太阳能LED路灯智能控制系统商业计划书.doc

1 商商 业业 计计 划划 书书 项目名称 : 太阳能 LED 路灯智能控制系统 队伍名称: 联 系 人 : 电 话 : 电子邮件 : 地 址 : 2016 年 6 月 2 目目 录录 一创业项目概述一创业项目概述3 二团队介绍二团队介绍 .5 三产品内容三产品内容 .7 四市场分析四市场分析 .11 五、市场营销五、市场营销 .13 六、融资说明六、融资说明 .16 七七. 财务计划财务计划18 八八. 风险控制风险控制18 九项目实施难度九项目实施难度20 十产品拟解决的问题及展望十产品拟解决的问题及展望20 3 一创业项目概述一创业项目概述 1.11.1 项目意义项目意义 随着人均能源消耗水平的增长，全球范围内面临的资源紧缺问题，这 也导致全球石油和天然气储量的加速减少。另一方面，传统能源燃烧带 来的环境污染问题也日渐突出。 当前，全球在照明上的电力资源消耗差不多占全球电力资源消耗的， 而道路照明电力资源消耗占其中的 70%，中国照明用电约占全社会用电 量的 12%左右，采用 LED 灯替代白炽灯的节能减排潜力巨大。太阳能光 伏发电技术与大功率 LED 照明技术相结合的绿色照明系统，兼具太阳能 无污染、可循环利用的长处及 LED 灯长寿命、节能环保的优点。因此， 太阳能 LED 路灯控制器也相继被开发出来。然而，市场上的太阳能 LED 路灯控制器大多是属于定制的，通用性差，稳定性不高，而且结构简单， 仅有基本的充放电控制功能，没有考虑到如何使太阳能电池板的能量转 换率最大，提高蓄电池的能量转换效率和延长使用寿命等问题。本项目 的控制器在完成基本充放电控制的基础上设计了合理的充放电控制算法 来实现能量的充分利用和蓄电池的充分保护，有利于推动太阳能 LED 路 灯控制系统大量推广使用。并优化路灯管理，实现对路灯的统一、实时、 高效监控，可以节能并减少对偏远地区路灯维护所投入的人力、物力。 1.21.2 产品概述产品概述 本项目设计了一种通用性较强的大功率太阳能 LED 路灯控制器。 该控制器以 STM32 单片机为控制核心，使用双向同步整流 Buck-Boost 电 路作为电源变换的主电路，减少了开关器件的损耗，减小了体积和成本； 在该电路的基础上引入最大功率点跟踪算法来控制充电过程，从而提高 了系统对太阳能的利用率；通过完善的过充和过放保护手段，有效地防 4 止了对蓄电池有害的过充和过放现象的发生，从而可以延长蓄电池的寿 命；在放电情况下，通过电流负反馈使 LED 电流保持恒定，既使光照稳 定无闪烁，也可以有效地延缓 LED 的光衰；另外，控制器还配有遥控手 持机，通过手持机可以设置太阳能板电压、蓄电池保护电压、LED 灯电流、 夜晚分时段改变 LED 灯亮度等工作参数，从而使系统可以适应不同的太 阳能电池板、蓄电池、LED 灯；通过手持机还可以读取控制器的运行参数， 既可以评估系统工作情况，还可以通过一段时间的过充、过放次数评估 太阳能板及蓄电池容量设置合理与否；控制器还具有自动判断日夜并切 换充电和放电状态的功能，而且还能自动分析冬夏夜晚长度变化并合理 规划夜晚亮灯时段变化，使得在人们最需要的时候能提供足够的照明。 1.31.3 项目创新及优势项目创新及优势 1.一般的太阳能 LED 路灯控制系统将光伏控制器和 LED 驱动电源模块 分开设计，这样会使得系统设备体积大和效率低，基于双向同步整流 Buck-Boost 变换器不仅可以实现能量的双向流动，而且可以减少功率管 和电感的数量，减少功率管的损耗，减小体积、成本，提高电路转换效 率。另外，同步整流 DC-DC 电路是用通态电阻很小的 MOSFET 管替换了 典型电路中的二极管，使整流损耗减小。 2.本系统增加了一般太阳能 LED 路灯控制不具有的 MPPT 充电功能， 提高了充电效率；通过智能软件自动检测阴雨天和电池电量情况，在阴 雨天及电池电量低的时候降低放电功率，大大提高了系统阴雨天的放电 天数，同时也减少了过放次数，也就增加了电池的寿命；智能软件能够 检测冬夏夜晚的长度变化，并自动调节亮灯的时段，使刚入夜和凌晨最 需要照明的时候恰好有合适的照明。 3.现有 LED 路灯控制器无线通讯全部使用红外的方式进行数据传输， 5 其缺点是传输距离短、方向性要求高、不能双向传输。本设计中采用了 2.4G 无线传输方案，具有传输距离远、抗干扰能力强、低功耗、低成本、 易开发和可控性强等优点，应用于本系统中除可以从手持机设置控制器 参数外，还可以读取控制器参数及状态数据，能很方便地评估系统工作 情况及参数配置是否合理 4.由于采用了 2.4G 无线通信，为以后的组网工作打下了基础，经过 软件升级，在一个路灯网中的所有智能路灯控制器可以自动组网，如此 以来，在主控室就能直接监测各个路灯的情况，为以后的路灯节能控制 及维修工作带来了巨大的便利。 二团队介绍二团队介绍 尚能团队是一个年轻但却很有活力和创造力的团队。目前共有 7 名成 员，由工业大学电气与电子工程学院在读研究生及教师组成，人员如下 表所示： 2.12.1 指导老师指导老师 性别男 姓名 许正望 从事专业电子信息 技术职务副教授最高学位硕士 研究方向电力电子与电力传动；无线功率传输；嵌入式 留学及出国 访学交流情 况 2002.12-2004.07 埃塞俄比亚 教育援外 科 研 项 目 及 1、2007-2009 年参与完成了省教育厅重点项目“省教育厅重点项目” ； 2、2007-2009 年参与完成市科委重点项目“电站锅炉管道数字化无损 检测装备研制与开发” ； 3、2008-2009 年参与完成教育部重点实验室开放式基金项目“裂纹、 应力场与磁致伸缩导波的作用机制研究” ； 6 成 果 4、2008-2011 年参与完成国家自然科学基金项目“油气长输管道裂纹 磁致伸缩式导波检测技术基础研究” ； 5、2009-2011 年参与完成省科技厅重点项目“管道裂纹磁致伸缩导波 检测传感器基础理论研究” ； 6、2008-2009 年主持完成横向项目“便携式钢结构无损检测器的研制” ； 7、2011-2012 年主持完成横向项目“10A DC-DC 功率组件的研制” ； 目前正在主持 2 个横向项目的研究： 1、 “高压大功率软起动器实验样机的研制” 2、 “恒压变频供水系统的研制” 获得授权实用新型专利一项：“一种大型储罐底板自动化漏磁检测智 能小车” ，授权时间 2014.02 代表论文： 1、 “A Noise Suppression Method for Pipelines EMAT Signals Using a Pseudo Random Code”01012，ICIECS2010，EI（0110813673604） ， 2011 年 2、 “A Novel Type of Solid-State Soft-Starter” ，2012.9，Applied Mechanics and Materials，EI（0130515973406） ，2013 年 2.22.2 项目成员项目成员 姓名姓名教育及工作经历背景教育及工作经历背景团队负责内容团队负责内容 黄周电气学院 14 级在读研究生 2014-2015 第八届全国大学生节能减排社会实践 与科技竞赛（全国三等奖） 2014-2015 第一届“中国研究生未来飞行器创新 大赛”优秀奖（全国三等奖） 2014-2015“华为杯”第十届中国研究生电子设 计竞赛（华中赛区二等奖） 已申请两项国家发明专利 团队负责人（总经理） 胡章捷电气学院 15 级在读研究生市场负责人（市场部 7 任学校研究生会副主席 申请两项国家发明专利 经理） ， 周文强电气学院 14 级在读研究生 2014-2015 第八届全国大学生节能减排社会实践与科技竞 赛（全国三等奖） 2014-2015 第一届“中国研究生未来飞行器创新 大赛”优秀奖（全国三等奖） 2014-2015“华为杯”第十届中国研究生电子设 计竞赛（华中赛区二等奖） 已申请一项国家发明专利和一项实用新型专利 技术负责人（技术部 经理） 冯代伟电气学院 15 级在读研究生 已申请一项国家发明专利 技术部副经理，技术 骨干 何心怡电气学院 12 级在读本科生 现在在三剑照明技术有限公司任职 行政、财务负责人 （行政、财务部经理） 戴廷任学校蓝电科技创新中心负责人，曾多次在全 国大学生电子设计竞赛等大型比赛中获奖 技术骨干 三产品内容三产品内容 3.13.1 LEDLED 路灯系统总体结构路灯系统总体结构 太阳能 LED 路灯系统主要由 LED 路灯、太阳能电池板、蓄电池以 及智能控制器等几个部分构成,太阳能 LED 路灯的系统框图如图 1 所示。 本项目研制的太阳能 LED 路灯智能控制系统硬件主要包括了图 1 所示除 太阳能电池板、蓄电池和 LED 路灯外其他所有部分，可以分成手持机和 控制器两个组成单元，图 1 中红框内的部分均属于控制器。 8 图 1 太阳能 LED 路灯系统结构框图 3.23.2 产品介绍产品介绍 本产品是新一代智能型太阳能 LED 路灯控制器，采用工业级产 品可 靠性设计，具有超强稳定性和极高的使用寿命，广泛应用于太阳能 LED 路灯。具体产品实物图及相关性能的测试如图 1、2 所示。 图 1 LED 路灯控制器实物图 9 图 2 系统相关功能及性能测试 在主电路部分，采用双向同步整流 Buck-Boost 电路作为电源变换的 主电路，并在该电路的基础上引入最大功率点跟踪算法来控制充电过程， 提高系统对太阳能的利用率；变换器反向运行时，蓄电池放电，实现对 LED 负载的恒压驱动，实现能量的双向流动，提高电路的转化效率，减少 电路的功耗、体积、成本。极大的控制了系统的整体功耗，控制核心我 10 们选用了高性能、功耗小的、低成本的 L 系列芯片，主电路摒弃了传统 的设计方案，驱动双向 DC-DC 电路中两个 MOS 管的导通状态，实现对应 的充放电功能，减少开关器件的损耗，经实验测出，能提高充电效率 37%。 设计了安全的电源防反接、防反充、过流保护等电路，提高了系统运行 的可靠性与稳定性。完成了基于 STM32L103C8T6 太阳能控制器的硬件设 计、电路板设计和元件的焊接，编写了系统软件程序，并完成了测试， 系统运行良好，达到了预期设计目的。 3.33.3 产品技术参数产品技术参数 额定工作电压：24V 太阳能板输入功率：240WP（24V） 最大充电电流：10A 匹配 LED 灯范围：（1018 串（24V） 单路恒流输出：0A-5A 可调 恒流源转换效率：95%以上 过放电压：1012V 可调 可用无线通信方式设置时间、电流等参数，可分 4 个时段调功率亮灯 可通过手持机读取设置的参数 保护功能：过充、过放、过载、短路保护，防反接，防反充，防雷 有指示灯显示太阳能板、蓄电池、LED 灯及充电情况 接线时可以检测 LED 灯、锂电池、太阳能板和控制器是否损坏，具体 要求如下（白天）： 具有阴雨天模式自动检测和转换功能，在阴雨天降低 LED 功率，天晴 后自动转入正常功率 具有电池电压低时降 LED 功率的功能 11 关灯时 LED 完全关闭 新增 MPPT 等方式提高充电效率，效率比常规锂电池控制器充电效率 提高 15% 可通过手持机读取控制器数据统计，如过充、过放、欠压次数以及太 阳能板、锂电池、LED 灯的状态 四市场分析四市场分析 4.14.1 市场现状市场现状 据估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的 LED 替代一半的白炽灯和 荧光灯。每年可节约相当于 60 亿升原油。就桥梁护栏灯例，同样效果的 一支日光灯 40 多瓦，而采用 LED 每支的功率只有 8 瓦，而且可以七彩变 化。 LED 照明市场目前的二大发展趋势分别是调光和太阳能供电。太阳能 供电的 LED 照明产品主要针对以下三个市场：停车场照明、室内照明和 草坪灯。而在路灯照明中，一般人以为主要就是电缆本身的成本，但是 除了电缆本身外，它的铺设、辅助设施(检查井、配电设备)等，要比电缆 本身贵很多。现在假定以 10 公里长的道路为例，每隔 30 米一盏，对面 放置，一共需要 666 盏大功率 LED 路灯，如果采用太阳能路灯的话，五 年内除了可以回收成本外还可以节省 43 万元电费，五年以后每年的电费 就可以节省 122 万元。 据有关方面估计，中国现有路灯总数大约在一亿盏以上，并以每年 20%的速度增长，2008 年就新增大功率 LED 路灯 2000 万盏。假如这一亿 盏路灯可以折合成为 6000 万盏 250 瓦的路灯，再假定这 6000 万盏路灯 全部改成太阳能大功率 LED 路灯，那么总共可以节约 1500 万千瓦的功率。 12 假定每盏路灯每天工作 12 小时，在 1 年内将节约 657 亿度电。而三峡水 电站在 2007 年的发电总量为 616.03 亿度电。因此把全国的路灯全部改 为太阳能路灯后一年内所节省的电量将超过一个三峡水电站一年的发电 量。这是一个极其惊人的数字。即使不去改造原有的路灯，现在每年新 增路灯大约为 2000 万盏，三年新增 6000 万盏，同样方法计算，三年以 后也可以节省一个三峡电站。而不需要动员全国的力量、投资几千亿、 移民上百万来实现。 不仅如此，太阳能是一种清洁的可再生能源，它不仅节约了电能，而 且减少了二氧化碳的排放量。每一盏 250 瓦的高压钠灯在一年之内将会 产生 1290 公斤的二氧化碳，所以 6000 万盏路灯全部改成太阳能路灯以 后，将可以减少 7740 万吨二氧化碳。所以改成太阳能以后，不但节省了 电费，而且还节约了二氧化碳的减量成本。每吨二氧化碳的减量成本为 345-404 美元。减少 7740 万吨二氧化碳就相当于节省了 310 亿美元的二 氧化碳减量成本。 前面的数字只是大功率 LED 路灯和高压钠灯的比较。对于同为 100W 的大功率 LED 路灯，采用交流电和采用太阳能的节能比较，只需要把上 面的数据除以 2.5 就可以得到。也就是说，6000 万盏的 100 瓦大功率 LED 路灯，假如全部采用太阳能供电的话，可以比全部采用交流电供电时 节省 262.8 亿度电，而二氧化碳的减排成本为 124 亿美元。 4.24.2 市场分析市场分析 在市场竞争方面，充分考虑现有市场的各种情况，并作出分析。现阶 段我们最大的竞争者是各种传统的路灯控制系统。相较于它们，太阳能 LED 路灯控制系统具备更完善的智能控制功能、节能、防盗，且符合国家 节能减排等相关政策要求，具有很强的竞争优势。目前市面上还未投入 13 销售，未来可能出现的基于智能控制技术的同类型产品是潜在的竞争者。 我们应对潜在竞争者的策略是：1、反应要快。我们要迅速完善自己的产 品，抢占市场，树立品牌，获取市场前期的超额利润，等潜在的竞争者 进入时，我们已赚够了超额利润，现在可以开始降价，恢复正常利润； 2、不断推出新功能、新技术，让潜在的竞争者应接不暇、疲于追赶； 3、树立知识产权的壁垒，阻止潜在竞争者进入。 本产品现在处于市场发展阶段的空白期，供小于求，处于卖方市场。 并且本产品市场潜力很大，符合国家政策导向，技术含量很高，有较高 的技术壁垒，因此，可以在较长的一段时间保持卖方市场。 五、市场营销五、市场营销 5.15.1 阶段目标递进阶段目标递进 团队的前期目标市场主要定位为公共区域、厂区与景点，以市内学校 的新校区、工厂的新厂区、东湖高新技术开发区等地作为试点，以获得 产品美誉度为主要目的；等到公司发展中期，我们会根据各大照明器材 公司的采购部门以及市政工程对我们产品的需求及实际订单，采取拉动 式生产。根据路灯种类的不同，由前期的单一产品策略发展到系列产品 策略，从而满足各种市政道路、高速公路、桥梁、隧道、园林、机场、 车站、码头、广场、体育场馆、游乐场所、广告灯箱等不同公共照明环 境的各种需求。 公司将分别从改进产品质量、性能、式样等，抓住市场机遇，迅速扩 大生产能力，提高市场占有率，取得较好的市场地位。同时，建立销售 网点，方便对不同地区的顾客群体供货。以市政的设计部门为主体，形 成强势品牌，树立较高的知名度和美誉度。严格控制产品质量，提供 “智慧城市”路灯管理系统的相关技术指导，帮助有关部门进行检修。 14 同时我们将坚持走产品多元化路线，更新原有产品品质，增加产品新 的特性，扩大产品的适用性，并不断研发设计新型产品。为了能在本产 品大规模应用后，让本系统能更好的适应市场需求，我们将根据客户的 需求为其定制一些相应的扩展功能，例如植入当地的地图，使操作系统 更简单；将管理系统的管理终端建立在 PC、平板、手机平台上，使操作 更简单便携；在固定节假日，根据需要重新设定路灯的开关时间等。同 时应客户需要增加 LED 路灯控制器的功能，达到产品多样化的目的。 我们也将继续提高产品质量标准，加强售后服务水平；提升和深化革 新企业产品的文化内涵，形成目标顾客对于产品内涵的认知，在促进公 司产品销量的同时，加强企业社会责任感，让我们的企业成为一个对社 会、对百姓负责的坚持节能环保的企业。 5.25.2 价格策略价格策略 受“绿色照明工程”的推动，近年来我国太阳能路灯市场一直保持持 续增长。太阳能路灯行业属于新兴行业，因此呈现出较快的发展速度。 从其市场规模来看，前瞻产业研究院发布的2015-2020 年全球太阳能路 灯行业市场前瞻与投资战略规划分析报告数据显示，2009 年，该行业 市场规模 5.32 亿元，2013 年则已超过 50 亿元，是 2009 年的 10 倍，可 见其发展速度之快。 这是一种与智能生活相关的智能化产品进入市场，并且产生的社会效 益和经济收益都会是极为可观的。我们公司的产品在同类产品中在价格 上具有一定的竞争优势，在前期我们将采用撇脂定价的方法，以高价进 入市场，力争凭借我们的产品优势形成主导产品，进而占据一定的市场 份额。 当然，为了提高产品价格的柔性，我们将针对不同情况采取渗透定价 15 策略，保持现有市场份额，促进销量。 第一，需求导向定价法。我们公司的”智能 LED 太阳能”路灯，推广使 用到市政道路，高速公路，桥梁，隧道灯公共照明环境之后，所带来的 经济效益和社会效益十分巨大。采用这套路灯设备，无排放无污染，不 需要城市供电，不怕水，不怕漏电，无触电危险，安装方便，使用灵活， 自动控制，完全智能化，无需专人管理。隐性的经济成本更是难以估量。 但是，推广这套设备最主要的还是需要人们对于我们产品的价值的理解 和认可，价格水平与理解价值处于同等水平才会有利于我们产品的销售。 第二，折扣让价策略。在进入市场占据到一定份额的时候，我们需要 设立中间商，扩大本公司设备的销量。为了鼓励中间商开展各种形式的 促销活动，我们实行推广让价，给予中间商某种程度的报酬。允许中间 商采用促销让价，刺激消费，扩大新一代产品的销售，生产厂家给予津 贴或减价作为报酬。 根据公司的发展规划，我们会将公司的销售市场划分为若干个价格区， 把同一个价格区域内的一些购买顾客群体的费用作为平均数计入产品的 价格，同一价格区域内实行统一价格，不同区域内实行不同价格。而且， 不同照明环境地点购买使用的我公司的产品也会因为使用频率、适用寿 命有所不同。当我们的产品创造出一定的市场空间，需求量加大，市场 价格也会随之变动,但总体价格会在平均价格左右波动，变化范围控制在 合理化的范围之内。 5.35.3 渠道策略渠道策略 通过为部分居民小区提供部分免费试用品，与其建立长期合作关系， 同时不断研发创新我们的产品，逐渐进入国内市场和国际市场，占据一 16 定市场份额，扩大产品销售量。我们采用直接渠道，直接针对各个地区 的市政工程设计部门开展销售活动。 我们的智能 LED 太阳能路灯控制系统的目标群体十分明确，销售渠道 比较单一。取得良好成效之后，借助这一平台再争取与其他省份的市政 工程项目部门进行合作。 公司在短的营销渠道基础上，扩张我们路灯控制系统的市场，可以培 训一些优秀的营销人员，直接对居民小区与景点，以及市内学校的新校 区、工厂的新厂区东湖高新技术开发区等地进行拜访，争取达成合作意 向。对于重大工程项目，我公司会派专人去进行技术指导，让合作伙伴 利益最大化，从而在照明路灯行业中赢得良好的信誉和口碑，提升我公 司的品牌形象和知名度。 5.45.4 商业广告商业广告 公司发展到第二阶段，我们将利用报刊、行业杂志、企业内刊、微博 媒体等途径作为传播媒介，向社会进行宣传推广，必要时候我们还会利 用大型道路工程的抢修、检修、铺设等提供短期的试用，帮助宣传推广 我们的智能 LED 太阳能路灯控制系统，逐步树立行业品牌和知名度。随 着信息时代的高速发展，我们公司在发展过程中，也会充分利用新兴媒 体的传播效应，开设公司的主页，进行产品的展示和功能介绍，并将使 用过的单位名称予以公示，将用户反馈的结果同时对外开放，增强公司 产品的可信度。我们会对采用我们产品的市政工程设计部门采取一些优 惠政策。此外，我们还会在其他相关的行业网站上面进行链接式的推广 销售，扩大我公司产品的销售量。 六、融资说明六、融资说明 6.16.1 资本结构及规模资本结构及规模 17 公司注册资本为 10 万人民币。其资本结构及规模如下： 资本结构表 2016 年 单位：万元 资本来源 资本规模 团队工业大学 三剑照明器 材有限公司 技术入股资金入股资金入股 合计 金额43310 比例40%30%30%100% 股本结构中，工业大学团队以技术入股形式入股占总股本的 40%，工业 大学以资金形式入股占总股本的 30%，三剑照明器材有限公司以资金形 式入股占总股本的 30%，以便迅速建立市场通路，降低经营风险。 6.26.2 筹资办法及运用筹资办法及运用 由于本公司处于初期阶段，在充分考虑和认真分析公司筹资的基本 要求、筹资成本和筹资风险后，公司决定通过以下渠道和方式来筹集资 金： （1）团队投资 4 万元，由相关科研经费资助。 （2）金融机构一年期借款 5 万，贷款利率 6%，用作流动资金。 （3）金融机构长期借款，根据市创业政策，可筹到为高校毕业生合伙 18 经营提供的无担保 2 年期长期贷款 10 万元，贷款利率 6.15%。 19 七七. 财务计划财务计划 1.完成开发所需投入： 开发设备、测试设备、工具需投入 5 万元。 试产小批量 200 套产品投入 2 万元。 2.达到盈亏平衡所需投入： 销售纯利润在 8 万元。 八八. 风险控制风险控制 1.价格与技术风险及防控措施 随着智能化家居等的快速发展，大量公司的涌入和高新技术的出现， 以及用户群体需求的变化，会对现有的产品形成冲击，在一定程度上造 成价格与技术风险。 防控措施： 本公司会通过与企业的合作，加快产品技术的升级与创新，并适当 调整价格，达到物美价廉的效果，从而降低这种风险。 2.市场风险及防控措施 目前 LED 太阳能路灯的应用市场都是传统的直充式的控制器，而加 入智能控制的路灯较少，技术上尚不成熟，这种兴起的智能化设备还处 于婴幼儿期。但是由于智能化的快速发展的趋势，相信我们的产品上市 能得到用户们的认可。所以在进入市场前期，销售风险相对来说不会太 大。 防控措施： 本公司通过准确的目标市场定位，展开同市路灯制造企业、政府的 合作，借助电视广告宣传、展销会产品演示、产品直销来降低和规避这 20 种风险。 3管理风险及防控措施 起步阶段，公司规模较小，员工数量不多，且本公司有一个团结的 管理团队，此种管理风险较小。随着公司规模的扩大，区域市场的增加， 销售代理和合作伙伴的增多，管理的复杂程度将会将会增加，同时管理 风险也相