風光互補路燈設計

1、 學院學生畢業(yè)設計（論文）報告系 別： 專 業(yè)： 班 號： 學 生 姓 名： 學 生 學 號： 設計（論文）題目： 風光互補太陽能路燈設計 指 導 教 師： 設 計 地 點： 起 迄 日 期： 2013.10.1-2014.6.12 學院 畢業(yè)設計論文畢業(yè)設計（論文）任務書專業(yè) 班級 姓名 一、 課題名稱：風光互補太陽能路燈設計 二、主要技術指標（或基本要求）： 1、風光互補系統(tǒng)具有對蓄電池充電和向負載燈供電的作用；2、路燈每天使用10個小時，遇到陰雨天系統(tǒng)可提供備用電力應用天數(shù)為3天；3、風力發(fā)電和太陽能發(fā)電是相互獨立的兩個系統(tǒng)，不僅能夠同時向負載和蓄電池提供直流電能，而且在其中某一發(fā)電系統(tǒng)

2、失效時，另一個發(fā)電系統(tǒng)依然能夠保證對負載的正常供電；4、風光互補路燈控制系統(tǒng)以DSP為控制核心的采用了雙輸入升降壓斬波硬件電路實現(xiàn)風能和太陽能的最大功率輸出 三、主要工作內容：1、搜集相關資料并分析風光互補路燈行業(yè)的現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展行情；2、尋找相似案例，確定其方案的可行性；3、通過網(wǎng)絡、書籍學習了解風光互補路燈系統(tǒng)的技術，4、對所需資料進行搜集、分析、總結；5、對風光互補路燈系統(tǒng)的整體方案進行設計；6、對風光互補路燈系統(tǒng)的硬件進行設計；7、撰寫畢業(yè)設論文計；8、與老師和同學們進行交流、研究、討論，對畢業(yè)設計修改 四、主要參考文獻：【1】王志新 風光互補技術及應用新進展M.2008 【2】王

3、長貴 王斯成太陽能光伏發(fā)電實用技術M.化學工業(yè)出版社,2005中國電力，2011【3】 王雙 王杰阮映琴 風力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展狀況分析M.華東電力 ,2010 學 生 （簽名） 2012年9月 30日 指 導 教 師(簽名) 2012年9月 30日 教研室主任（簽名） 2012年9月 30日 系 主 任（簽名） 2012年9月 30日畢業(yè)設計（論文）開題報告設計（論文）題目 風光互補太陽能路燈設計1 選題的背景和意義： 太陽能和風能與其他常規(guī)能源相比在利用上具有取之不盡、用之不竭、就地可取、分布廣泛、不污染環(huán)境、不破壞生態(tài)、可以再生等有點。將風能和太陽能這兩種自然資源結合起來看，兩者在時間上和地域

4、上都有很強的互補性。白天太陽光最強，風很??；夜晚光照很弱，風力加強。夏季，太陽光強度大而風小；冬季，太陽光強度弱而風大。晴天，陽光充足；雨天，風很大。因此太陽能和風能結合構成互補發(fā)電系統(tǒng)在資源配置上是最佳的。風光互補路燈的發(fā)展凸顯了21世界節(jié)能環(huán)保型工業(yè)社會的發(fā)展方向。建設風光互補路燈不僅與政府的保護環(huán)境、節(jié)約資源、循環(huán)經(jīng)濟的理念相符，而且能向國民進行新能源利用和生態(tài)環(huán)保知識的直觀教育。二課題研究的主要內容： 1、風光互補太陽能路燈系統(tǒng)方案設計； 2、風光互補太陽能路燈的容量計算； 3、確定硬件選型：太陽能電池板、控制器、逆變器、蓄電池； 4、系統(tǒng)安裝說明。 3 主要研究（設計）方法論述： 1

5、、文獻研究法：在開題初期，通過網(wǎng)絡，圖書，期刊收集資料； 2、市場調查法：在設計前，對各種風光互補路燈進行市場調查； 3、對比法：對各種風光互補路燈設計方案的優(yōu)缺點進行比較，優(yōu)化設計方案； 4、擇優(yōu)法：對光伏路燈硬件的選型進行仔細的研究和對比，找到最適合的型號。四、設計（論文）進度安排：時間（迄止日期）工 作 內 容2013.10.012013.10.04確立研究課題，初擬畢業(yè)設計綱要2013.10.052013.10.08完成畢業(yè)設計開題報告2013.10.092013.10.10查找具體內容所涉及的資料并整合2013.10.112013.10.16系統(tǒng)設計方案2013.10.172013.

6、10.21容量計算及設備選型2013.10.222013.10.24系統(tǒng)安裝說明2013.10.252013.11.17撰寫畢業(yè)設計論文，完成初稿2013.11.182014.06.12對論文進行修改,完善畢業(yè)設計2014.06.132014.06.19準備畢業(yè)答辯五、指導教師意見指導教師簽名： 年 月 日六、系部意見： 系主任簽名： 年 月 日風光互補太陽能路燈設計目 錄摘 要3Abstract4第1章 前言1第2章 系統(tǒng)方案設計22.1系統(tǒng)設計要求和思路22.1.1 設計要求22.2.2 系統(tǒng)設計思路22.2 系統(tǒng)總體設計方案22.3.2 風機的選擇32.3.4蓄電池的選擇3第3章 容量計

7、算及設備選型53.1 容量計算53.1.1 發(fā)電量與用電量計算53.1.2 設備參數(shù)確定53.2 設備選型63.2.1 燈源的選型63.2.2 太陽能電池板選型63.2.3 風機選型73.2.4 控制器選型8第4章 系統(tǒng)安裝說明114.1風光互補LED路燈系統(tǒng)圖114.1.1工程示意圖114.1.2實物連線圖和連線原理圖124.2、風光互補LED路燈系統(tǒng)安裝步驟及方法134.3 風光互補LED路燈系統(tǒng)安裝注意事項134.4 運行調試14第5章 結束語15參考文獻16答謝辭17摘 要隨著科技的發(fā)展，能源需求已經(jīng)成為一個非常重要的社會問題。人們對各種可再生能源進行了研究，特別是風能和太陽能。太陽能

8、與風能有著很好的互補特性，因此在部分遠離電網(wǎng)的區(qū)域可以采用小型的風光互補發(fā)電系統(tǒng)供電。研究一種基于風光互補發(fā)電的路燈，對節(jié)能和城市照明具有重要的意義。本文設計了一套獨立式風光互補路燈系統(tǒng)，首先根據(jù)設計的要求和設計思路完成風光互補路燈的整體方案設計。并對風力發(fā)電機、太陽能電池、蓄電池和控制器進行了選擇。然后根據(jù)設計要求進行了容量計算，根據(jù)計算的容量進一步確定硬件所需要的型號，最后根據(jù)本文設計的風光互補路燈系統(tǒng)進行系統(tǒng)安裝說明的撰寫。關鍵詞：風光互補；路燈；LED；AbstractWith the development of science and technology, energy dema

9、nd has become a very important social issue. People of various renewable energy research, particularly wind and solar. Solar and wind power have a good complementary characteristics, and therefore part of the grid can be used away from the area of small wind and solar power generation system. Resear

10、ch based on wind and solar power lights, energy conservation and urban lighting has important significance.This paper designed a stand-alone solar hybrid street lighting system, solar hybrid street light first complete the overall program design according to the design requirements and design ideas.

11、 And wind turbines, solar cells, batteries and controllers were selected. Then calculated according to the design requirements of the capacity of the main functions and specifications of the parameters required by the system hardware can further determine the type of hardware needed, and finally wri

12、ting system designed for installation instructions according to wind and solar street lights.Keywords: wind and solar; street lights; LED; 學院 畢業(yè)設計論文第1章 前言 自20世紀70年代全球發(fā)生石油危機以來，太陽能光伏發(fā)電技術在西方發(fā)達國家引起了高度重視，各國政府從環(huán)境保護和能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的角度出發(fā)，紛紛制定政策，鼓勵和支持太陽能光伏發(fā)電技術在控制方法上。我國在20世紀70年代也對光伏發(fā)電進行了研究，但是當時基本是沒有任何外加控制的應用，隨著能源危機

13、的到來，人們對光伏發(fā)電進行了深入的研究，使光伏發(fā)電的效率得到巨大的提升。如今，獲取最大輸出功率的控制方法主要有以下幾種：開環(huán)控制方法如恒定電壓法、短路電流比例系數(shù)法和插值計算法等；閉環(huán)控制方法有擾動控制法、電導增量法等。隨著模糊控制在控制領域的廣泛應用，基于模糊控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡等人工智能的控制方法也開始被研究。如合肥工業(yè)大學教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心的吳紅斌，陶曉峰，丁明對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的MPPT電壓控制進行了仿真，根據(jù)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的結構，采用外環(huán)為電壓環(huán)、內環(huán)為并網(wǎng)電流環(huán)的雙環(huán)控制。通過abc/dq0變換將并網(wǎng)電流解耦為有功分量和無功分量，引入最大功率點跟蹤提供的直流側電壓參考量的閉環(huán)控

14、制調節(jié)并網(wǎng)電流的有功分量，引入交流側電壓參考量的閉環(huán)控制調節(jié)并網(wǎng)電流的無功分量，實現(xiàn)了具有MPPT和電壓控制能力的三相光伏并網(wǎng)發(fā)電技術。風光互補發(fā)電由于綜合了風能和光伏發(fā)電的優(yōu)點，彌補了風力發(fā)電和光伏發(fā)電的不足，現(xiàn)在國內外已經(jīng)對風光互補發(fā)電展開了研究。美國NREL實驗室和Colorado State University聯(lián)合研制一種系統(tǒng)仿真軟件hybrid2，只要輸入具體的負荷性能，風能特性以及光照強度等數(shù)據(jù)，便能夠對風光互補發(fā)電系統(tǒng)進行仿真并得到仿真結果，其功能強大，該軟件的缺點是它只能夠進行仿真，而不能進行優(yōu)化設計。國內的一些科研機構也對風光互補發(fā)電進行了詳細的研究，應用精準的表征組件特性

15、并通過實際的觀測獲取更加精確的風光資源模型，能夠模擬出系統(tǒng)的實時狀態(tài)風光互補發(fā)電系統(tǒng)的設計除了在以上方向取得長足進展以外，還通過利用電力電子技術和現(xiàn)代控制技術的發(fā)展來推進風光互補發(fā)電的發(fā)展，進一步的提高其工作效率和可靠性。對各種DC/DC變換技術的研究解決獲取最大輸出功率技術的問題。通過傳感設備采集系統(tǒng)的關鍵參數(shù)，將采集的信號傳給微處理器，微處理器通過計算，產生輸出信號控制電力電子設備是風光互補發(fā)電系統(tǒng)工作在要求的狀態(tài)，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的自動運行。第2章 系統(tǒng)方案設計2.1系統(tǒng)設計要求和思路2.1.1 設計要求 1.環(huán)境要求： （1）年平均風速大于3.5m/s，同時年太陽能輻射總量不小于500m

16、j/； (2)工作溫度：-20+45； (3)相對濕度：20%90%；(4)海拔不超過1000m。 2.路燈每天照明時間為10個小時 3.實現(xiàn)風能和太陽能的最大功率輸出 4.在連續(xù)陰雨天里能夠正常工作（滿足3天不充電且每天可靠亮燈10h） 5.風力發(fā)電和太陽能發(fā)電是相互獨立的兩個系統(tǒng)，不僅能夠同時向負載和 蓄電池提供直流電能，而且在其中某一發(fā)電系統(tǒng)失效時，另一個發(fā)電系統(tǒng)依然能夠保證對負載的正常供電2.2.2 系統(tǒng)設計思路對風光互補路燈的設計要求進行分析，其主要由LED燈源、電池板、風機、控制器、蓄電池和燈桿構成。根據(jù)設計環(huán)境要求在設計過程中應充分考慮實際情況如：道路寬度、當?shù)貧夂?、有無遮擋物等

17、。由系統(tǒng)的設計要求進行容量的計算并選用適合的硬件類型，一般遵循性能好、質量好、簡單易安裝、經(jīng)濟適用等。最后進行系統(tǒng)安裝的簡要說明。2.2 系統(tǒng)總體設計方案風光互補路燈框架如圖2-1包括風力發(fā)電機、太陽能電池板、智能控制器、蓄電池組和LED路燈。由于本文設計的風光互補路燈初步設定假設的地點是常州信息職業(yè)技術學院，所以對校園環(huán)境進行了勘察并測初校園道路兩邊的樹高燈遮掩物的數(shù)據(jù)。綜合測定遮掩物的高度為6.5m，因此設計其路燈燈高8m，燈桿高10m，燈具間距30m，燈桿采用Q235優(yōu)質鋼結構標準燈桿，燈頭采用60WLED路燈。 圖2-1 風光互補路燈框架2.2.1 光源的選擇 光源選用路燈專用LED光

18、源，該光源具有以下特點：首創(chuàng)散熱器與燈殼一體化設計， LED直接與外殼緊密相接，通過外殼散熱翼與空氣對流散熱，充分保證了LED路燈50000小時的使用壽命。按照每天工作10個小時計算，其壽命也在12年以上，維護費用極低；燈殼采用鋁合金壓鑄成型，可以有效的散熱和防水、防塵。燈具表面進行了耐紫外線抗腐蝕處理，整體燈具達到IP65標準； 采用單體橢圓反射腔配合球狀孤面來設計，針對性地將LED發(fā)出的光控制在需要范圍內，提高了燈具出光效果的均勻性和光能的利用率，更能凸顯LED路燈節(jié)能優(yōu)點。與傳統(tǒng)的鈉燈相比，可節(jié)電60%以上； 無不良眩光、無頻閃。消除了普通路燈不良眩光所引起的刺眼、視覺疲勞與視線干擾，提

19、高駕駛的安全性； 啟動無延時，通電即達正常亮度，無須等待，消除了傳統(tǒng)路燈長時間的啟動過程； 綠色環(huán)保無污染：不含鉛、汞等污染元素，對環(huán)境沒有任何污染； 與太陽能結合是絕好搭檔，充分發(fā)揮LED直流低壓工作與節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點，太陽能光伏板與LED光源相結合，為客戶實現(xiàn)最佳性價比和高可靠性。2.3.2 風機的選擇本系統(tǒng)選用磁懸浮風力發(fā)電機，風機輸出三相交流電，經(jīng)過風光智能控制器給蓄電池充電。全永磁懸浮風力發(fā)電機是專門為低風速區(qū)應用而研發(fā)的，用全永磁懸浮推力軸承平衡由于風壓作用在葉輪上引起的軸向壓力增加而產生的軸向摩擦力，以減少傳統(tǒng)風機因葉輪在超大風速作用下旋轉時的軸向摩擦力，這對提高風機旋轉速度，減小

20、軸向摩擦，增加發(fā)電量，意義重大；同時風機轉子系統(tǒng)在旋轉時的徑向摩擦力可減小70%以上，極大地減少了摩擦阻力，起動風速為1.5米/秒，明顯優(yōu)于普通風力發(fā)電機。a、在性能方面：采用新一代專利技術的徑向磁路永磁轉子結構，無滑環(huán)，無勵磁繞組，定、轉子氣隙大，使發(fā)電機具有中、低速發(fā)電性能好，效率高、比功率大的特點，能適應高轉速的使用場合；b、在可靠性方面：使用全永磁懸浮軸承，使整個轉子處于微摩擦狀態(tài)，輔助軸承則采用專用的寬系列雙橡膠圈密封進口軸承（內含長壽命、耐高溫潤滑脂）；以先進真空沉浸工藝使發(fā)電機具有可靠性高、壽命長、結構簡單、免維護的特點，同時能使發(fā)電機在極惡劣的環(huán)境條件下可靠工作。2.3.3 太

21、陽能電池板的選擇對于較小型電站電池組件選型遵循以下原則：在兼顧易于搬運條件下，選擇大尺寸，高效的電池組件；選擇易于接線的電池組件；組件各部分抗強紫外線（符合GB/T18950-2003 橡膠和塑料管靜態(tài)紫外線心能測定）；2.3.4蓄電池的選擇 蓄電池采用地表下安裝方式。由于蓄電池在低溫或高溫環(huán)境工作都會影響其工作性能，尤其是在低溫下，其工作容量將會下降很多，這是蓄電池特性所決定的。在地表下1米-1.5米處，其環(huán)境溫度受地溫的影響較明顯，起到一定的“恒溫”作用，使其在冬季溫度覺地表以上高，在夏季炎熱時又比地表上溫度低，有利于蓄電池性能的發(fā)揮第3章 容量計算及設備選型3.1 容量計算3.1.1 發(fā)

22、電量與用電量計算 根據(jù)設計要求，路燈功率為60W，工作10h系統(tǒng)總功率P=60W/85%=71W，根據(jù)所查閱的氣象資料：風力發(fā)電機與太陽能電池組件同時不能發(fā)電的最大連續(xù)時間為3d,太陽能電池組件不能發(fā)電的最大連續(xù)時間為12d,風機不能發(fā)電的最大連續(xù)時間為6d。（1）發(fā)電量計算。經(jīng)查閱資常州屬于類太陽能資源，每年風速3m/s以上時間超過3500h地區(qū)，。在太陽能資源屬類可利用區(qū)，lWh太陽能電池轉換太陽能輻射量為45005500MJ/年，為安全計，取轉換太陽能輻射總量為4500MJ/年，配置的太陽能電池組件的日均發(fā)電量應為Q1=45003653.60.150.8=0.411KWh，式中：0.8為

23、安全系數(shù)。由于道路照明燈具的安裝地點的障礙物狀況不確定性，燈具安裝地點的年平均風速為4m/s，配置的風力發(fā)電機的平均功率為0.1kW，日均發(fā)電量應為Q2=0.135003650.8=0.767KWh,式中：0.8為安全系數(shù)。風光路燈配置的日均總發(fā)電量為1.178kWh，考慮到蓄電池的轉換效率為0.7，則實際有效日均發(fā)電量為1.178KWh0.7=0.82KWh鑒于風能與太陽能的良好互補性，以年均資源換算而得的日均資源的可靠性良好，加之風光發(fā)電的計算值均取低值，并各考慮了0.8的安全系數(shù)，所得的日均發(fā)電量數(shù)據(jù)是安全可靠的。（2） 用電量計算。按配置選用60W的LED燈，以每天亮燈10h計算，燈具

24、每天耗用電量為0.60kWh。配置的蓄電池容量為Q=(14024)/1000=3.36KWh蓄電池充滿的情況下放電量按60%計算，連續(xù)放電的時間為3.360.06 0.6=33.6H，即蓄電池能滿足3天不充電且每天可靠亮燈10h。3.1.2 設備參數(shù)確定（1）蓄電池組的確定由C24V70%90%/P=310h，式中：24V為蓄電池充放電電壓，70%為放電深度，90%為蓄電池誤差余量。已知P=60W/85%=71W,得C=140.87Ah根據(jù)蓄電池的實際規(guī)格以及盡量減少蓄電池數(shù)量的原則，取C=140Ah，實際配置為2V140Ah蓄電池12塊組。（2）風力發(fā)電機功率確定在太陽能電池不能發(fā)電的天氣里

25、，通常是連續(xù)陰雨天，此時風速和持續(xù)時間均大大超過年平均風速和時間，根據(jù)氣象資料以及該站點的自然環(huán)境，在此取該時段內4級風，（C24V70%90%+P1412）/P=1210h將C和P代人該式，計算得P1=133.4W，根據(jù)風力發(fā)電機的規(guī)格和實際安裝和使用的可靠性，取P1=150W。實際配置為：1臺150W風力發(fā)電機。（3）太陽能電池板功率確定太陽能電池功率的確定。在風力發(fā)電機不能發(fā)電的天氣里，通常是連續(xù)晴天，而且每天日照時數(shù)大大高于年平均日照時數(shù)，根據(jù)氣象數(shù)據(jù)和自然環(huán)境，取6h/d。（C24V70%90%+P266）/P=610h代入C和P可計算得P2=59.53W，根據(jù)太陽能電池板的規(guī)格以及

26、安裝的方便美觀，取P2=75W，實際配置為：75W2塊。3.2 設備選型3.2.1 燈源的選型本設計的路燈選用凱明KW-LA60W燈源如圖3-1所示 圖3-1 凱明KW-LA60W凱明KW-LA60燈源特性：1、超高亮，低光衰2、防塵防水等級高達IP65。3、造型美觀大方，安裝簡單。4、LED的壽命長，發(fā)光時間長達5萬小時以上。5、適用范圍廣，不容易損壞。燈源的規(guī)格參數(shù)如下表3-1所示：表3-1燈源參數(shù)輸入電壓AC90-265V|DC12V|DC24V光源功率54*1W總 功 率60W功率因數(shù)0.92電源效率90%環(huán)境溫度-4050相對濕度20%99%防護等級IP65使用壽命5萬小時( 500

27、00Hrs)散熱系統(tǒng)自然散熱3.2.2 太陽能電池板選型本設計的電池板選用拓陽TY-SM75單晶硅太陽能電池板如圖3-2所示 圖3-2拓陽TY-SM75太陽能電池板太陽能電池板規(guī)格參數(shù)如下表3-2所示 表3-2太陽能電池板參數(shù)最大功率75（W）開路電壓22.61（V）工作電流4.17（A）工作電壓18（V）短路電流5.01（A）外形尺寸1070*540*35(mm)3.2.3 風機選型本設計的風機選用綠電康公司生產的150W-B風力發(fā)電機如圖3-3所示 圖3-3 150W-B風力發(fā)電機 150W-B風力發(fā)電機優(yōu)點：1、采用盤式結構，與垂直磁懸浮同理，起動風速低，1.5米/秒便可啟動，無需任何輔

28、助啟動裝置。2、葉片采用特殊復合材料，合理的氣動外型，使整機低噪音運行。3、采用稀土永磁部件，縮小了整機體積和重量。4、電源輸出采用防纏繞裝置。5、盡量簡少了運行部件，提高了伏質運動率。6、調向采用阻尼及“防搖”設計，調向平穩(wěn)準確。7、塔桿裝配采用“重力錐度”裝置，可靠易于裝配。8、殼體采用特殊鑄造材料，其金屬組合具有高耐腐蝕性可用于高腐蝕地區(qū)。9、整機出廠為嚴格密封，沙塵、鹽霧，雨水無法侵入電機內部，風機內部和外部均采用了獨特的散熱結構，確保本機達到15-20年的設計壽命 150W-B風力發(fā)電機規(guī)格參數(shù)如下表3-3 表3-3 風力發(fā)電機參數(shù)額定功率150W額定電壓直流12V/24V額定電流2

29、5A/12.5A額定轉速1850r/m允許最大功率200W啟動風速1.5米/秒切入風速2.5米/秒切出風速18米/秒安全風速45米/秒額定風速12.5米/秒發(fā)電機工作形式永磁三相交流發(fā)電機葉輪直徑1170mm葉片數(shù)3片3.2.4 控制器選型本系統(tǒng)選用的控制器為風光互補智能控制器，具有高效充電及多種自我保護功能。具體的技術參數(shù)如下：l 規(guī)格型號：EPFG24V-20l 風機輸入：三相AC 50V，P300Wl 光伏電池輸入：DC 50.0Vpm，I15Al 輸出電壓：DC 28.0Vl 輸入過壓保護值：AC 505Vl 輸出過流保護值：DC 20A1Al 蓄電池欠壓保護啟動電壓：DC 21.00

30、.3Vl 蓄電池欠壓保護恢復電壓：DC 23.00.3Vl 蓄電池充滿保護啟動電壓：DC 28.00.2Vl 風機卸載箱功率：400Wl 外形尺寸：310200120mml 工作環(huán)境：環(huán)境溫度45+65，相對濕度090%。EPFG24V-20控制器系統(tǒng)工作原理：風光互補發(fā)電系統(tǒng)主電路主要由充電部分和放電部分兩塊組成，電路見圖3-4。充電部分分別由光伏系統(tǒng)和風電系統(tǒng)給蓄電池充電，放電部分則由蓄電池通過繼電器的控制給負載供電。光伏電池發(fā)出的電能首先通過開關管T1,然后通過防反二極管D2，然后經(jīng)過buck電路給蓄電池充電。防止二極管D2防止電流倒灌損壞光伏電池板，T1管控制著光伏電池的接入與關斷，b

31、uck電路是DC/DC電路的核心，本系統(tǒng)的控制重點就是對buck電路的控制。風力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能首先經(jīng)過不可控整流裝置整流，然后經(jīng)過濾波穩(wěn)壓之后，通過T3管，送往buck電路，通過buck電路給蓄電池充電。開關管T3控制風力發(fā)電機的接入和切除，電阻R3和開關管T5構成了風機的卸荷支路，當風能過剩時，通過控制開關管T5導通，是風機的能量消耗在卸荷負載上，防止損壞設備。同樣風電系統(tǒng)的DC/ DC轉換電路的核心也是buck電路。放電部分主要是蓄電池給控制器，LED照明部分等提供電能，為了防止過度放電，通過TMS320F2812的一個GPIO引腳來控制光耦的通斷，從而控制放電回路上的繼電器的通斷，從

32、而防止蓄電池過度放電而損壞蓄電池。整個主電路由德州儀器的DSP芯片TMS320F2812來進行控制，系統(tǒng)的工作流程如下：當蓄電池電壓正常即沒有過充和過放的條件下，蓄電池正常對控制器和LED路燈供電，同時風光互補發(fā)電系統(tǒng)給蓄電池充電。如果蓄電池的電壓低于規(guī)定的最低電壓，則此時DSP通過I/O管腳發(fā)送一個低電平信號控制光耦導通，是繼電器動作切除LED照明部分，直到檢測到蓄電池電壓恢復正常值，在控制繼電器動作接入負載。如果蓄電池電壓過高，超過充電電壓上限值，則通過控制開關管T1和T3斷開光伏電池板和房里發(fā)電機的輸入，停止對蓄電池充電。 圖3-4系統(tǒng)主電路圖3.2.5 蓄電池選型本設計的蓄電池選用2V

33、/140Ah GFM600-2鉛酸免維護蓄電池如圖3-4所示 圖3-4 GFM600-2鉛酸免維護蓄電池GFM600-2鉛酸免維護蓄電池參數(shù)如表3-4所示 表3-4 GFM600-2鉛酸免維護蓄電池參數(shù)外型尺寸112X174X388總高度365（mm）電壓2（V）類型固定型蓄電池荷電狀態(tài)免維護蓄電池額定容量140Ah電池蓋和排氣拴結構閥控式密閉蓄電池第4章 系統(tǒng)安裝說明 4.1風光互補LED路燈系統(tǒng)圖4.1.1工程示意圖4.1.2實物連線圖和連線原理圖4.2 風光互補LED路燈系統(tǒng)安裝步驟及方法l 基礎開挖及基礎籠預埋?；A籠澆注混凝土前，用水平尺測量校平，并確保四地腳螺栓與定位法蘭垂直；按要

34、求預埋PVC管，PVC管高出基礎頂面100mm以上，另一端從基礎側面穿出，約離定位法蘭垂直距離500mm；待基礎固化后，就可以安裝路燈了。l 路燈臂固定：在離燈桿頂部2米5左右的地方用三角架或類似作用的設備將燈桿桿頂端支起一米高左右；把燈臂自燈桿頂端套入相應位置并用螺栓固定，此時要注意出線孔位置對正。l 太陽能板支架及太陽能板安裝：按燈桿組裝圖將太陽能板支架組裝好固定到燈桿相應位置；然后將太陽能板固定到安裝支架上。l 穿線：用鋼絲牽引，將風力發(fā)電機、太陽能板、路燈頭連接電纜，以及太陽能板串聯(lián)電線穿好。l 風力發(fā)電機安裝：先按風力發(fā)電機組裝說明將其組成整體；把風力發(fā)電機連接電纜與風力發(fā)電機連接好

35、（注意正負極性）；將風力發(fā)電機固定在燈桿的頂部。l 將兩接線盒固定到太陽能板支架上，按接線原理圖將太陽能板串聯(lián)線及輸出電纜接好，并蓋上接線盒蓋。l 路燈頭安裝：將路燈頭引入電纜接好，接線注意正負極性；然后將燈頭固定到燈臂上，燈臂伸入燈內長度不得低于105mm，最好是抵到燈內“止位”。l 用吊車將路燈桿豎起來，并與基礎對接，調整方位后，用地腳螺栓將燈桿固定，吊裝時繩索最好系在燈桿與燈臂連接處，以免損傷太陽能板和風力發(fā)電機。l 太陽能板方位調整：太陽能電池板組件受光面向正南安放（即方位角0）傾斜角取331。l 根據(jù)路面照明需求，將路燈頭仰角調好，并緊固。l 將雙路太陽能控制器固定到電器門內，并按接

36、線原理圖將控制器、路燈頭、太陽能板的連接線接好。l 電池箱安裝：按當?shù)丨h(huán)境將電池箱固定在離燈桿盡量近的地方，放置水平且最好墊高50-100mm；將端接頭固定到電池箱上；再將包塑金屬軟管與端接頭相接，金屬軟管的另一端穿入基礎的PVC預埋管中，一直伸到燈桿內。如果電池箱需固定，則在電池箱四角上有孔位，用膨脹螺栓固定即可。把蓄電池放入入電池箱內；將電池正負極電線用鋼絲從電池箱內穿至燈桿內（壓OT端子的一端在箱內）；將風力發(fā)電機連線從燈桿內通過金屬軟管穿至電池箱內；然后將依次電池串聯(lián)線接好，風機線和電池正、負極線分別并接電池組的正、負極上（注意：先接負極，再接正極）；最后將箱蓋蓋上。l 凡燈桿向外出線

37、的出線孔、以及燈桿上的螺釘過孔，建議在裝配完畢后，用中性的玻璃膠加強密封。4.3 風光互補LED路燈系統(tǒng)安裝注意事項l 合理調整太陽能電池板組件安裝傾角。l 太陽能電池組件的輸出正負極在連接到控制器前須采取措施避免短接，注意正負極不要接反；太陽能電池板組件的輸出線應避免裸露導體。l 太陽能電池組件與支架連接時要牢固可靠，各緊固件擰緊。l 蓄電池放入電池箱內時須輕拿輕放，防止砸壞電池箱；l 蓄電池之間的連接線必須連接牢固，并壓緊（但擰螺栓時要注意扭力，不要將電池接線柱擰壞），確保端子與接線柱導電良好；所有串、并聯(lián)導線禁止短接和錯接，避免損壞蓄電池。l 控制器連線不允許接錯，連接之前請先對照接線圖。l 太陽能路燈以太陽輻射為能源，照射在光電池組件上的陽光是否充裕直接影響燈具的照明時間，安裝位置應遠離高樓，且無樹葉等遮擋物的地方。l 穿線時一定要注意不要損壞導線絕緣層，導線的連接牢固，可靠導通。4.4 運行調試系統(tǒng)安裝完畢應對風光互補路燈的線路進行絕緣測試和路燈的亮暗