太阳能路灯配置及工作原理、市场分析报告

河北东旭投资集团 太阳能路灯介绍 太阳能研究所系统集成 河北东旭投资集团 太阳能概述 太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。 太阳能作为可再生清洁能源在当今的社会广受关注和青睐。 河北东旭投资集团 太阳能发电原理 太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应。能产生光电效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同。现以硅为例说明。 带正电荷硅原子旁边围绕着四个带负电荷的电子。可以通过向硅晶体中掺入其他的杂质，如硼、磷等来改变其特性。当掺入硼时，因为硼原子周围只有 3个电子，所以硅晶体中就会存在着一个空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成N型半导体。当掺入磷原子时，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成 P型半导体。 N型半导体中含有较多的空穴，而 P型半导体中含有较多的电子，这样，当 P型和 N型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是 PN结。当光线照射太阳能电池表面时， PN结中的 N型半导体的空穴往 P型区移动，而P型区中的电子往 N型区移动，从而在 PN结两侧集聚形成电位差。当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程就是光子能量转换成电能的过程。 河北东旭投资集团 太阳能发电原理图 河北东旭投资集团 1、 随着地球上资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓是无处不在。太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”的安全、环保新能源越来越受到重视。这样，太阳能灯具照明产品随着 太阳能 热水器普及之后应然而生，太阳能灯具一般都具有经济、环保、节能、安全、寿命长、安装时不需要布线、运行成本低、安装简便等特点。 2、 随着石油、煤炭等可利用发电的一次性能源过于开采，已接近枯竭，越来越紧缺，所以可再生绿色能源发电，作为一项可再生能源越来越受关注。太阳能发电更是受到各界人士的青睐。 太阳能作为路灯照明的绿色供电装置更是受到各界人士和政府职能部门青睐。太阳能路灯即将成为乡村道路和城市辅路照明的主体。 太阳能灯具概述 河北东旭投资集团 太阳能灯具应用现状 能源问题日益成为制约社会经济发展的瓶颈，世界能源安全危机意识进一步凸现时，具有“取之不尽、用之不竭、一次性投资、安全环保”优势的太阳能灯具必然会逐步替代传统灯具。 太阳能电池作为一种新能源，在民用方面首先应用在照明灯具上。目前，在西部光明工程，非主干道太阳能路灯，太阳能庭院灯和太阳能草坪灯，太阳能装饰灯等方面的应用已经逐渐形成规模。 太阳能灯具在学校、公园、住宅小区、别墅以及非主要交通道路上得到广泛应用。 河北东旭投资集团 近年，太阳能灯具因其环保节能的优势正在逐渐被大众接受，越来越多的城市开始试用这类产品。特别是电力紧缺的东部南部城市，更是走在了前面。以江苏省为例，太阳能草坪灯早在五年前就已经应用，这几年太阳能庭院灯开始代替传统电灯进入以别墅区为主的社区。太阳能公交站台灯也已经在上海、北京等地正式上岗，太阳能路灯则陆续在杭州、徐州、无锡、青岛、沈阳等各大城市扎根。 太阳能灯具现状阐述 河北东旭投资集团 太阳能灯具工作原理 太阳能灯具利用太阳电池组件发电，蓄电池储电，控制器控制蓄电池的充放电来工作的。控制器分为光控和光控 +时控两种。白天，当阳光照射到太阳电池组件表面，太阳电池的光伏效应产生电能通过控制器对蓄电池进行充电；夜晚，光线逐渐减弱，太阳电池的工作电压，工作电流不断下降，当工作电压小于控制器设定电压时，控制器启动负载，此时太阳能灯点亮，当设定的时间到达或环境光线过强时控制器自动关闭负载，太阳电池充电开始。由此不断循环。 太阳能灯具工作原理图 河北东旭投资集团 太阳能灯具的组成 系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、蓄电池、光源、灯头、控制器和灯杆几部分构成。 河北东旭投资集团 主要部件介绍 太阳能电池发电原理 太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现已晶体硅为例描述光发电过程。 P型晶体硅经过掺杂磷和硼砂可得N型硅，形成 P-N结。 河北东旭投资集团 主要部件介绍 太阳能光伏组件供应商及报价 英利能源：报价 15元 /峰瓦 捷宸阳光：报价 15元 /峰瓦 晶特姆： 报价 14元 /峰瓦 其他厂家报价都在 15-17元之间 河北东旭投资集团 控制器： 采用微电脑控制器，具有防过冲过放功能。有 12、 24、 48伏 10安 20安等型号，我们路灯应用中一般都是使用 12、 24伏10安和 20安两种。 能够自动防止蓄电池组 过充电和过放电 的设备。充放电控制器还应具有防止蓄电池外接短路保护、防止蓄电池断路保护、 防止太阳电池反接保护、在夜间防止蓄 电池向太阳电池放电等功能。还具有光控和时控功能，根据天空明暗程度，自动点亮或熄灭光源，也可对每晚工作时间进行设定。 主要部件介绍 河北东旭投资集团 系统电压 重量 尺寸 -25 50 环境温度 12.6V(SOC=50%) 过放恢复电压 11.5V(SOC=40%) 过放警告电压 11.1V(SOC=30%) 过放保护电压 14.7V或 15V 均衡充电电压 14.7V 快速充电电压 13.7V 最终充电电压 6mA 最大自消耗电流 10A 最大负载电流 50 10A 最大组件短路电流 50 控制器参数 主要部件介绍 河北东旭投资集团 主要部件介绍 北京创德科技： 12V10A、 24V10A通用报价 80元 /台 北京中海阳： 12V10A、 24V10A通用报价 85元 /台 北京盛日科技： 12V10A报价 80元 /台 北京汇能精电： 12V10A（ 80元）、 24V10A通用报价 90元 /台 北京远方动力： 12V10A （ 80元）、 24V10A通用报价 85元 /台 其他相关厂家报价基本都在 78元 -105元之间。 控制器供应商及报价 河北东旭投资集团 蓄电池 蓄电池是光伏系统中的储能部分。它把电池板转换的电能储存起来，供夜晚或阴雨天使用。 主要部件介绍 河北东旭投资集团 主要部件介绍 （ 1）循环使用寿命长； （ 2）充放电效率高； （ 3）自放电率低； （ 4）深放电能力强； （ 5）少维护或免维护； （ 6）工作温度范围宽，特别适合于较低温度条件的使用； （ 7）价格低廉 （ 8）便于安装。 用于太阳能灯具的蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。目前得到广泛适用的是阀控密封免维护高能铅酸蓄电池。 太阳能灯具对于蓄电池的基本要求 河北东旭投资集团 主要部件介绍 北京日泽广润： 圣阳蓄电池 12V38AH 345元 圣阳蓄电池 12V50AH 405元 圣阳蓄电池 12V65AH 495元 圣阳蓄电池 12V80AH 615元 圣阳蓄电池 12V100AH 660元 圣阳蓄电池 12V150AH 1220元 圣阳蓄电池 12V200AH 1510元 科电电池： KD 6FM12V38Ah 310元 KD 6FM12V65Ah 480元 KD 6FM12V80Ah 550元 KD 6FM12V100Ah 620元 KD 6FM12V120Ah 800元 KD 6FM12V150Ah 1020元 KD 6FM12V200Ah 1450元 蓄电池供应商及报价 伟博蓄电池： AGM12V38Ah 380元 AGM12V50Ah 435元 AGM12V65Ah 540元 AGM12V80Ah 580元 AGM12V100Ah 670元 AGM12V120Ah 780元 AGM12V150Ah 1090元 AGM12V200Ah 1340元 河北东旭投资集团 灯具光源的选择 一、光源的选择 1、太阳能道路照明应采用新型高光效灯具，不应采用白炽灯等光效偏低的灯具。 2、选择光源应符合下列规定： （ 1）快速路和对颜色识别要求不高的市郊道路宜采用低压钠灯或大功 率 LED或电磁感应无极灯； （ 2）主干路和次干路宜采用 LED或电磁感应无极灯； （ 3）支路和居住区道路，宜采用 LED、电磁感应无极灯、高效直流节能灯； 主要部件介绍 河北东旭投资集团 LED灯头供应商 山西光宇：主要以 LED光源为主；产品有路灯灯头、光矿灯、射灯、球泡等。 路灯灯头： 10瓦 -200瓦价格 420元 -3300元不等。 北京中海阳光电子：主要以太阳能光伏发电及 LED绿色照明产品为主； LED产品主要由，路灯灯头、工矿灯、球泡等。 路灯灯头： 15瓦 -160瓦价格 480元 -2800元不等。 勤上光电：主要以 LED照明产品为主。 产品涵盖整个 LED领域产品。 路灯灯头： 10瓦 -240瓦不等。 价格 450-3600元不等。 主要部件介绍 河北东旭投资集团 灯杆； 在城市道路和高速公路上大多数都采用 8至 10米的灯杆，在城市辅路及乡村道路上大多数采用 6米以下灯杆； 灯杆材质： 采用无缝钢管，镀锌喷塑。壁厚 3-4mm。 抗风能力： 可抗 10级大风。 主要部件介绍 河北东旭投资集团 灯杆厂家及报价 主要部件介绍 2500元 1500元 950元 4 2100元 1300元 850元 3.5 1800元 1100元 750元 3 2500元 1550元 1100元 4 2150元 1350元 950元 3.5 1850元 1150元 800元 3 2400元 1500元 950元 4 2100元 1200元 850元 3.5 1800元 1100元 750元 3 2350元 1500元 950元 4 1950元 1300元 850元 3.5 1750元 1100元 750元 3 2200元 1400元 850元 4 1800元 1150元 750元 3.5 1600元 960元 650元 3 2600元 1700元 950元 4 2100元 1500元 850元 3.5 1900元 1200元 750元 3 2400元 1600元 950元 4 2000元 1300元 820元 3.5 1800元 1100元 750元 3 2200元 1600元 950元 4 1850元 1200元 830元 3.5 1650元 1000元 750元 3 10米 8米 6米 壁厚（ mm） 河北华旭照明 高邮超越照明 没有细化，只是粗略报价 6米 780元； 8米 1050元； 10米 1500元 浙江宜兴强宇杠杆制造厂 没有细化报价，只是粗略报价 6米 800元； 8米 3.0厚 1000元 3.5厚 1080元 10米 4.0壁厚 1680元 河北东旭投资集团 优势 节能： 以太阳能光电转换提供电能，取之不尽、用之不竭； 环保： 无污染、无噪音、无辐射； 安全： 绝无触电、火灾等意外事故； 方便： 安装简洁，不需要架线或“开膛破肚”挖地施工、也没有停电限电顾虑； 寿命长： 产品科技含量高，控制系统、配件均是国际品牌、智能化设计，质量可靠； 品位高： 科技产品、绿色能源，使用单位重视科技、绿色形象提高、档次提升； 投资少： 一次性投资与交流电等价（交流电投资从变电、进电、控制箱、电缆、工程起），一次投资、长期受用； 适用广： 太阳能源源于自然，所以凡是有日照的地方都可以使用，特别适合于绿地景观灯光配备，高档次住宅及室 外照明，旅游景点海岸景观照明及点缀，工业开发区、工矿企业路灯，各大院校室外灯光照明。 河北东旭投资集团 优点 高亮度： 采用大功率太阳电池组件作为灯具的发电系统结合太阳电池板最佳角度设计，为大功 率光源提供充足能源，真正实现黑夜亮如白昼。 高质量： 先进的生产设备和检测设备，优质的原材料，从而保证质量的高可靠性和性能高稳定性。 高寿命： 太阳能灯具的寿命可达 15年以上，电池组件的寿命更是高达 25年。 高效节能： 利用太阳电池组件将太阳辐射能转换成电能，无需其它能源供给，零排放，无污染。 高智能化： 太阳能灯具的开关全部实现自动化控制，太阳能次干道路灯更可在夜晚行人少的情况下，降低光源的输出功率，以节省电能。 高安全性： 12V、 24V低压产品，对人体无伤害。灯体之间高强度连接，抗风强度高。 高方便性： 安装简便，无需开沟布线，可任意安装。 高适宜性： 太阳能照明系统提供的不仅仅是一种产品，而是根据顾客需要专门设计的一套解决方案。 河北东旭投资集团 太阳能灯具配置设计 设计基础资料 了解负载，确定负载功率、类型、工作时间、用电同时率等 了解当地情况 (1)了解当地纬度、辐照量、温度、最长阴雨天数、海拔等 (2)了解当地环境，电池板安装位置有无遮挡 系统配置计算 (1)根据负载情况计算出平均每天耗电量 (2)确定系统电压 (3)确定各种损失修正系数和系统余量 (4)通过公式计算系统总体配置 （太阳电池组件模数、蓄电池模数） 河北东旭投资集团 布灯方式和要求 1常规照明有单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、横向悬索布置和中心对称布置五种基本布灯方式 (1)单侧布置； (2)双侧交错布置； (3)双侧对称布置；(4)横向悬索布置； (5)中心对称布置 河北东旭投资集团 采用常规照明方式时，灯具的配光类型、布灯方式、安装高度和间距应满足下表 3、灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的 1/4，灯具的仰角不宜超过 15 。 布灯方式和要求 S4H H0.7Weff S3.5H H0.6Weff S3H H0.5Weff 对称布置 S4H H0.9Weff S3.5H H0.8Weff S3H H0.7Weff 交错布置 S4H H1.4Weff S3.5H H1.2Weff S3H HWeff 单侧布置 间距 S（ m） 安装高度(m) 距 S（ m） 安装高度H(m) 间距 S（ m） 安装高度H(m) 布灯方式 非截光型 半截光型 截光型 配光类型 注 :Weff为路面有效宽度 (m) 河北东旭投资集团 太阳能灯具控制方式 1、光控开光控关：傍晚当光线强度低于一定值时，光源自动点亮，清晨当光线强度高于一定值时，光源自动熄灭。 2、光控开时控关：傍晚当光线强度低于一定值时，光源自动点亮，开始计时，当达到预定关灯时间值时，光源自动熄灭。 3、时控开时控关：傍晚当达到预先设定开灯时间时，光源自动点亮，清晨当达到预先设定关灯时间时，光源自动熄灭。 4、傍晚凌晨开两端时控：傍晚当光线强度低于一定值时，光源自动点亮，当达到预定关灯时间时，光源自动熄灭；零晨当达到预定开灯时间时，光源自动点亮，清晨当光线强度高于一定值时，光源再自动熄灭。 5、主辅灯双路控制：光源分成主灯和辅灯两路，傍晚当光线强度低于一定值时，光源自动点亮，主辅灯均可分别进行关灯时间控制，以组合出主辅灯不同的工作模式。 河北东旭投资集团 太阳能灯具安装对地点的要求 (1) 太阳能灯具选址要求 1）根据路向和灯具光源位置，选择灯具光源朝向，满足路面最大照射面积。 2）太阳能路灯必须安装在光照充足，无遮挡的地方，太阳能电池组件朝向正南，保证电池组件迎光面上全天没有任何遮挡物阴影。 3）当无法满足全天无遮挡时，要保证上午 9:30-15:30间无遮挡。 4）太阳能灯具要尽量避免靠近热源，以防影响灯具使用寿命。 5）环境使用温度： -20 60度，比较寒冷的环境下使用，应适当加大蓄电池容量。 6）太阳能灯具的电池板上方不能有直射光源，以免使灯具控制系统误识别成白天导致误操作。 河北东旭投资集团 太阳能灯具与普通灯具的对比分析 *对比一 市电照明灯具安装复杂：在市电照明灯具工程中有复杂的作业程序，首先要铺设电缆，这里就要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。 太阳能灯具 安装简便： 太阳能灯具 安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。 *对比二 市电照明灯具电费高昂：市电照明灯具工作中有固定高昂的电费，要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。 太阳能灯具 免电费： 太阳能灯具 是一次性投入，无任何维护成本，三年可收回投资成本，长期受益。 *对比三 市电照明灯具有安全隐患：市电照明灯具由于在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面带来诸多安全隐患。 太阳能灯具 没有安全隐患； 太阳能灯具 是超低压产品，运行安全可靠。 河北东旭投资集团 以北京某地 5公里长路宽 20米，需安装路灯为例说明。按两灯间距 40米，采用两侧对称排列布灯，共需路灯250盏：普通灯具报价 5000元 /套，每个杆灯设 1个检查井；太阳能路灯报价 11000元 /套，按使用寿命 15年进行分析对比。 太阳能灯具与普通灯具的对比分析 河北东旭投资集团 实际灯具布局图 河北东旭投资集团 夜景图 河北东旭投资集团 872.75万元 340万 合计 工作电压为交流 220V，能较稳定，需常年维护。但存在遇洪涝灾害及阴雨天易发生漏电亡人事故。同时易受停电、限电影响。 工作电压为直流 12V、 24V，绝对安全，性能稳定，不会发生触电事故。 安全性能 灯光源为 500W钠灯，每天工作 8小时则每天耗电为 4度，按每度电 1元计算，则 15年共耗电费为： 4 250 365 15 1= 547.5万元 维护费用：灯光源 70元 8次 250=14万元 .此外还包括控制系统的部件更换，及专门的管理送电人员的工资等费用计为 10万元 （计 571.5万） 蓄电池更换： 1600 250=40万 维护费用 1、地埋电缆： 35 40 250=35万 2、挖沟回填： 15 40 250=15万 3、 100mm布纹管： 25 40 250=25万 4、检查井： 300 250=7.5万 5、配电设备（开关、定时器、保险器、机箱、电力增容、架设电力变压器等）每盏均摊3000元 3000 250=75万 总计： 157.5万元 无 配套费用 125万 10%=12. 5万 760 250=19万 安装费用 5000 250=125万 11000 250=275万 灯具价格 普通灯具 太阳能灯具 对比项目 灯具类型 灯具经济分析对比 河北东旭投资集团 1、就产品本身价格和首次投入费用而言，太阳能灯具比普通灯具造价要高。 2、若按使用寿命 15年把运行费用和路灯维护费用考虑进去的话，太阳能灯具在寿命周期内所发生的总费用要比普通灯具的总费用要低。且规模越大，普通灯具安装的相关费用越高，如把电力增容费用、架设电力变压器、光源的功率因数补偿耗能、电力电缆、远距离线路功率损耗及灯具开启控制系统和管理人员工资等相关费用考虑进去的话实际费用要远大于本表预计费用。 3、运行维护费用，普通灯具明显高于太阳能灯具，而且会随着使用时间的增长而越来越高（电费、人工等）。 4、安全稳定性，太阳能灯具免维护，绝对安全，不会发生触电事故且可通过改变控制方式来增强其稳定性。而普通灯具相对安全，性能较稳定，需常年维护，且存在遇洪涝灾害及阴雨天易发生漏电亡人事故。同时易受停电、拉闸限电等因素影响而不能正常使用，且随着我国能源电力供应日益紧缺，这种情况今后会频繁发生且日益突出。 综上所述，太阳能灯具节省投资，高性价比的特点是相当明显的，使用绿色、环保、可再生能源，一次投入，长期受益。在城市广场、海滨浴场、高档的别墅区等照明工程上，太阳能灯具将作为优选的灯饰灯具受到投资商的青睐。 灯具经济分析对比 河北东旭投资集团 环境效益分析 太阳能灯具之安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等固有的特性将为市政工程的建设直接带来明显可利用的优势。 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，是否具有超越其他产品的社会效益有直接的关系。太阳能技术和产品的出现，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拟的，其生命力必将是旺盛而持久的。 综上所述，太阳能照明产品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，太阳能产品将改变过去 “叫好不叫座 ”的局面，迎来新的辉煌。 太阳能灯具的寿命比普通电力灯具的寿命要高很多，如太阳能灯具的主要部件 -太阳能电池组件的使用寿命 25年；低压钠灯的平均寿命 18000h；低压高效三基色节能灯的平均寿命 6000h；超高亮 LED的平均寿命大于 50000h；太阳能专用蓄电池的寿命， 50AH以下 2-5年； 55-150AH的3-7年。 河北东旭投资集团 路灯模块化设计配置表 100瓦光源 6-8小时照明 太阳能组件： 320Wp LED光源： 100W 微电脑控制器： 24V20A 蓄电池： 12V200Ah两块 灯杆（含支架） 地笼、线缆配件： 报价： 19375元 120瓦光源 6-8小时照明 太阳能组件： 380Wp LED光源： 120W 微电脑控制器： 24V20A 蓄电池： 12V200Ah两块 灯杆（含支架） 地笼、线缆配件： 报价： 21359元 配置报价同上 配置同上 报价 :10060元 配置同上 报价： 5505元 50瓦光源 6-8小时照明 太阳能组件： 160Wp LED光源： 50W 微电脑控制器： 24V10A 蓄电池： 12V100Ah两块 灯杆（含支架） 地笼、线缆配件： 报价： 9830元 25瓦光源 6-8小时照明 太阳能组件： 80Wp LED光源 ： 25W 微电脑控制器： 12V10A 蓄电池： 12V100Ah 灯杆（含支架）： 地笼、线缆配件： 报价： 5425元 40瓦光源 6-8小时照明 太阳能组件： 125Wp LED光源： 40W 微电脑控制器 :24V10A 蓄电池： 12V80Ah两块 灯杆（含支架） 地笼：线缆配件： 报价： 8587元 30瓦光源 6-8小时照明 太阳能组件： 100Wp LED光源 ： 30W 微电脑控制器： 12V10A 蓄电池： 12V120Ah 灯杆（含支架）： 地笼、线缆配件： 报价： 6060元 灯杆高 10米 灯杆高 8米 灯杆高 6米 样式 以下配置根据当地日照时数调整照明时间 河北东旭投资集团 80瓦 LED光源 每天 6-8小时照明 太阳能组件： 320Wp 控制器： 24