一、 技術要求及涉及因素:
問題一:所要架設路燈的路級標準(單道或雙道、路長、路寬、照明亮度要求)。
問題二:所要架設路燈的地理位置(常年日光照射情況及日平均風速)。
問題三:路燈日使用情況(每日使用時間,采用節能的雙開或三開),遇到陰雨天,系統可提供備用電力應用天數。
問題四:系統負載功率多大?輸出電壓和電流是直流還是交流?
問題五:系統負載情況,是電阻性、電容性、還是電感性?啟動電流需要多大?
根據問題一,確定合理的路燈布置方式,包括單路燈照明范圍和路燈間距,同時還可以確定路燈的最低照明標準瓦數。力求作到在照明達到理想要求的情況下少架設路燈,以降低路燈照明系統成本。
根據問題二,通過對所設路燈地理位置的年光照量和年風能儲量考查,包括日均日照時間和日均風速,確定太陽能發電系統和風力發電系統的發電功率的分占百分比。
根據問題三,根據路燈日使用情況和路燈系統電能備用天數,確定蓄電池容量及風光發電系統的功率選擇。
根據問題四及問題五:根據所需負載情況,確定風光發電系統附邊設備的選型。
以上工作都作好后,根據風光發電系統的重量,進行燈桿的承重能力及抗幾能力設計。
二、 設計實例:
下面以河北省二級路增加設計速度60km/h一檔后,路基寬為10.0m,路長為2km,每天工作時間為10小時,備用時間為5天為例,進行風光路燈設計。
(一)、河北省≥3 m/s的風速全年累積為 4000~5000h, ≥6m/s風速全年累積為3000h以上。年太陽輻射總量為5850-6680 MJ/m2,相當于日輻射量4.5-5.1KWh/m2。得出結論,河北省是一個風能和太陽能儲量很高的省份,即適合風力發電,又適合太陽能發電,因此將太陽能發電和風力發電得到的電能定為各50%。
采用截光型燈具,燈具支架長1.5米,實際照明有效寬度為8.5米,設計燈架高為10米,燈具距地面直線距離為9米,各路燈間距為25米,所需路燈總數為2000/25=80。采用單支75瓦LED路燈,24V系統,其平均亮度和亮度平均度、平均照度和照度平均度均高于標準要求。
(二)、太陽能發電系統設計
采用自帶恒流、恒壓、調功一體控制器降低系統功耗、降低組件成本。
(實際降低系統總損耗20%左右,以下以15%計算)
1、 LED燈,單路、75W,24V系統。
2、 當地日均有效光照以5h計算,采用追日系統可提高至6h。
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