。

●先进性原则：随着太阳能技术的发展，太阳能路灯设计必须考虑先进性，使系统在一定的时期内保持技术领先性，以保证产品具有较长的生命周期。

●实用性原则：太阳能路灯系统设计充分考虑我国太阳能照明设备生产现状选用有大规模实际工程应用经验的产品，采用先进成熟的技术，保证产品的稳定性、可靠性和可维性。

●经济性原则：太阳能路灯系统设计在保证系统各项技术指标的前提下，努力降低工程、设备成本，提高系统的性能价格比，保护用户的投资效益。

三、太阳能路灯系统简介3.1太阳能路灯设备工作原理太阳能光伏发电系统是利用根据光生伏打效应原理制成的太阳能电池板将太阳能辐射能直接转换成电能的发电系统。

它主要由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、逆变器灯部分组成，与路灯（庭院灯）系统相结合，通过工程设计，形成为一个整体设备—太阳能路灯设备。

太阳能电池板：根据光生伏打效应原理，多用晶体硅制成，其作用是将太阳辐射转换为电能，有一定的防雨、防雹、防风等能力。

根据实际需要将电池组件相互串联或并联连接。

由于太阳能电池组件的输出功率取决于太阳辐照度、太阳能光谱的分布和太阳能电池的温度，因此太阳能电池组件的测量在标准条件下（STC）进行，改条件下太阳囊电池组件输出的最大功率备称为峰值功率WP。

该测量条件被欧洲委员会定义为101号标准：光谱辐照度1000W/㎡,光谱Aml.5，电池温度25摄氏度。

蓄电池：用于储存存太阳能电池板受光照时发出的电能并随时向负载供电。

根据实际需要可相互串联并联连接。

目前与太阳能发电系统配套使用的蓄电池是经过优化的太阳能专用蓄电池。

充放电控制器：直接为直流负载供电，通过检测蓄电的电压并进行合理的控制，防止蓄电池组过充电和过放电，一般还具有简单的测量功能。

由于蓄电池组被过充电或过放电后将严重影响其性能和寿命，在光伏发电系统里，充放电控制器一般不可缺少。

3.1太阳能发电系统的设计原则太阳能光伏电系统设计的总原则，是在保证满足负载需要的前提下，使用最少的太阳能电池组件和蓄电，以减少初始投资。

这就需要综合掌握用户的需求和安装地点的具体条件，进行合理设计。

三、我公司为此次太阳能路灯工程采用各个组件的技术优点3.1我公司采用的太阳能电池板的先进性及其优点介绍太阳能电池板及支架产品所需主要原材料均选择国际一流生产企业作为原料供应商，从根本上保证原材料的质量。

铸锭和切片设备采用美国、德国和瑞士的一流设备供应商产品，保证了硅片的加工精度和质量，并通过技术团队的精心调试，使得公司生产的多晶硅光伏电池片平均转换效率达到全球领先水平。

再使用进口低铁朝拜钢化玻璃和EVA、背板，不仅能保证25年的正常使用，而且能够保持较高的发电率和非常缓慢的衰减。

多年的实际应用使得该组件产品能充分适应各种恶劣的野外环境，高强度优质阳极氧化铝合金边框、无螺钉铰接、进口硅胶密封、合理的排水孔设计都大大延长了组件的使用寿命和性能。

此次太阳能路灯工程采用的太阳能电池板绝缘性能≧100Ω，抗风能力：60m/s,且具备抗直径25mm冰雹以23米/秒的冲击，风载测试小于2400帕，雪载小于5400帕，光板支架需用加强筋焊牢，安装角度合适。

3.2太阳能LED路灯光源先进性说明高效LED灯头技术特点：A:光源的选择：光源比较：传统照明光源主要有3大类：白炽灯、荧光灯、和稀有气体放电灯。

与这些光源相比，LED光源光效比较高，使用寿命长，采用安全电压供电，不含有毒重金属显色指数高，而且属于新型光源，发展潜力巨大，是未来传统光源理想的替代品。

B: 内置LED专用散热片，具有强大散热功能长时间工作灯体温度≤50度，日月升独特设计理念，恒流电路采用分散式独立供电系统,大大降低光源故障率。

灯具表面进行了耐紫外线抗腐蚀处理，整体灯具达到IP65标准；寿命长、功耗低。

LED可连续使用60000小时，使用寿命长达15年以上。

灯具设计选型由于小区夏天气温高，灯具设计必须考虑散热问题，本照明工程灯具选用小区日月升太阳能科技发展有限公司专门为太阳能路灯照明应用设计制造的一款超亮17W LED灯（DC12）。

LED灯具性能优点1、额定功率：17w，光通量1700lm，色温5000-5500k；2、日月升线路独特设计理念，恒流电路采用分散式独立供电系统,大大降低光源故障率；3、整个灯体就是一个强大的散热片，即使在夏天，夜能使LED芯片保持正常的温度工作，大大提高了LED光源的使用寿命；4、灯具表面进行了耐紫外线抗腐蚀处理，整体灯具达到IP65标准；5、寿命长、功耗低，LED可连续使用60000小时，使用寿命长达15年以上。

3.3蓄电池的先进性说明采用免维护太阳能路灯专用蓄电池，容量为50Ah（使用密封阀控式）。

环境适应能力-15℃～55℃，自放电指标1%/月，此蓄电池畜电能力强，终生无需人工维护，蓄电池安放位置采用地埋方式，蓄电池地埋箱具有防水、抗寒、防盗等优点。

3.4太阳能控制器的先进性说明：产品特点：1、太阳能控制器，日月升独特设计理念，内置电脑芯片智能化控制，是我公司技术人员专门为太阳能路灯采用LED光源设计的一款通用光伏充放电控制器，此太阳能控制器除具有常规控制器所有功能外，还增加了12v直流节能灯易损保护功能。

2、采用了低频PWM的半桥拓补充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管防反充的充电电路降低近一半以上，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的均衡充电，浮充充电自动控制方式延长电池的使用寿命；同时具有高精度温度补偿；型号：RYS-TYK51额定充电电流： 5A工作电压：DC12保护功能：过冲、过放、短路；工作模式：通用、光控、光控+时控（可设定为1-17小时）状态显示：太阳能电池板充电状态指示，蓄电池电量状态指示，光源状态指示；数字显示：2位数码管显示；过放电压：11.1V（空载电压）+放电率补偿修正的初始过放电压；×2/24V;浮充电压：13.6V; ×2/24V(维持时间：直至降到充电返回电压动作); 空载损耗：不大于5mA;反接保护：正负极反接保护功能；充电控制方式: PWM脉宽调制;工作温度: -35℃至+55℃;颜色:墨黑色外观尺寸：134x70x33mm包装盒外观尺寸：240x86x44mm主要应用领域：太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能投射灯、太阳能广告灯、光伏发电站等。

3.5太阳能路灯灯杆的先进性说明作为太阳能路灯设备，由于太阳能电池板面积比较大，且考虑安全及采光动能因素，都放在杆顶部，因此风力对敢提作用力主要作用在太阳能电池板上，在灯杆主体设计过程中必须考虑整个结构的风荷载因素对结构的影响，通过风荷载计算，兼顾灯具的美观性，选择灯杆主题结构为：采用优质Q235钢管，壁厚：4.0mm，抗风能力达36.9m/S 以上，保证整杆路灯在恶劣天气状况正常工作。

灯杆内外表面热镀锌处理，锌层厚度≥85μm，防腐寿命达30年以上。

灯杆外表面热镀锌并经表面处理后，采用防紫外线全树脂塑粉进行喷塑，塑层厚度≥100μm，表面光滑，不变色，寿命20年以上。

采用钢管（与主杆连接部分除外）经模压成形后，拼焊而成。

内外表面采用热镀锌处理，防腐寿命达30年以上。

支架表面热镀锌并经表面处理后，采用防紫外线全树脂塑粉进行喷塑，表面光滑，不变色，寿命20年以上。

颜色与灯杆匹配；与灯杆连接处光滑、自然、浑然一体抗风设计在太阳能路灯系统中，一个需要非常重视的问题就是抗风设计，抗风设计主要分为两方面，一为电池组件支架的抗风设计，二位灯杆的抗风设计。

下面按以上两方面分别作分析。

太阳能电池组件支架的抗风设计：太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2400PA。

抗风系数选定为24m/s（相当于9级风）考虑本组件的结构安装方式（倾斜安装）。

根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有332PA，所以组件本身完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏。