城管学院太阳能路灯方案设计说明.doc

目 录

一、前言 1
二、国家政策 2
三、设计标准及行业标准 4
四、设计原则 4
五、太阳能路灯照明系统设计 5
1、太阳能路灯的组成 5
2、工作原理介绍 5
3、系统设计 5
3.1、总体设计 5
3.2、 太阳能电池组件设计 6
3.3、 蓄电池设计 7
3.4、太阳能控制器设计 10
3.5、光源设计 10
3.6、灯杆及支架 14
3.7、防雷接地： 16
4、公司及产品介绍 16
4．1公司介绍 16
4．2 产品介绍 17
六|、太阳能灯具和普通灯具的投资比较 20
七|、城管学院灯饰改造方案 22
7.1 第一种路灯改造方案 22
7.2 第二种路灯改造方案 23
7.3 第三种路灯改造方案 24
7.4 第四种路灯改造方案 25
系统造价及清单 26

一、前言
随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用；另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。
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。
二、国家政策
　　中国光伏发电产业起步于20世纪70年代，经过30多年的努力，迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”和“送电到乡”等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。到2007年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦，2008年太阳能电池的产量达到了200万千瓦。
　　2008下半年以来，金融风暴危及到中国，光伏企业深受影响：订单减少，多晶硅价格下降。这次金融危机的影响是深远的，但太阳能以其独特的优势，决定了它的发展趋势并没有也不可能改变。此次金融危机，对正处于行业洗牌阶段的太阳能产业来说，并不一定是件坏事，反而对促进产业的快速升级具有现实意义。另外中央实行的一些措施都着眼于拉动内需、拉动农村经济发展、拉动中小企业发展，对太阳能热利用行业发展非常有益。
　　在金融危机形势下，2009年3月中国出台了“太阳能屋顶计划”，2009年7月21日财政部、科技部、国家能源局联合宣布在我国正式启动“金太阳”示范工程。这些政策将推动国内太阳能发电市场的发展，在我国政府强有力的政策引导下，光伏产业不仅让国内企业看到了机遇，而且已经吸引了世界的目光。
　　中国科学院党组已正式批准启动实施太阳能行动计划，该计划以2050年前后太阳能作为重要能源为远景目标，并确定了2015年分布式利用、2025年替代利用、2035年规模利用三个阶段目标，太阳能产业在中国市场发展前景广阔。
无论是现在还是将来，太阳能都拥有广阔的市场前景。潜力无限的太阳能是一种清洁、高效而且可持续的可再生能源。同时，使用太阳能也是一个明智的选择。如果使用太阳能电池板为您的电器供电，在收到每个月的电费单时，您就能体会到这一点。另外，太阳能是环保的选择——如果您知道使用太阳能将为您的孩子留下一个更环保的美好世界，您一定会感到自豪。
相关政策：
文件编号
内容
职能部门/时间
国发［2006］28号
国务院关于加强节能工作的决定
2006-8-6
国发［2008］23号
国务院关于进一步加强节油节电工作的通知
国务院
2008-8-1
财建［2009］213号
关于开展“节能产品惠民工程”的通知
高效节能产品推广财政补助资金管理暂行办法
财政部 国家发改委
2009-5-18
新税法
财政部税务总局关于节能减排税收优惠政策
财政部 税务总局
……

太阳能路灯的优势
1、市电照明路灯安装复杂：市电照明路灯工程中有复杂的作业程序，首先要铺设电缆，这里就需要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。太阳能路灯安装简便：太阳能路灯安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。
2、市电照明路灯电费高昂：市电照明路灯工作中需要支付固定高昂的电费，并且需要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。太阳能路灯具免电费：太阳能路灯是一次性投入，无任何维护成本，长期受益。
3、市电照明路灯存在安全隐患：市电照明路灯在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面都会带来诸多安全隐患。 太阳能路灯没有安全隐患：太阳能路灯是超低压产品，运行安全可靠。太阳能路灯的其它优势：绿色环保。
4、综上对比所述，太阳能路灯具有安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等特性。
三、设计标准及行业标准
1、《民用建筑电气设计规范》JGJ16-92（2008版）
2、《建筑照明设计标准》 GB50034-2004
3、《低压配电设计规范》GB50054-95
4、《电气工程电缆设计规范》GB50017-94
5、《供配电系统设计规范》GB50052-95
6、《10KV及以下变配电所设计规范》GB50053-94
7、《工业企业照明设计标准》
四、设计原则
对于太阳能厂区道路照明系统设计一般我们需要考虑以下几个问题：
1、从功能上道路照明系统的主要功能是保证交通安全，提高交通运输效率、保障人身安全、提供舒适环境、提升工厂形象。
2、在满足道路照明各项功能需要的基础上，提高道路照明系统的能效，降低系统功耗，节约能源，减少污染，以达到节能和环保的目的
3、另外还要结合当地的光资源情况，当地阴雨天气情况，电池板受灰尘覆盖、温度影响、控制器、蓄电池的各种效率等实情况进行综合考虑。
五、太阳能路灯照明系统设计
1、太阳能路灯的组成
太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及支架。
2、工作原理介绍
太阳能路灯是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池板，白天接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至5lux左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电12小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是控制路灯打开和关闭，同时保护蓄电池，延长蓄电池使用寿命。
3、系统设计
3.1、总体设计
根据《工业企业照明设计标准》和《城市道路照明设计标准》的规定，厂区道路主干路平均照度12lux，均匀度0.35，次干路平均照度8lux，均匀度0.35，支路平均照度5lux，均匀度0.3。结合重庆齿轮厂的实际情况，我们采用宇之源公司的高效太阳能LED路灯（光源功率35W，电池板功率160WP），在9米宽的路面上平均照度可达12lux，均匀度0.4，灯间距20米，单侧排列。完全达到国家标准，满足厂区道路照明的要求。
设计时充分考虑到重庆冬天日照时间短，阴雨天多的情况下（连续阴雨20天），我们采取多项措施保证全年100%的亮灯率。具体有以下几个方面:
A、我们加大了太阳能电池板的输出功率，常规情况下35W的光源，太阳能电池板选用120WP，可正常工作。为了保证在重庆地区全年100%的亮灯率，我们针对这个项目选配160WP的太阳能电池板。
B、加大了蓄电池的容量，常规情况下35W的光源，选用100AH池蓄电。为了保证在重庆地区全年100%的亮灯率，我们选配130AH的蓄电池。
C、除太阳能电池板和蓄电池外，我们在控制器和产品选择上，选用了国内知名大公司的产品，产品获得了多项发明专利和奖项。确保了全年100%的亮灯率。
设计效果
1．照度
水平照度最大值为20Lux；
水平照度最小值为5Lux；
水平照度平均值为12Lux；
2．显色指数：80以上；
3．色温： 4000K。
3.2、 太阳能电池组件设计
太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的是单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池。在太阳光充足、日照好的东西部地区，采用多晶硅太阳能电池为好，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区，采用单晶硅太阳能电池为好，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。由于重庆地区平均日照短的特性（经计算平均照时数约为3.8H/天），冬天阴雨天多。综合对比和当地地理环境分析我们采用单晶硅太阳能电池板，太阳能组件选用总功率数160WP的太阳能电池组件，保证连续阴雨20天都能正常亮灯。以充分发挥其性能，保证系统的稳定性。
3.3、 蓄电池设计
由于太阳能电池板发电系统的输入能量极不稳定，再加上路灯的使用是在晚上，所以需要配置蓄电池系统才能工作。现在市面上大多采用铅酸蓄电池。铅酸蓄电池由于其铅酸的腐蚀性和可再生利用性均无法达到环保和节能要求，另外维护和保养复杂，也使太阳能灯具在环保节能方面大打折扣。我们公司就这一问题，经过多年研究和探索，终于在这领域取得突破，采用完全环保不腐蚀铅基板的超微颗粒复合硅盐化成液的硅能蓄电池，可使蓄电池反复使用并大大提高了性能，另外维护和保养更简单。
下面就硅能蓄电池作简要介绍：
产
品
介
绍
超微颗粒复合硅盐化成液：一种全新概念的电解液，它主要由采用特殊工艺制备的超微颗粒液态复合硅盐组成，不腐蚀极板、无毒害、无污染。
w 硅能蓄电池：采用超微颗粒复合硅盐化成液，采用特别研制的无汞、无镉符合欧盟最新标准的铅钙高锡合金极板，采用创新优化生板内化成工艺，研制开发成功的高性能环保型蓄电池。
w 阀控式密封型硅能蓄电池：指装有自控阀的密封型硅能蓄电池，阀控式密封型硅能蓄电池在正常使用时，能有效保持气密和液密状态，无需加水，无电解液泄漏，无酸雾溢出，也无须补加硅能电解液。
w 工作环境温度：-40℃～+70℃ 储存运输温度：-40℃～+65℃ 相对湿度：≤90%（25℃+5℃ 海拔高度：0～4000 米 海底深度：0～6000 米 -地震烈度：8 度
硅
能
电
池
绿
色
环
保
硅能蓄电池废弃了硫酸电解质，为生产蓄电池提供了良好环境。生产铅酸蓄电池存在着倾注硫酸、成品检验和测试环节挥发硫酸雾气等污染环境的大问题。硫酸挥发物对生产工人和附近居民的身体健康影响很大。
在铅酸蓄电池的使用维护过程中，亦存在着硫酸挥发物污染大气和环境的问题。世界环保专家将铅酸电池 列为世界三大公害之一。
w 现阶段的硅能蓄电池仍采用电解液，但此时硅能电解液的蓄电理念已发生了本质变化，已不再是电化学蓄电的常规概念。新一代超微颗粒复合硅盐电解液不腐蚀极板，不污染环境，充放电完全无酸雾产生，为此使用硅能蓄电池的电站可省掉净化空气的环保设备费，也可省掉维护厂房、设备等免受酸腐的费用。此外，在废弃的电池中，其电解液变成中性偏酸硅化物，不但不会对土地、河流和地下水等造成污染，还能增加土地中的含氧量。
由于硅能电解液不腐蚀极板，为设计生产薄型极板以及极板回收再生提供了可能性，电池性能可以做得更好，比能量更高，直接成本更低，具有极大的商业价值。目前，誉洋公司测试的 2V100Ah 蓄电池，已经可以做到 45A 放电 120min，这是目前的铅酸蓄电池技术不可想象的

硅能蓄电池与铅酸蓄电池的比较

序号
比较内容
同类蓄电池
硅能蓄电池
对比结果
1
重量比能量
35-40WH/KG
40-47WH/KG
能量大
2
循环寿命（充放次）
≥280
≥400
寿命长
3
充放电记忆
低压区有记忆
完全无记忆
无记忆
4
大电流放电能力(C)
3-7C
3-30C
可大电流放电
5
波动负载放电特性
与恒流放电基本相同
比恒流放电大 30﹪
容量大
6
放电限压电位(V)
1.8V/单格
1.2-1.6V/单格
放电限压低
7
常规充电时间(H)
4-8H
2-4H
充电时间短
8
快速放电时间(H)
2-3H
0.5-1H
放电能力强
9
电池容量恢复性能
较差
特强
可应急使用
10
蓄电池内阻（毫欧）
100-180 毫欧
0.4-20 毫欧
内阻极小
11
电池自放电率
每月≤15﹪
每年≤10﹪
自放电小
12
蓄电池电解液
硫酸溶液
复合硅盐
无污染
13
工作环境温度(℃)
-15-50℃
-40-70℃
范围更宽
14
低温特性
≤0℃时能力骤减
-40℃可正常使用
低温效果好
15
免充电存放期
3-6 月
12-24 月
免充电时间长
16
储存期（年）
1-3 年
5-6 年
储存时间长
17
使用寿命（年）
1-2 年
3-5 年
使用寿命长
18
电池密封
有酸雾溢出 析氢
密封无酸雾无析气
完全无腐蚀
19
维护性能
需经常维护
完全免维护
免维护
20
电池启用
需加液静置充电
荷电出厂即可使用
启用方便

蓄电池设计容量计算相比于太阳能组件的峰瓦数要简单。
根据上面的计算知道，负载日耗电量12.25AH。在蓄电池充满的情况下，可以连续工作20个阴雨天保证亮灯 。系统选用2块12V65AH的蓄电池就可以满足要求了。
3.4、太阳能控制器设计
无论太阳能灯具大小，一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。控制器不仅延长蓄电池的使用寿命，且对它的充电放电条件加以限制，防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方，控制器还具备温度补偿功能。同时我公司太阳能控制器具有路灯控制功能，具有光控、时控功能，并具有夜间自动切控负载功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。
3.5、光源设计
太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标，一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED光源。根据重齿厂的实际情况和要求这次方案采用宇之源高亮35WLED路灯头，可比原低压钠灯节能60%。从以个几个方面的分析可知是太阳能路灯系统的最佳选择。

普通光源
LED光源
环境污染
灯管内的汞有害于人体和环境
LED无紫外线、无红外线和热辐射、无汞化、对环境无电磁干扰、无有害射线，是真正的绿色光源
施工造价
普通光源施工系统造价高昂
系统造价低，安装简便、工作稳定可靠、抗人为破坏力强、不需要加反射器，在公共环境中使用更加安全

A、LED与传统灯的区别
1、常规灯具：高压钠灯或金卤灯正常工作的要求:灯泡+镇流器+触发器,方可正常使用；白炽灯是电能加热发光钨丝来发光；日光灯节能灯是通过高压电能撞击充满低压水银蒸气和其它气体钨阴极管来产生光；
4、LED发光二级管，主要依靠载流子的不断移动而发光，光通量高、高亮度、节能。比白炽灯节能90﹪，同样亮度下，只需白炽灯1/10的电能，理论寿命长达10万小时，是白炽灯的100倍，节能灯的40倍，意味着每天工作八小时，可以有35年免维护的理论保障。
由此可见，LED超节能灯是当今社会大力提倡利用的绿色能源产品。除了具有节能、亮度高、寿命长、环保、工作稳定可靠、安全响应快、单色性外，还具有体积小、亮度可控、色彩丰富、无频闪保护眼睛、免维护等优点，可广泛应用于高速公路、城市主干道、工厂、工业园区、商场、办公写字楼、小区、家庭、街道、景观亮化、旅游风景区、公园、庭院绿化带、广场、步行街、健身休闲广场等场所的照明及夜景工程。
B、LED照明系统优势
自从出现发光二极管LED（ Light Emitting Diode）以来，人们一直在努力追求实现固体光源，随着发光二极管LED制造技术的不断进步和新型材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发及应用，LED半导体固体光源性能持续完善并进入实用阶段。白光LED的出现，使高亮度LED应用领域跨足至高效率照明光源市场。发光二极管是一种半导体组件，寿命长；由电转换为光的效率高，耗电量少；同时发光二极管组件是一种极小的发光源，可配合各种应用设备的小型化。白色发光二极管与一般照明比较，除了省电外（用电量是一般灯泡的1/8至1/10，日光灯的1/2，还有寿命长（可达十万小时以上）、发热量低（热辐射少）、反应速度快（可高频操作），对于废弃物的处理既安全又环保（无汞污染）。由于白色发光二极管灯泡具有上述多项优点，可望在二十一世纪取代钨丝灯和水银灯，成为兼具省电和环保概念的新照明光源，也因此被喻为“绿色照明光源”的明日之星。
1、灯具效率（光输出系数）
在日常生活中，人们所使用的光源大多接近全向辐射。全向辐射会使光能射向不需照射的区域，造成能量浪费或光污染。因此，为了让光源发出的光能能够尽可能多地得到利用又不会产生眩光和光污染，同时保护光源安全可靠的工作，必须使用灯具或二次配光器件对光源的辐射区域加以限制，在同样光功率的情况下尽可能的增加被照区域的辐射度。
使用LED灯同样会涉及到效率问题，为了衡量灯具利用能量效率的高低，人们用灯具输出的光能量与灯具内光源输出的光能量之间的比例来衡量其效率，叫做灯具效率（也叫光输出系数）。它是衡量灯具利用能量效率的重要指标。由于灯具的用途不同，其设计形式也存在较大地差异。不同形式的灯具其效率也存在较大地差异，一般在50～80﹪之间。效率低的灯具其光输出系数甚至不足25﹪，大部分的光能转化为热能而白白浪费掉了。在照明和灯饰工程设计中，选择光输出系数高的灯具，在确保安全和不产生眩光的情况下可以起到节约能源的作用；如选择的灯具效率低下或有相当一部分光能射向空中，就会造成不必要的浪费。
2、高亮度点电光源灯具的光输出系数分析
高亮度点电光源如高压钠灯、金卤灯等，其光效可达60～90 Lm/W以上，但由于它们输出的光能过于集中且为全向辐射，在使用时如不对光源加以遮挡，会产生强烈的眩光。因此，这种光源在应用过程中必须用灯具来增加其被照区域的照度，减少光能损耗，防止产生眩光。这些光源的多数光能量在灯具中产生一次反射或二次反射，其光能量会有一定的衰减。
3、节能灯在一些灯具中的光输出系数分析
目前节能灯使用得较为广泛，其外形为管形，光效的典型值为60 Lm/W。节能灯用作室内的普通照明和室外的一些草坪灯时，其光能能够得到最大限度地发挥；但用于庭院灯和筒灯时，光能的实际使用率较低。
目前使用较为普遍的乳白色球泡庭院灯，是集照明与装饰为一体的灯具。由于其光能近似全向辐射，故实际射向地面的光能只有灯具输出光能量的50﹪。这种灯射到地面的总光通量可按下式计算：
￠g=￠1*￡*50﹪
式中：￠g是灯具射向地面的总的光通量；￠1是光源总的光通量；￡是乳白色球泡灯具的透过率，一般为0.7；50﹪系数是因从灯具发出的全部光能中只有一半射向地面。若乳白色球泡灯具内使用一盏30W的节能灯，其总的光通量为30W*60Lm/W=1800Lm；则射向地面的总的光通量为：
￠g=1800*0.7*50﹪=630Lm
由此可以看出，球泡灯理论上的光利用率只有35﹪。在实际应用中，由于球泡外表会受到灰尘的污染，内部往往又会受到昆虫的污染，因此￡值实际低于0.7。
4、LED照明灯具的光输出系数分析
对于功率型LED而言，光能的辐射方向均匀单向。LED在封装时，若在出光口装上不同折射角度的透镜，射出的光束就具有不同的辐射角度。我们会根据贵单位车间照明的特点，合理选择合适辐射角度的LED灯。
当LED用于路灯时，可选择一组发射角为1400的大角度LED。安装时可将LED的光轴线向外倾斜300～450，这可使被照区域的照度变得更为均匀。LED发出的光无须使用任何灯罩进行反射，也无须使用任何光罩加以装饰。它的大部分光能均直接由光源射向地面。由于路灯灯具高度在3.5m以上，且单位面积内的光功率比白炽灯还低，故不足以产生眩光，无须使用任何光罩加以遮挡。因此，LED路灯灯具的效率可高达95﹪。如上面提到的乳白色球泡灯，用30W节能灯时射向地面的总光通量为630 Lm，而采用80Lm/W的LED时只需11W ，无须外罩，其节能效果是相当显著的。
5、LED用于太阳能路灯的优势所在
首先，LED的光效已达120Lm/W，超过节能灯的典型值。它将使LED成为发光效率最高的光源之一。
其次，功率型LED具有单向辐射特性。它所发出的大部分光能无须经过反射就可直接到达被照物体，从而使光能能够得到最大限度地发出，大幅度地提高了灯具的效率。
三是LED的寿命超长，绿色环保。目前可采购到的功率型LED的平均无故障工作时间多在50000h以上；若每天工作12h，可用十年。它的废弃物几乎可以全部回收利用。这不仅节省能源，还节约了资源，保护了环境。而其他光源废弃后会对环境造成污染，特别是荧光灯废弃后，灯内的汞益出会对环境及水源造成严重污染。
四是LED光源可做到无闪烁、无紫外线，热辐射极低，对人眼无任何危害。LED非常适用于室内照明或人们需长时间工作和学习场所的照明，
在发光效率的部分，由于传统光源为360°的放射状光源，有部分的光并没有被有效的使用，所以传统光源使用在单向照明灯具的发光效率在使用上其光线折射损失高达30%以上，不同于传统光源，LED为180°的单向光源，所发出来的光可以完整的被利用。
综上所述LED用于太阳能路灯是最合适不过的选择.
3.6、灯杆及支架
（1） 倾角设计
为了让太阳能电池组件在一年中接收到尽可能多的太阳辐射能，我们要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。
关于太阳能电池组件最佳倾角问题的探讨，近年来在一些学术刊物上出现得不少。本次路灯使用地区为重庆地区，依据本次设计参考相关文献中的资料[1]，选定太阳能电池组件支架倾角为30度。
（2） 抗风设计
在太阳能路灯系统中，结构上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大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。
A、太阳能电池组件支架的抗风设计
依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s（相当于十级台风），根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有365Pa。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。
在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。
B、路灯灯杆的抗风设计
路灯的参数如下：
电池板倾角A = 30度 灯杆高度 = 7m
设计选取灯杆底部焊缝宽度δ = 4mm 灯杆底部外径 = 168mm
如图3，焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为PQ = [5000+（168+6）/tan16o]× Sin16o = 1545mm =1.545m。所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。
根据27m/s的设计最大允许风速，2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的安全系数，F = 1.3×730 = 949N。
所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W = π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3）。
上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。
破坏面抵抗矩W = π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3）
=π×（3×842×4＋3×84×42＋43）= 88768mm3
=88.768×10－6 m3
风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W
= 1466/（88.768×10－6） =16.5×106pa =16.5 Mpa＜＜215Mpa
其中，215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。
所以，设计选取的焊缝宽度满足要求，只要焊接质量能保证，灯杆的抗风是没有问题的。
（3）表面处理
该系列产品采用静电涂装新技术，以FP专业建材涂料为主，可以满足客户对产品表面色彩及环境协调一致的要求，同时产品自洁性高、抗蚀性强，耐老化，适用于任何气候环境。加工工艺设计为热浸锌的基础上涂装，使产品性能大大提高，达到了最严格的AAMA2605.2005的要求，其它指标均已达到或超过GB的相关要求。
3.7、防雷接地：
LED路灯的工作电压一般为12V或24V，属安全电压，不做电气保护接地。但太阳能路灯金属灯杆应做防雷接地，接地电阻不大于10欧姆。
4、公司及产品介绍
4．1公司介绍
重庆辉腾光电有限公司（Hiten）成立于2005年，是西南地区领先的专业化、高品级LED和太阳能光伏产品研发、制造、应用为一体的高新技术企业。
辉腾光电位于重庆市高新区，拥有自主知识产权和科研专利，并通过权威机构的 ISO9001:2008 质量体系认证；公司始终致力于高品级LED灯和太阳能光伏产品的研发、制造和应用，向客户提供更多技术创新、更高质量的产品和解决方案，创造更多价值，以赢得客户信任和忠诚度。公司产品有：太阳能光伏发电系统、太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能信号指示灯、太阳能交通标志；LED路灯、LED庭院灯、LED投光灯、LED高杆灯、LED工矿灯、LED防爆灯、LED信号灯、LED显示屏、LED夜景灯饰产品。

辉腾光电管理层拥有十余年现代企业经营管理经验的行业精英和技术专家组成；核心人员均具有国内著名高校和科研单位的教育背景，并接受过良好的培训，年富力强，忘我追求。

辉腾光电将秉承“提升产业水平，创造核心价值，跻身行业翘楚”的使命，依托优秀人才，致力在高端LED和太阳能光伏领域坚持创新，坚持领先，为西部和中国光电科技的发展，为国家节能工程作出贡献!
4．2 产品介绍
YZY-LD-014太阳能LED路灯（单头）
产品编号：YZY-LD-014
技术参数：
  1、太阳能板（光伏组件）：单晶硅/多晶硅太阳能电池，峰值功率：160Wp
2、蓄电池：阀控免维护/胶体免维护太阳能专用铅酸蓄电池65AH。
3、太阳能路灯控制：24V 5-15A，微电脑智能控制，光控，时控。MPPT最大功率追踪，温度补偿，过充，过放保护，极性反接保护，短路保护，自适应节能输出调节。
  4、路灯光源：超高亮，高光效（110-120cm/W），低光衰（2万小时小于16%），小功率/大功率LED路灯光源，特殊配光设计，照亮均匀度大于0.5功率范围：30W。
  5、路灯高度：7米。
  6、可靠性：全年亮灯率100%（可抵抗超长连续阴雨天达到20天以上）。
型号
YZY-LD-014
太阳能电池组件
晶体硅太阳能电池组件，峰值功率: 160WP
太阳能板支架
4×4 角钢 热镀锌 喷塑
蓄电池
高性能、免维护太阳能专用电池12V 65AH*2
控制器
24V 5A具有过充电保护，过放电保护，防雷，光控与时控及等功能。防护等级：IP67
灯具
压铸铝 喷油 防护等级：IP54
光源
35W大角度（1500）超高亮LED （光源高度6.5米）
电缆
2.5mm2×1太阳能专用硅橡胶紫铜电缆
连接方式
太阳能专用连接件，IP67，镀银接头，极低的接触电阻和极高的耐候性，确保整灯的长期稳定运行。
灯体
7米 钢制 热镀锌 喷塑
包装
纸箱 中密度纤维板
工作模式
额定工作5小时后转入节能模式工作到天亮.
整灯全年工作状态
全年亮灯率100%，在我们的设计模式下全年正常亮灯率≥95%
适用温度范围
-30℃─50℃
参考太阳辐照量
3.5KWH/M2.D

4.3产品优势
1、针对日照时间短的城市（重庆）定制研发、生产
2、专利产品：发明专利：2010101527061
新型专利：2010201663841
3、西南地区全年通宵亮灯，实现100%亮灯率，不熄灯
4、蓄电池采用纳米技术处理，可防水，提高蓄电池寿命1.5倍以上
5、控制器采用数字电路技术，智能控制，比常规产品延长3-5天的阴雨天气
6、连接线路采用紫铜线缆，减少线组，提高电量利用率
A、63项专利技术（两项发明专利）
从根本上解决了目前太阳能照明连续多天阴雨后就无法亮灯的应用瓶颈，实现了全年亮灯率100%的关键技术突破。国内外同行中，目前独一无二。
LED光源，在利用太阳能的基础上再节电80%，实现了其它同类产品无法比拟的技术和经济优势。
《中国专利技术博览会金奖》、《中国行业免检产品》、《中国著名品牌》、《中国名优产品》、《中国产品质量满意十佳品牌》、《质量、服务、信誉AAA企业》、《中国政府采购供应商库》和《政府采购网》会员单位，《中国城市照明协会》理事单位。

B、国标和省标的起草单位
《太阳能照明装置总技术规范》（标准号：20079291-T-607）和《道路用LED灯》（标准号：20079261-T-607）两项国家标准的起草单位。
《太阳能路灯》及《LED路灯》两项广东省地方标准的起草单位。
C、无往而不胜的成功案例
国内32条，国外37条道路全年亮灯率100%。
奥运会鸟巢，国家森林公园太阳能光伏应用示范，效果良好；
D、品种规格齐全（480多个品种），全部通过欧洲认证（CE、IEC、ROSH、SGS），产品性价比在同行中最优。
主要产品：太阳能路灯、庭院灯；太阳能并网、独立发电系统、家用型发电系统；大（小）功率LED户外及室内照明系列产品。承建国内外离网或并网电站67套，家用型太阳能系统200多套。客户满意度高。
六|、太阳能灯具和普通灯具的投资比较
以1.3公里长9米宽主路，按两灯间距20米，共需路灯71盏；普通灯具按报价2000元/套，每个杆灯设一个检查井；太阳能路灯报价18500元/套，按使用寿命10年进行分析对比。见下表：
灯具类型
太阳能灯具
普通灯具
对比结果
对比项目
灯具价格
18500X71=1313500（131万元）
2200X71=156200（15.62万元）
太阳能高
安装费用
300X71=21300（2.1万元）
400X71=28400（2.84万元）
相同
配套费用
无
1、地埋电缆：20X100X71=14200（14.2万元）
2、挖沟回填：20X80X71=113600（11.36万元）
3、￠100M波纹管：20X110X71=156200（15.62万元）
4、检查井：300X71=21300（2.13万元）
5、配电设备（开关、定时器、保险器、机箱、电力增容、等）
每盏均摊500元X71=35500（3.55万元）
总计30.53万元
太
阳
能
低
先期投入合计
133.45万元
65.32万元
太阳能低
维护费用
蓄电池更换：
600X71=42600（4.26万元）
总计：4.26万元
灯光源为250W钠灯加上损耗实际为300W，每天工作12小时则每天耗电为4度，按每度电0.7元计算，则10年共耗电为：4X71X365X10X0.7=72.562万元
维护费用：灯光源150元X8次X71等于8.52万元，更换人工费200 X8次X71元等于113600（11.36万元）此外还包括控制系统的部件更换，及专门的管理送电人员的工资等费用计为20万元。
总计：112.462万元
太
阳
能
低
安全性能
工作电压为直流12V、24V，绝对安全，性能稳定，不会发生触电事故。
工作电压为交流220V，能较稳定，需常年维护。但存在遇洪涝灾害及阴雨天易发生漏电亡人事故。同时易受停电、限电影响。
太阳能绝对安全
社会效益
节省原煤：1068KG减少二氧化碳：3011KG减少二氧化硫：24KG

太阳能节能环保
费用合计
137.71万元
177.762万元
太阳能低
节省费用合计
400000元(肆拾万元)
通过以上分析得知：太阳能一次性投入略高于普通灯具，但在运行成本及维护上大大节省。太阳能路灯除储电池外整体可用25年，10年后太阳能路灯的经济效益更为可观（每年可节约各种费用达10多万元）。并且完全符合节能减排的国家相关政策，并为子孙后代造福。
七|、城管学院灯饰改造方案
7.1 第一种路灯改造方案

图（一） 图（二）
1: 在原来灯具的基础上焊接太阳能板。改造后的效果如图二。
2: 原灯具需改造加工统一在现场先后处理。
3: 改造以后所有灯具重新加漆镀锌防水防锈。
4：在改造过程中具体的问题需要具体解决，工期无法准确预计。可能会导致其他费用。
7.2 第二种路灯改造方案

图（三） 图（四）
此路灯无法改造原因如下：
1：改造以后安全等无法保障。（例如：玻璃）
2: 建议换成如图四。

7.3 第三种路灯改造方案

图（六） 图（七）
1: 在原灯具的基础上焊接太阳能板。改造后的效果如图七。
2: 原灯具需改造加工统一在现场先后处理。
3: 改造以后所有灯具重新加漆镀锌防水防锈。
4：在改造过程中具体的问题需要具体解决，工期无法准确预计。可能会导致其他费用。
7.4 第四种路灯改造方案

图（八）

1: 在原灯具的基础上焊接太阳能板。原灯具需改造加工统一在现场先后处理改造后的效果如图八。
2: 因为焊接的原因可能导致外观不是特别美观.
3: 改造以后所有灯具重新加漆镀锌防水防锈。
4：在改造过程中具体的问题需要具体解决，工期无法准确预计。可能会导致其他费用。

系统造价及清单
序号
产品名称
型号
品牌
单位
数量
单价
合计
1
太阳能路灯
HT-TY7

套

2
太阳能路灯
HT-TY11

3
太阳能路灯
HT-TY1

4
太阳能路灯

5
地笼
定作

套

6
基础制作（含材料）

套

7
安装

套

A
金额合计

B
税金
B=A*6%(普税)

C
总金额
C=A+B

26