太阳能路灯调查研究报告034117.pdf
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1、志不强者智不达,言不信者行不果。墨翟大丈夫处世,不能立功建业,几与草木同腐乎?罗贯中WORD 文档下载可编辑 专业技术资料整理 太阳能路灯调研报告 2015.8.20 先天下之忧而忧,后天下之乐而乐。范仲淹勿以恶小而为之,勿以善小而不为。刘备 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 目录 1 太阳能及太阳能产品.2 1.1 太阳能.2 1.2 我国的太阳能资源.2 1.3 太阳能产品.3 2 太阳能路灯.3 2 1 太阳能路灯发展背景.3 2 2 太阳能路灯系统.4 2.2.1 太阳能路灯组成.4 2.2.2 太阳能路灯工作原理.5 2.3 太阳能与普通路灯的对比.6 2.3.1 一次投资对比.
2、6 2.3.2 十年内运行成本对比.9 2.3.3 太阳能路灯的优缺点.10 3 太阳能路灯市场分析.13 3.1 太阳能路灯市场潜力.13 3.2 太阳能路灯发展存在的问题.14 3.3 太阳能路灯未来发展方向.16 4 太阳能路灯生产项目投资.17 4.1 设备投资.18 4.2 生产厂房投资.19 5 总结.19 丈夫志四方,有事先悬弧,焉能钧三江,终年守菰蒲。顾炎武好学近乎知,力行近乎仁,知耻近乎勇。中庸 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 1 太阳能及太阳能产品 1.1 太阳能 太阳能是取之不尽、用之不竭、绿色无污染的可再生能源,是未来 社 会 发 展 的 主 要 能 源 之 一。
3、太 阳 每 秒 钟 放 射 的 能 量 大 约 是1.61023k w,其中到达地球的能量高达81013k w,相当于6109吨标准煤。按此计算,一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.8921013 千亿吨,是目前世界主要能源探明储量的一万倍。太阳的寿命至少尚有40 亿年,相对于人类历史来说,太阳为地球提供太阳能的时间可以说是无限的。相对于常规石化能源,太阳能具有储量的“无限性”、存在的普遍性、利用的清洁性和经济性等其他能源无可代替的优点。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭,环境污染严重的最有效途径。1.2 我国的太阳能资源 我国具有丰富的太阳能资源,2/3 以上
4、国土地面积的年总日照时间超过5GJ/m2,理论储量相当于1.7 万亿吨标准煤。其中,青藏高原、西北地区、华北地区、东北大部、云南、广东、海南等地区年平均日照时长超过2200 小时,属于太阳能利用条件较好的地区。即使东南沿海等太阳能资源较匮乏的地区,年平均日辐射量也可以达到每平方米 3.2-3.8kw,而这些辐射量已经完全能够满足一个家庭的供电所需的太阳能,这为我国太阳能产业的发展和太阳能产品的推广提供的非常有力的条件。人不知而不愠,不亦君子乎?论语良辰美景奈何天,便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷,似水流年。汤显祖 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 1.3 太阳能产品 太阳能是指太阳的热辐射
5、能,通常表现为太阳光。很早的时候,人类就知道利用太阳能来取暖,晒干物品、食物等。随着科技的发展,人们对太阳能的了解越来越深,对太阳能的利用也不在是简单的获取热辐射能。人们利用太阳光直射和折射的特性,将它收集起来用来产生更高的热量;利用太阳光能激发电子运动的特性,用它来产生电流。直到今天,太阳能被应用于各行各业,太阳能产品也五花八门,简单的来分,太阳能产品可分为太阳能热利用产品和太阳能光利用产品两大类。如太阳能热水器、太阳能取暖设备、太阳能建筑等属于太阳能热利用产品;而太阳能路灯、太阳能汽车、太阳能发电站等则属于太阳能光利用产品。2 太阳能路灯 2 1 太阳能路灯发展背景 随着光伏发电技术的不断
6、提高与成熟,光伏发电产品越来越丰富,也越来越贴近人们的生活。太阳能照明灯就是其中比较常见的一种利用太阳能发电进行照明的的产品,由于其易于安装,经济实用,绿色环保等优点被广泛应用与庭院照明、景观照明、道路支干道照明等。但是由于光伏照明系统需要光伏板及储能系统,而普通灯泡的功率较大,光照强度较低,导致太阳能照明灯配置较高,投资成本较大,而有效照明时间又往往不能满足客户要求,加上太阳能产品的不稳定性,这就使得太阳能照明灯的应用有了很大的局限性,无法大范围的我尽一杯,与君发三愿:一愿世清平,二愿身强健,三愿临老头,数与君相见。白居易志不强者智不达,言不信者行不果。墨翟 专业资料分享 完美 DOC 格式
7、整理 推广应用。LED 灯源的诞生,不仅给照明行业带来了革命,也给太阳能照明的快速普及推广插上了翅膀。LED 灯源功率低、亮度高、寿命长,很快的替代了传统灯具,广泛的应用与照明或观景等领域。同样的的,太阳能照明系统采用LED 光源后,可降低系统配置,提高照明时间,降低了投资成本,性价比大幅提升,推广应用更加广泛。路灯作为城市照明中的耗电大户,每年耗电量占总电量的12%以上,如果改用太阳能作为能量供给,则可减少很大一部分电能消耗和电费支出。所以,太阳能路灯应运而生。2 2 太阳能路灯系统 2.2.1 太阳能路灯组成 太阳能路灯系统主要由太阳能电池板、LED 灯具、灯杆、控制器、蓄电池以及一些附件
8、组成。1、电池板 电池板一般采用单晶硅或多晶硅电池组件,根据不同要求,制作成不同功率的电池板。单晶硅电池组件转化效率较高,但是成本也较高,所以,太阳能路灯系统一般选用多晶硅电池板。2、LED 灯具 LED 灯具包括灯壳、反光腔、LED 灯源三部分。灯壳一般采用铝合金压制成型,表面进行耐紫外线处理,可有效的散热,防尘、防水;LED 灯源采用低压电源,安全可靠,并具有发光效率高、功耗小、寿命长、亮度高、工作温度低等优点。以家为家,以乡为乡,以国为国,以天下为天下。管子牧民谋事在人,成事在天!增广贤文 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 3、灯杆 灯杆是路灯系统的安装集成骨架,通常采用优质碳素钢通
9、过下料、折弯、焊接、打磨等工序制作而成,灯杆外表面进行镀锌、喷塑等处理,提高灯杆的耐腐蚀性和美观性。灯杆可根据不同要求,加工成不同尺寸,一般要求灯杆可抗10 级大风。4、控制器 太阳能路灯控制器具有光控、时控、功率控制、电池过充过放保护及反接保护等功能,是太阳能路灯的中枢神经系统。所以选择一款好的控制器,对太阳能路灯来说至关重要,如果预算相对富余,可选择具有MCT 充电模式的控制器,MCT 充电模式能自动追踪电池板的最大电流,尤其在冬季或光照不足的时期,MCT 充电模式比其他高出20左右的效率。5、蓄电池 太阳能路灯所选用的蓄电池通常为普通铅酸电池或者胶体电池两类。普通铅酸电池散热性能较好,在
10、高温环境下不容易起包,但在低温环境下,充放电效率会受影响;而胶体电池抗寒性能更好,在零下 15 度环境下,仍能保持良好的充放电效率,但是价格更高。6、附件 附件包括电池箱、紧固件、电线等。2.2.2 太阳能路灯工作原理 太阳能路灯工作原理为:白天,电池板吸收太阳能,转化为电能,老当益壮,宁移白首之心;穷且益坚,不坠青云之志。唐王勃志不强者智不达,言不信者行不果。墨翟 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 并通过控制器将这些电能储存在蓄电池内。晚上,蓄电池给LED 灯源供电,使其发光,进行道路照明。如果是光电互补型路灯,则需要在蓄电池储能不足的情况下,由控制器控制市电介入,为路灯提供电源。如果为
11、风光互补性路灯,则由风机和电池板共同给蓄电池充电。在光照条件不好的条件下,还有风机可以提供电能,提高了太阳能路灯的工作稳定性。2.3 太阳能与普通路灯的对比 2.3.1 一次投资对比 以金昌地区100 套城市照明路灯为例,来对比太阳能路灯与普通路灯在一次投资成本上的差异。要求:灯距30 米,灯杆高度10 米,灯源光照半径15 米,路灯平均每天工作10 小时。地理条件:北纬38 29 37”,东经102 9 44”,年平均峰值日照时长4.6h/天,最长连续阴雨天数:4 天。根据以上条件,我们首先可以确定两套系统所采用的灯具:太阳能路灯系统采用60w 24vLED 灯具,普通路灯采用250w 高压
12、钠灯。其次,我们要对太阳能路灯的电池板峰值功率和蓄电池容量进行计算:蓄电池容量Q Q=A T(D+1)=60w 24v 10h(4+1)80%=125ah 以家为家,以乡为乡,以国为国,以天下为天下。管子牧民良辰美景奈何天,便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷,似水流年。汤显祖 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 其中,A灯具额定工作电流 T灯具每天工作时长 D连续阴雨天数 蓄电池放电深度 电池板峰值功率W W 24=A T(1+)t =60w 24v 10h(1+0.2)4.6h =6.52 W=6.52 24=156Wp 其中,A灯具工作电流 T灯具每天工作时长 系统损失系数,光伏系统在运行
13、过程中,会有一部分电量通过电路发热或者在电池板或电线中余留,造成系统电量的损失。t日照时长 24开路电压为36v 的电池板的工作电压 通过计算,我们得出了上述案例中采用太阳能路灯所需的太阳能电池板和蓄电池规格,根据蓄电池和电池板的规格,我们可以做出满足案例所要求的太阳能路灯(单套)的整体配置。配置表如下:大丈夫处世,不能立功建业,几与草木同腐乎?罗贯中穷则独善其身,达则兼善天下。孟子 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 表 1:太阳能路灯配置表 配件名称 太阳能电池板 灯具(含灯罩,LED 驱动器)灯杆 智能控制器 蓄电池 电池箱 电线 附件 规格 150Wp/36v 60w/24v 10m
14、 24v/10a 120ah/24v 4mm2 数量 1 块 1 套 1 套 1 个 1 个 1 个 50 米 1 套 相比与太阳能路灯系统,普通路灯系统配置中没有电池板,蓄电池和智能控制器,但却增加了地下电缆,控制柜及变压器等集中控制设备。根据本案要求,可做出普通路灯系统(单套)的配置如下表:表 2:普通路灯配置表 配件名称 灯具 灯杆 电线 电缆 安装附件 规格 250W 钠灯 10m 4mm2 16mm2两芯 数量 1 套 1 套 25m 30m 1 套 注:路灯总数100 套,分两路,每路50 套,普通路灯灯具功率250w,单路总功率为12.5kw,加上线路损耗,单路总功率在15kw
15、左右,单路电流为68a,16 mm2电缆允许最大电流为72a,所以选用16mm2电缆。根据以上配置表,结合现场安装,我们可以做出太阳能路灯系统和普通路灯系统一次投资对比。表 3:太阳能路灯与普通路灯投资对比表 对比配置 投资金额(元)备注 太阳能路灯 普通路灯 规格 单价 规格 单价 灯具 LED 灯源 400 250w 钠灯 250 天行健,君子以自强不息。地势坤,君子以厚德载物。易经人不知而不愠,不亦君子乎?论语 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 灯杆 10m 1000 10m 1000 电池板 150Wp 600 蓄电池 120ah 750 控制器 24v/10a 150 电线 4
16、mm2/50m 100 4 mm2/25m 50 电缆 16mm2/30m 300 变压器 30000 系统总配置 集中控制柜 20000 系统总配置 电缆铺设 300 预埋基础、路灯吊装等 400 300 太阳能路灯增加电池箱地埋工程 单套总价 3400 2200 系统总价 340000 270000 从以上对比表中我们可以看出,太阳能路灯的一次投资要比普通路灯的大,而且,在太阳能资源不太丰富的地区,太阳能路灯的配置还要提升,导致太阳能路灯的一次投资远远高于普通路灯的投资。2.3.2 十年内运行成本对比 路灯系统在建成投入运行后需要对路灯系统进行管理和维护,而且普通路灯消耗电能还需要缴纳电费
17、。所以,一个项目除了考虑它的投资成本外,还要考虑它的运行成本。下面,我们就对太阳能路灯系统和普通路灯系统在投入使用后十年内的运行成本进行对比。忍一句,息一怒,饶一着,退一步。增广贤文谋事在人,成事在天!增广贤文 专业资料分享 完美 DOC 格式整理 表 4:运行成本对比表 对比内容 十年运行成本(元)备注 太阳能路灯 普通路灯 费用发生 频率 年运行费用(元/年)费用发生 频率 年运行费用 (元/年)灯具更换 10 年/次 200 元/10 年 2 年/次 100 元/2 年 蓄电池更换 3 年/次 750 元/3 年 电费 0.8元/kwh 0.25*10*0.8*365=730 管理费用
18、36000 元/年 系统总运行费用 单套总计 270/年 780/年 100 套路灯系统总计 270000 1140000 从运行成本对比分析表中我们得出,该方案如果采用太阳能路灯,十年的总运行成本为27 万元,但是如果采用普通路灯,运行成本则高达114 万元。所以,尽管太阳能路灯的一次投资成本较高,但是他的运行成本却很低,从长远利益来看,不管是经济效益还是环境效益,太阳能路灯都由于普通路灯。2.3.3 太阳能路灯的优缺点 1、太阳能路灯的优点(1)应用范围广,可安装于偏远山区,海岛等无电网覆盖的地区,也可用于城市或乡村道路照明;(2)独立安装,线路耗能小,无需配备增压设备。(3)无需铺设复杂
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