浅谈风光互补照明系统在市政道路设计中的应用

刘四堂

【摘要】伴随着人类生产力的高度发展，能源消耗的日益增加，由此带来的地区环境和全球环境急剧变化，其中，由温室效应引起的全球气候变暖成为国际社会关注的热点。温室气体的排放主要来源于人类大量的迅速增长的矿物能源——煤、石油、天然气的消耗。各国在发展经济的同时，如何节约和充分利用能源成为首先加以考虑的问题。作为高耗能企业，能源成本已经占到企业总成本相当大的比重，如何降低能耗费用，如何开源节流，也已成为各个企业积极探索的问题之一 。

【关键字】风光互补照明系统，市政道路，应用

1 前言

自工业革命以来，人类经济是以劳动生产率的提升为中心和重点。谁的物料成本低、谁的劳工工资低廉、谁能够获得便宜的土地，谁就能够赢取足够的利润空间。然而，企业一味追求廉价的劳工和便宜的土地，已经越来越难以成功。没有技术的提升，只靠低廉的劳工和土地赚取利润，何处是企业的归宿？什么才是企业真正的安身立命之本？ 逐步地，人们发现，企业的成功，除与劳动生产率有关外，更取决于企业的资源生产率，更具体地说，就是能源效益。

在中国，由于长期以来电力行业缺乏竞争，从而导致了电力的不均衡发展，它所带来的直接后果就是长期性的电力短缺。近年来我国用电连连告急，好多地方已经出台了限制用电的措施，来自国家电力调度中心的信息显示，全国除西北、东北、山东电网的电力供应略有盈余外，华东、华北、华中、川渝、广东等地电网都出现不同程度的供应紧张。而且每年政府都在节电改造上投入巨资，以求有效地解决中国在电力资源上潜在的隐患。同时，随着全球经济一体化进程的日益加剧，中国的企业也不断地感受到国际竞争的压力，如何加强成本控制也成为企业不得不面对的问题。

在各种解决策略中，节能相对与新能源开发等其它策略而言投资少、见效快，已成为中国在节能方面的主导性策略。电能是一种最基本、最主要的能源形式，它普遍存在于工业、商业、家庭及人类生产生活的全部领域，要节能首先在于节电。

2风光互补照明系统介绍及特点

风光互补照明系统完全利用风力和太阳光能为路灯供电，无需外接市电网。系统兼具风能和太阳能产品的双重优点，由风力和太阳能协同发电，电能储存于蓄电池中，自动感应外界光线变化，无需人工操作。主要适用于道路供电以及景观照明灯。

风光互补照明特点：日夜发电、智能控制、节能减排、独立发电、安装简单、符合节能型社会的发展方向。

风光互补照明系统主要由风力发电机、太阳能电池板、风光互补路灯控制器、风光互补专用蓄电池与LED路灯光源几个主要部件和灯杆，太阳能电池板支架等相关配件组合而成，利用风能和太阳能环保能源作为动力的新型节能路灯系统。

风力发电机与太阳能电池板，充分利用风力和太阳能资源，为照明系统提供源源不断的能源。当夜幕降临时，路灯控制器向LED光源发出亮灯指令，LED路灯光源通过蓄电池所储存的电能自动点亮，当LED光源亮灯时间到达控制器预先设定的时间，LED光源自动熄灭，由充电到亮灯到最后关灯，整个过程完全由风光互补照明控制器自动完成，无需人工干预。

3风光互补照明系统设计原则

道路照明设计结合道路标准横断面，按照城市建设需要，适度提高照度水平。遵循以下五点原则，实现道路照明和城市建设协调统一同步持续发展。

1、功能性原则

保证道路的城市功能和活动所需要的照度水平，满足视觉要求；保证城市的各类标志、信号灯的诱导性不受干扰；考虑照明灯具的使用和维护方便。

2、艺术性原则

照明方式、照度、光色等灯光环境要素及组合的艺术性，也是灯光景观设计的一个重要目的。照明灯具的美学观赏价值应紧密结合，其安装的艺术性可营造出一种富有文化艺术气息的城市灯光环境。

3、环保节能原则

充分利用当代最新科技成果，开发新的、高效节能的照明手段；综合考虑各种环境因素，选择经济、适用、节能的光源；合理选择灯具的安装位置，使照明灯具发挥最大的照明效率；充分考虑灯具的安全性，维护性及光源的使用寿命，尽量避免造成眩光与光污染；尊重自然，综合考虑人工照明對自然生态的影响，包括动、植物生活环境的影响。

4、阶段性原则

近期和远期相统一，考虑远景目标的高标准和近期实施的可行性；夜间与白天相协调，考虑日光环境与灯光环境的对比、协调，也要考虑灯具安装对白天景观的影响。

5、整体性原则

用整体性原则去考虑拟建道路灯光与整个城市灯光氛围的协调。用新进的设计思维将城市的悠久历史与现代文明有机结合。

4风光互补照明系统设计方案

1、电源及配电

道路范围内照明系统供电由风光互补供电系统提供，系统发出的电能经过控制器分流、整流、稳压后存储到蓄电池组里，并由蓄电池组给负载供电。蓄电池组做埋地处理，安装于路灯基础旁。系统使用寿命为10年。设计道路范围内采用风光互补独立供电系统，即每一套灯由一套风光互补发电系统供电。

2、照明标准

设计平均亮度为1.5～2.0Cd/m2，平均照度为20～30Lx，均匀度0.4以上，机动车道照明功率密度不大于1.25，满足CJJ 45-2006《城市道路照明设计标准》。

3、灯具选择

全段选用LED光源，半截光型灯具；防护等级IP65。灯杆、灯具的选择根据相关标准和规范由业主选定。

5、接地及防雷保护

采用L50×50mm，L=1.50m镀锌角钢做接地极，通过φ=12mm镀锌圆钢将就近路灯基础中地脚螺栓和接地极焊接形式接地体，焊接处做防腐处理，接地体埋地深度不小于0.7m，冲击接地电阻不大于30欧姆。

6、控制系统原理

风力发电机和太阳能发出的电可单独分别输入或互补组合输入经过控制器整流、滤波后，经充电控制线路给蓄电池充电；控制器根据检测到的蓄电池电压，对风力及太阳能充电控制线路进行限流恒压控制，确保蓄电池既可充满，又不会过充或损坏，并保持恒压浮充，随时补充蓄电池自身漏电损失。在蓄电池电量过低时，控制器会自动断开（LED）负载，防止蓄电池过放损坏；待蓄电池补充电量后，自动恢复接通负载。控制器具有“时控+光控”控制功能，保证亮灯同步启停。

5结束语

一项技术，一个产品具有经济效益固然是好事，但它的生命力如何，与它是否与社会发展相适应，是否具有超越其它产品的社会效益有直接的关系，风光互补照明系统的出现，符合社会发展的需要，符合环保的要求，其所带来的社会效益是普通产品无法比护的，其生命力必将是旺盛而持久的。综上所述，风光互补照明系统在走过几年的徘徊期后，技术的提高、成本的降低使其终将迎来高速发展期，而高速发展必将带动技术的进一步提高和成本的进一步降低，如此良性循环，风光互补照明系统将迎来新的辉煌。在此，我们愿与各级政府和其它企业一道，充分发挥各自的优势，为创造清洁环保的新时代做出自己的贡献！

参考文献：

【1】《城市道路照明设计标准》CJJ 45-2006，国家建设部颁布，2006

【2】《低压配电设计规范》GB 50054-1995，国家标准化管理委员会颁布，1995

【3】《城市道路照明工程施工验收规范》CJJ 89-2001，国家建设部颁布，2001

【4】《离网型户外风光互补发电系统》GB/T 19115.1-2003，国家标准化管理委员会颁布，2003

【5】《标准太阳能电池的要求》GB/T 6495.2-1996，国家标准化管理委员会颁布，1996

【6】闫利梅，风光互补路灯方案，北京天宝良业科技有限公司，2010.05