運城市環湖路道路照明設計方案

周自強

(運城市規劃設計院，山西運城 044000)

1 概況

運城鹽池，亦稱鹽湖、銀湖。位于運城市南，中條山下，澆水河畔。總面積為130 km2，全國有名的產鹽地之一。鹽池有著豐富的自然資源，它的光照資源僅次于新疆柴達木盆地，最高氣溫42.6℃;全年日照小時數平均2 400 h～3 000 h;鹽池常年刮著強烈的南風，風速達3 m/s～20 m/s。

本次修建環湖路段是圍繞鹽池北側的一條旅游路，道路全長4 300 m，紅線寬40 m，采用三塊板形式。其中：機動車道16 m，雙向四車道，隔離帶3 m×2，非機動車道4 m×2，人行道3 m×2。設計標準為城市次干道一級。

環湖路周邊地勢比較開闊，無論陽光和風都不會受到高大建筑物的遮擋，具備采用風光互補路燈的良好條件。為了有效地利用本地的自然資源，我們采用了新型的風光互補照明系統，雙側對稱布置在隔離帶中。

2 風光互補路燈設計

風光互補路燈及風光互補景觀射燈只需要做燈桿基礎，不需要埋設電纜，風光互補照明系統是解決道路照明的一種理想的自供電系統，是一種造型美觀的環保產品。

垂直軸風光互補路燈安裝于運城市環湖路兩側綠化帶上，滿足機動車道及人行道路照明的要求。路面照度：平均照度：15 lx，均勻度0.35。眩光限制閾值增量10%，環境比0.5。路燈間距30 m一盞。

經過計算，整個系統我們將采用一臺300 W垂直軸風力發電機、兩塊150 W太陽能電池板組成發電部分，一套70 W的LED燈作為主光源，一套30 W的LED燈作為輔光源，一套風光互補路燈控制系統組成控制單元，2臺200 AH/12 V鉛酸閥控蓄電池作為蓄能部分，以及燈桿、電纜等配件組成一套獨立的風光互補路燈(見表1)。

表1 風光互補路燈

3 各部分的技術要求

3.1 LED燈具設計技術要求

外殼：高壓鑄鋁材質，外形線條需流暢，并能有效降低風阻;

表面處理：能適應氣候變化，能耐腐蝕，機械強度高;

燈罩：耐熱防破壞強化玻璃罩，弧面可自行清潔，高強度、透明度高的安全玻璃;

防護等級：不低于IP65;

電氣絕緣等級：不低于Ⅰ級;

發光效率：不低于75 lm/W;

結構：燈具結構應設計科學合理，無需工具開啟，便于維護及更換光源;

燈具外形：實物外觀線條流暢，美觀。

3.2 燈桿設計技術要求

燈桿外形采用高可靠性風光互補路燈結構。

1)材質：鋼材材質為Q235高強度鋼，確保熱鍍鋅的強度和附著力，表面美觀、不發黑。

壁厚不小于5.0 mm(按Q/BQB 303標準，Si≤0.04%)。

2)焊接工藝：采用氬氣保護焊接，整個桿體應無任何一處漏焊，焊縫平整，無任何焊接缺陷。

3)電器門：a.門采用等離子切割;應與桿體渾然一體，且結構強度要好。b.具備合理的操作空間，門內具有電器安裝附件。c.門與桿之間縫隙應不超過1 mm，具備良好的防水性能。d.有專用緊固系統，具備良好的防盜性能。e.電器門應有較高的互換性和可靠的防盜措施。

4)熱鍍鋅工藝：采用熱浸鍍鋅內外表面防腐處理，符合GB/T 13912-92標準，鍍鋅表面應光滑美觀。

5)噴塑工藝：噴塑采用進口優質塑粉，符合ASTM D3359-83標準。

6)設計：a.燈桿圓度標準控制在不大于6.35 mm。b.燈桿為連續性鋼結構，造型流暢和諧，無橫向焊縫，密封燈桿并包頂端以防水氣進入。c.垂直度檢驗：燈桿直立后，使用經緯儀對桿與水平間的垂直度作檢驗，垂直度不大于2‰。d.燈桿觀感：造型和尺寸符合設計圖紙要求，整體美觀大方，桿體表面光滑一致，色澤均勻。e.下法蘭厚度：按照設計圖紙要求不小于22 mm。

7)可抗風速：設計可抗風速為陣風50 m/s。

8)壽命：大于10年。

9)安裝方式：法蘭連接。

3.3 風光互補路燈控制器功能

在本項目中采用新型的PWM風光互補路燈控制。

風光互補控制器應符合下列標準要求：

JB/T 6939.1-2004離網型風力發電機組用控制器，第1部分：技術條件。

JB/T 6939.1-93小型風力發電機組用控制器技術條件。

JB/T 7143.1-93小型風力發電機組用逆變器技術條件。

GB/T 17626.2-1998電磁兼容 試驗和測量技術 靜電放電抗擾度試驗。

GB/T 17626.3-1998電磁兼容 試驗和測量技術 射頻電磁場輻射抗擾度試驗。

GB/T 17626.4-1998電磁兼容 試驗和測量技術 電快速瞬間變脈沖群抗擾試驗。

GB/T 17626.5-1999電磁兼容 試驗和測量技術 浪涌(沖擊)抗擾度試驗。

環境條件：

環境溫度：正常使用的環境溫度是-10℃～+50℃。

相對濕度：整機在濕度為0%～90%(25℃)時不結露。

3.4 蓄電池技術要求

1)蓄電池采用知名品牌的密封式免維護鉛酸蓄電池;

2)30%放電循環次數：不小于1 200次;完全放電3星期后容量恢復：不小于70%;

3)環保要求：該蓄電池不會對環境構成污染;

4)環境溫度為25℃，蓄電池其每3個月的最大自放電率不超過10 h放電率容量的20%。蓄電池應符合下列標準要求：a.GB/T 13337.1-1991固定式防酸式鉛酸蓄電池技術條件;b.JB/T 9653-1999儲能型鉛酸蓄電池行業標準。

3.5 太陽能電池技術型號和規格要求

1)太陽能電池組件采用單晶硅太陽能電池組件，必須是知名品牌，高強度、高透光太陽能專用進口鋼化玻璃，耐紫外線輻射的膜層封裝;2)轉化效率：不小于16%;3)安裝形式：與燈桿一體; 4)抗風能力：可抗風壓值不小于35 kg/m2;5)使用壽命25年，保質期：10年。

太陽能電池組件應符合以下標準：

GB/T 9535地面用晶體硅光伏組件設計鑒定和定型標準(IEC 1215∶1993)。

3.6 垂直軸風力發電機技術型號和規格要求

垂直軸風力發電機必須具有CE認證和國家質量監督檢測中心的檢測報告。

風力發電機組應符合下列標準要求：

GB 8116-1987風力發電機組型式與基本參數。

GB/T 13981-92風力機設計通用要求。

GB 17646-1998小型風力發電機組安全要求。

GB/T 19068.1-2003離網型風力發電機組，第1部分：技術條件。

GB/T 19115.1-2003離網型戶用風光互補發電系統，第1部分，技術條件。

GB/T 10760.1-2003離網型風力發電機組用發電機，第1部分，技術條件。

垂直軸風力發電機必須具有以下特點：

1)選用高強度的鋁//SS400材料，采用大型注塑機模壓成型技術制造葉片。2)采用N35SH高磁性釹鐵硼永磁材料制造發電機。3)采用鋁合金壓鑄成型技術制造風力發電機部件，保證每個部件的一致性。4)特殊的內壓式集電環結構和鎖線裝置保證發電機的引出線可靠。5)失速型葉片設計加電磁限速保護，確保風機的抗大風強度。6)葉片和發電機的匹配設計，保證風機有很寬的有效工作風速區域，提高了機組的發電量。7)設計壽命為15年以上。

風力發電機符合以下技術參數：

額定功率：300 W;啟動風速：不大于2.0 m/s;額定風速：12.0 m/s;切離風速：15.5 m/s;葉片直徑：1.0 m/1.2 m;葉片數量：3+3(2組);最大抗風強度：不小于60 m/s;輸出電壓等級：DC24 V;發電機形式：永磁三相交流;風輪氣動效率：不小于0.36;發電機效率：不小于70%;機組噪聲：不大于60 dB;調速方式：氣動失速;防護性能：具有防潮、防霉性能。

4 結語

能源是關系到人類生存的重要保障，有效地利用風能和太陽能就是節約了常規能源。隨著風力發電和光伏發電技術的不斷成熟，新型照明系統必定會有廣闊的前景。

在環湖路建設中使用風光互補路燈，不僅能向市民進行新能源知識的直觀教育，迎風飛轉的風車可給道路兩側一種時尚動感的點綴，更能突顯運城市政府崇尚環保、節能和新技術的執政理念。

［1］ CJJ 45-2006，城市照明設計標準［S］.