公路照明系统由低压电源线、低压配电线、灯杆、光源和灯具及( )组成。
A 、一高压电源线
B 、低压电缆
C 、配电箱
D 、中继器箱
【正确答案:C】
第一条 为加强城市道路照明设施的管理,确保城市道路照明设施完好,充分发挥城市道路照明作用,促进城市现代化建设,根据国家、省有关规定,结合本市实际,制定本办法。第二条 凡在本市城市规划区内从事城市道路照明设施规划、设计、建设、施工、维护、管理和使用城市照明设施的单位、个人,必须遵守本办法。第三条 本办法所称城市道路照明设施是指用于城市道路(含街路、胡同、住宅小区、桥梁、隧道、公共停车场)、广场、公共游园、绿地等处的路灯配电室、照明专用变压器、配电箱、灯杆、灯具、地上地下管线、检查井及照明附属设备等。第四条 市市政公用行政管理部门是城市道路照明设施的主管部门。
市道路照明设施管理机构负责城市道路照明设施的日常管理工作。第五条 任何单位和个人都有义务保护城市道路照明设施,有权制止和举报违反本办法的行为。第六条 城市道路照明设施的规划、建设和改造计划,必须依据城市总体规划,纳入城市基础设施建设、改造规划和年度建设计划,报市人民政府批准后,由城市道路照明设施管理机构负责组织实施。第七条 城市道路照明设施建设和改造的资金来源:
(一)新建、改建城市道路照明设施,由市政府按城市建设计划安排;
(二)新建住宅小区及与其配套的城市道路照明设施,由开发建设单位承担;
(三)通过其他方式筹集。第八条 城市道路照明设施的维护费用和电费纳入市财政年度计划。第九条 城市改造、综合开发、住宅建设中的城市道路照明设施,建设单位必须按照城市道路照明标准进行配套建设,应采用经济实用新光源、新技术和新设备,并与主体工程同步施工,经市市政公用行政管理部门组织竣工验收后方可交付使用。第十条 城市道路照明设施工程必须由具有相应资质的单位进行设计、安装和施工。第十一条 城市道路照明设施中的灯杆,分为专用杆和合用杆。符合城市道路照明设施条件的电力杆,在不影响其功能的前提下应当予以利用。第十二条 任何单位和个人投资建设和改造的城市道路照明设施,由投资者或产权人自行管理。需移交城市道路照明设施管理机构维护管理的,应经城市道路照明设施管理机构同意,并符合下列条件:
(一)符合城市道路照明安装及施工质量标准;
(二)按有关规定提供必要的维修运行条件。第十三条 城市道路照明设施的维护和管理必须严格执行城市道路照明设施养护、维护技术规范和操作规程,采取有效措施保障城市道路照明设施的完好和运行正常,使亮灯率达到95%以上。第十四条 城市道路照明设施应遵循节能、环保等原则,可根据具体情况,采取下列方式运行和管理:
(一)根据道路的行人、车辆流量等因素实行分时照明;
(二)对气体放电灯采用无功补偿;
(三)采用先进的停电、送电控制方式;
(四)推广和采用高光效光源、逐步取代低光效光源;
(五)采用节能型的镇流器和控制电器;
(六)定期对照明灯具进行清洗,提高照明效果;
(七)其他行之有效的节能措施。第十五条 政府投资建设的城市道路照明设施,由市道路照明设施管理机构负责养护、维修。第十六条 在城市道路照明设施上不得擅自安装和悬挂各类物品。确需安装、悬挂的,需经市容行政主管部门同意后,方可实施。经允许在路灯灯杆上安装或悬挂宣传广告品的,必须遵守下列规定:
(一)按批准的地点、数量、规格、时限要求使用灯杆;
(二)设置和制作单位负责对安装或悬挂物进行维护管理,保证其完好、整洁、美观;
(三)安装或悬挂物造成城市道路照明设施破损的,予以经济补偿。第十七条 任何单位或个人不得擅自接用路灯电源。确需接用的,必须向市市政公用行政部门提出书面申请,办理相关手续后方可使用。第十八条 因建设需要必须拆除、移动和改动城市道路照明设施或影响其完好和正常运行的,建设单位必须事先提出拆除、迁移、改动申请,经城市道路照明设施管理机构同意,并由其负责迁移或拆除,费用由申请单位承担。第十九条 因过失损坏城市道路照明设施的单位和个人,应当保护事故现场,防止事故扩大,及时通知城市道路照明设施管理机构组织抢修,并由责任人承担赔偿费用。
太阳能路灯由以下几个部分组成:太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳,有的还要配置逆变器。
1、太阳能电池板
太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分,也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送至蓄电池中存储起来。太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。工作原理和二极管类似。只不过在二极管中,推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场,而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率,大约是光伏电池效率大约是单晶硅13%-15%,多晶硅11%-13%。目前最新的技术还包括光伏薄膜电池。
2、太阳能控制器
太阳能灯具系统中最重要的一环是控制器,其性能直接影响到系统寿命,特别是蓄电池的寿命。控制器用工业级MCU做主控制器,通过对环境温度的测量,对蓄电池和太阳能电池组件电压、电流等参数的检测判断,控制MOSFET器件的开通和关断,达到各种控制和保护功能。皇明智能型太阳能灯具控制器能为蓄电池提供全面保护,使蓄电池更能可靠地长久工作。
太阳能照明原理、组成及控制系统 2010年01月21日 作者:胡兴军 来源:《中国电源博览》第106期 编辑:李远芳
3、蓄电池
由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定,所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则:首先在能满足夜晚照明的前提下,把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要,蓄电池过大,一方面蓄电池始终处在亏电状态,影响蓄电池寿命,同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷(路灯)相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上,系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20~30%,才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日耗量高6倍以上为宜。
4、光源
太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标,一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED光源。
LED灯光源,寿命长,可达1000000小时,工作电压低,不需要逆变器,光效较高,国产50Lm/w,进口80Lm/w。随着技术进步,LED的性能将进一步提高。笔者认为LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。
目前多数草坪灯选用LED作为光源,主要利用太阳能电池的能源来进行工作。当白天太阳光照射在太阳能电池上,把光能转变成电能存贮在蓄电池中,再由蓄电池在晚间为草坪灯的LED(发光二极体)提供电源。LED节能、安全、寿命长,工作电压低,非常适合应用在太阳能草坪灯上。特别是LED技术已经经历了其关键的突破,并且其特性在过去5年中有很大提高,其性能价格比也有较大的提高。
5、灯杆及灯具外壳
灯杆的高度应根据道路的宽度、灯具的间距,道路的照度标准确定。灯具外壳根据我们收集了许多国外太阳灯资料,在美观和节能之间,大多数都选择节能,灯具外观要求不高,相对实用就行。
二、太阳能路灯照明控制系统
1.系统结构
太阳能路灯微机监控系统由微机主控线路、太阳能电池板、蓄电池充放电器、蓄电池组、LED光源驱动和LED灯等几部分组成。系统组成结构如图1所示:
(1)微机主控线路
微机主控线路是整个系统的控制核心,控制整个太阳能路灯系统的正常运行。微机主控线路具有测量功能,通过对太阳能电池板电压、蓄电池电压等参数的检测判断,控制相应线路的开通或关断,实现各种控制和保护功能。
(2)充电驱动线路
充电驱动线路由MOSFET驱动模块及MOSFET组成。MOSFET驱动模块采用高速光藕隔离,发射极输出,有短路保护和慢速关断功能。选用的MOSFET为隔离式、节能型单片机开关电源专用IC,驱动LED的全电压输入范围为150V~200V,输出电流为8A~9A。输入电压范围宽,具有良好的电压调整率和负载调整率,抗干扰能力强,低功耗。
本系统通过充电驱动线路完成太阳能电池组向蓄电池的充电,电路中还提供了相应的保护措施。
(3)LED驱动线路
由IGBT驱动模块及MOSFET组成,实现对路灯亮度的调节及路灯的开关。
(4)太阳能电池组
太阳能电池组由太阳能电池单体(工作电压约为0.5V,工作电流约为20~25mA/cm2,面积为10cm×10cm)以串、并方式连接成组件,一个标准组件包括36片单体,使一个太阳能电池组件大约能产生17V的电压,成为一个额定电压为12V的蓄电池池组。当应用系统需要更高的电压和电流组件时,可把多个组件组成太阳能电池方阵,以获得所需要的电压和电流。
太阳能电池在整个系统中的作用有两个:其一是把太阳光转化为电能,即白天时,太阳能电池给蓄电池充电;其二是太阳能电池作为系统的光控元件,从太阳能电池两端电压的大小,即可检测户外的光亮程度,也就是从太阳能电池电压的大小来判断天黑和天亮及LED照明光源的亮度。
(5)蓄电池组
由于从光伏阵列得到的能量不总是与电子负载的需求相符,当光伏阵列本身不能提供足够的功率时,蓄电池仍能使负载工作。如果电子负载需要在夜间或在多云或阴天时工作,就需要能量的存储。蓄电池存储能量的大小设计为自主运行期间满足平均每日电子负载的需求。一般来说,应能储备5~7天的夜间照明用电量。蓄电池是整个太阳能路灯系统的关键部分,它是整个太阳能系统的储备能源设备,白天时太阳电池给蓄电池充电,晚上,系统和负载所用电全部由蓄电池来提供,其次,阴雨天的供电也要靠蓄电池来完成。在独立光伏系统中,由光伏阵列产生的电能不总是在电能产生的同时加以使用,所以在多数独立光伏系统中需要蓄电池。
(6)通信装置
由无线数传模块组成。无线数传模块支持GPRS,带有RS-232接口,通信距离达100米,抗干扰性强,不受广播电视,移动通信干扰,实现相邻路灯终端之间的通信。
2.功能控制
(1)太阳能路灯控制器的基本要求
太阳能路灯由多个LED灯串联而成,路灯照明系统不但消耗大量的电能,而且还需要投入巨额的日常维护费用,给城市带来电力供应和财政支出的双重压力。制定“按需照明”的供电策略可以缓解这一矛盾。通过编程可以实现对分布在城市繁华路段的路灯机动灵活的控制,可在任意时间段内通过PWM方式实现开关控制,以达到既烘托城市灯光气氛的目的。控制基本要求如下:
1)对前半夜与后半夜的亮度进行控制,控制比例依情况而定;
2)开启单边路灯策略,即蓄电池现有电量只供一路路灯照明,另一路路灯关闭;
3)半夜灯策略,即前半夜开灯,后半夜关灯,蓄电池现有电量只供前半夜照明使用。
太阳能路灯都是以自然光线的强弱来控制照明灯具的开关,这些光控太阳能照明系统的优化设计是系统长期可靠运行的前提。系统容量可以根据当地的地理位置、气象条件和负载状况做出最优化设计。但是由于季节因素,冬天太阳辐射要比夏天少,太阳电池阵冬天产生的电量比夏天少,可是冬天需要照明的电量却比夏天多,从而使照明系统的发电量与需电量形成反差,依然难以平衡月发电量盈余和耗电量亏损。为了提高照明系统发电量的利用率,克服系统缺电带来的不足,在太阳能照明系统的发展中,人们不断的对照明系统常用的控制模式进行分析,设计各种实际可行的工作模式,同时光源技术也在不断的更新换代中,蓄电池的充电模式也在不断的研究探索中有效利用率越来越高,因此在太阳能各个组成部分的发展和协调中,太阳能照明系统正在不断地趋于完善。
根据太阳能路灯系统的特点,路灯运行要兼顾蓄电池剩余容量的影响。当路灯正常开启时,根据蓄电池剩余容量检测法得到当前蓄电池容量,通过查询后得到蓄电池将要维持的供电时间,平均使用蓄电池现有电量,同时根据当晚可使用的蓄电池电量对路灯照明方式灵活控制,合理使用蓄电池现有电量。
(2)蓄电池充放电控制功能
蓄电池充放电控制是整个系统的重要功能,它影响整个太阳能路灯系统的运行效率,还能防止蓄电池组的过充电和过放电。蓄电池的过充电或过放电对其性能和寿命有严重影响。充放电控制功能,按控制方式可分为开关控制(含单路和多路开关控制)型和脉宽调制(PWM)控制(含最大功率跟踪控制)型。开关控制型中的开关器件,可以是继电器,也可以是MOS晶体管。脉宽调制(PWM)控制型只能选用MOS晶体管作为其开关器件。本系统采用脉宽调制控制器方式,并选用MOS晶体管作为开关器件。当白天晴天的情况下,根据蓄电池的剩余容量,选择相应的占空比方式向蓄电池充电,力求高效充电;夜间根据蓄电池的剩余容量及未来的天气情况,通过调整占空比方式进而调节LED灯亮度,以保证均衡合理使用蓄电池。
此外系统还具有对蓄电池过充的保护功能,即充电电压高于保护电压(15V)时,自动调低蓄电池的充电电压;此后当电压掉至维护电压(13.2V)时,蓄电池进入浮充状态,当低于维护电压(13.2 V)后浮充关闭,进入均充状态。当蓄电池电压低于保护电压(11V)时,控制器自动关闭负载开关以保护蓄电池不受损坏。通过PWM方式充电,既可使太阳能电池板发挥最大功效,又提高了系统的充电效率。本设计对蓄电池的反接、过充,过放具有相应保护措施。
(3)太阳能路灯运行方式控制功能
高亮度大电流LED灯,由于相同亮度的情况下,比白炽灯省电约90%,得到了广泛的应用,现已有逐渐替代常规照明灯的趋势。
太阳能路灯由多个LED灯串联而成,亮度通过PWM方式可调,即通过EN端改变流经LED的电流,从而调节LED灯亮度,电流强度可以从几毫安到1安培,最终使LED灯达到预期的亮度。
PWM信号可由微控制器产生,也可由其它脉冲信号产生,PWM信号可使通过LED灯的电流从0变到额定电流,即可使LED灯从暗变为正常亮度。PWM占空比越小(高电平时间长),亮度越高。利用PWM控制LED的亮度,非常方便和灵活,是最常用的调光方法,PWM的频率可从几十Hz到几千KHz。
PWM调光是通过控制MOSFET晶体管实现的。由于本系统路灯单元采用的电压是由几个蓄电池串联产生的,所以选用MOSFET晶体管时,首先要考虑MOSFET的耐压,本系统要求MOSFET的耐压要高于40V;其次,根据驱动LED灯电流的大小,选择MOSFET的IDS的最大电流。在直流供电情况下,首先考虑的是IDS最大电流值和RDS值。一般情况下,应选用MOSFET的IDS最大电流是LED灯驱动电流的5倍以上;另外还要选择MOSFET的内阻要小;LED驱动电流越大,RDS应越小,RDS越小,变换效率越高。
城市太阳能路灯是和人民生活密切相关的公共设施,它在一定程度上反映了城市的繁荣程度及发展水平。在过去很长一段时间内,路灯的更新多是局限于其照明部分,随着城市及电子技术的发展,城市路灯系统经历了手工控制、自动定时/光电控制、计算机程序控制的发展过程。用计算机来实现城市太阳能路灯系统的自动控制,对于提高城市的现代化管理水平,节省人力、物力,都具有良好的经济和社会效益。通过有效的调节灯光开关时间,能够极大地提高了路灯系统的工作质量和工作效率,为城市照明系统的运行、维护、扩展、提供全面的解决方案和强有力的技术支持,提高了城市照明运行管理水平。
1、太阳能电池板 太阳能电池板是太阳能路灯的中心组成部分,它将太阳的辐射能转化为电能然后转移至蓄电池贮存起来.比拟有用的太阳能电池板首要有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池以及非晶硅太阳能电池三种.在光线足够的区域选用多晶硅太阳能电池比拟好,在光线相对不是很足够的区域选用单晶硅太阳能电池比拟好,而在室外阳光缺乏的当地选用非晶硅太阳能电池比拟好。
2、蓄电池 蓄电池的首要效果是贮存电能,以抵偿太阳能光伏发电体系的输入能量极不安稳的缺点。蓄电池首要有铅酸蓄电池、Ni_H蓄电池、Ni-Cd蓄电池。
3、太阳能路灯专用控制器 在一个太阳能路灯中,必不可少的一个组成部分就是太阳能控制器。太阳能控制器的首要效果是为了维护蓄电池,经过约束蓄电池充放电条件来避免蓄电池深度充放电,在温差比拟大的当地,太阳能控制器还要具有温度抵偿功用。
4、发光体 发光体是太阳能路灯能否正常运用的重要目标,通常太阳能路灯选用的发光体有LED、低压钠灯、低压节能灯等等.其间LED灯寿命长,作业电压比拟低.是当前太阳能路灯使用的最广泛的发光体。
5、灯杆及灯具外壳 灯杆高度确实定要依据路途的宽度、路途的照度规范和两灯具的距离.灯具外壳需求不是很高,首要是节能,比拟有用。