应用风光互补
照明工程可行性报告
广州红鹰能源科技有限公司
一、前言
二. 建设风光互补路灯的意义
1、社会效益
2、经济效益
三、采用风光互补发电系统的条件
1、资源条件
2、工程条件
四、公路风光互补路灯设计方案
1、配置方案
2、工程设计方案
五、BT项目建设模式
一.前言
城市的道路照明和景观照明是一个城市的名片，许多城市景观照明的夜景成为城市的标志, 美观多彩的灯光把城市的夜晚装点得多姿多彩,不仅美化了城市环境,还促进了城市的旅游业发展。但城市的道路照明和景观灯是一个耗电大户，由于低压输电线路长，不仅路灯和景观灯耗电，输电线路上的耗电也很大,以至于很多城市的景观灯只在节假日亮灯,大大降低了景观灯的利用率。
采用风光互补发电系统给路灯和景观灯供电,完全不消耗常规电能,不需要输电线路的建设,彻底摆脱了对传统能源的依赖,是最清洁最环保的供电系统。但风光互补发电系统是一项高新技术产品,对产品质量和系统设计都有极高的要求。用户往往由于缺乏对产品质量的基本判断，导致很多项目的失败，给风光互补路灯及景观照明系统的推广应用带来了很大的障碍。
根据我们近5年来推广应用风光互补发电系统产品的经验，用户最大的担心是产品质量，成本和售后服务。如何消除用户的疑虑，是保证这项高新技术产业健康发展的关键。我们推出的BT建设模式,将从根本上消除用户的疑虑,从产品质量,系统运行的可靠性和售后服务保障机制上给用户保证,在成本上给用户分期付款的设计,减少用户的资金压力。
我们是风光互补路灯及景观照明系统技术的发明者和该项技术推广应用的开创者，我们保持着在该项技术领域国际领先的地位，正是这种在产品质量和系统集成技术上的优势，使我们具备了采用BT模式建设风光互补路灯及景观照明系统项目的条件和实力，
二. 建设风光互补景观照明系统的意义
1、社会效益
在城市推广应用风光互补路灯及景观照明系统，可以向市民和游客进行新能源知识的直观教育，迎风飞转的风车可给沿江沿湖公路一种动感的点缀，更能突显市政府崇尚环保、节能和新技术的执政理念。城市郊区道路和江滩公园的风光互补景观照明系统对美化城市、提高城市的品位都有非常积极的意义。
2、经济效益
由于常规的景观灯供电系统需要埋地电缆供电，还需要建设变电站，供电线路的建设成本很高，线路上消耗的电能也多。而风光互补发电不需要输电线路，不消耗电网电能，一次性投入略高的建设经费后即可一劳永逸地利用取之不尽用之不竭的风能与太阳能提供稳定可靠的照明电力，有明显的经济效益。
三、采用风光互补路灯的条件
1、资源条件
城市的沿江沿湖和郊区公路及公园有着丰富的风能和太阳能资源，全年都有很充足的风能和太阳能，特别是夏季的光照时间长强度高而冬季的风很大，风能和太阳能的时间互补性很强，为推广风光互补路灯及景观照明系统提供了极好的自然资源条件。
风光互补发电系统有着完善的储能系统，系统储满电后可保证3～5天的正常供电。在很多地区,一般风能丰富,日照时间又特别长，连续3～5天没有风也没有太阳的机会是很少的。所以，在城市的沿江沿湖和郊区公路及公园建设风光互补景观照明系统有很好的资源条件。
2、工程条件
风光互补发电系统的只需要做灯杆基础，不需要埋设电缆，公路和公园有较多空地可以建设灯杆基础。所以，城市的沿江沿湖和郊区公路及公园完全具备安装风光互补发电系统的条件，工程条件好。
四、系统设计方案
1、方案1: 风光互补路灯系统方案
设计依据：
年平均风速大于4m/s
太阳能资源Ⅱ类及以上可利用地区。
路灯功能描述：
亮灯时间及控制：
光源70W陶瓷金卤灯每天光控亮灯和关灯。
可靠性：系统在连续没有风和太阳能补充能量的情况下能正常供电3天。
结构：灯杆总高10米；灯高8米。
工程实景图：
系统配置：
部件
型号及规格
数量
备注
风力发电机
HY-400L/24V
1台
太阳能电池板
S-75DJ
2块
风光互补路灯控制器
WS24400
1台
蓄电池
150AH / 12V
2节
铅酸阀控免维护式
光源
70W 陶瓷金卤灯
1套
或适合光源
灯具
1套
自立式路灯灯杆成套
10米
1套
包含地脚笼、太阳能支架
电缆
1套
发电量计算
城市的太阳能资源按Ⅲ类可利用区（太阳能年辐射总量4500～5500 MJ/year），为安全计，取太阳能年辐射总量为4500MJ/year, 配置的太阳能板的日均发电量应为:
Q1 = 0.476KWH （取安全系数0.8）
由于公路装灯点的障碍物状况的不确定性，装灯点的年平均风速低估为3m/s,配置的风力发电机的日均发电量应为：
Q2 = 0.489KWH （取安全系数0.8）
风光路灯配置的日均总发电量为0.97KWH.
鉴于风能与太阳能的良好互补性，以年均资源换算而得的日均资源的可靠性良好，加之风光资源的计算值均取低值，并各考虑了0.8的安全系数，所得的日均发电量数据是安全可靠的。
（4）、用电量计算
每套系统配置选用70W陶瓷金卤灯1套，以每天亮灯10小时计算，灯具每天耗用电量为0.7KWH.
设计的配置方案能够满足路灯每天可靠亮灯10小时。
2 方案2:风光互补景观照明系统
采用每公里10套风光互补发电系统,每套系统为26个景观灯提供电力的设计方案
（1）、每套系统配置设计
系统配置采用一台3000W风力发电机、一组400W太阳能电池板、26只平均功率10W的LED景观灯以及4只200AH/12V铅酸阀控蓄电池，组成一支独立的风光互补景观照明。可保证每天可靠亮灯8--10小时。
（2）、配置清单
部件
型号及规格
数量
备注
风力发电机
HY-3000/48V
1台
太阳能电池板
100Wp / 12V
4块
蓄电池
200AH / 12V
4只
胶体免维护
灯具
LED10W
26套
含电子镇流器，灯头子
风力发电机控制器
W1只
太阳能及光源控制器
ST4820
1只
自立式路灯灯杆成套
1套
含地脚笼
电源箱
1只
放置蓄电池及控制器
附件
（3）、发电量计算
城市的太阳能资源按Ⅲ类可利用区（太阳能年辐射总量4500～5500 MJ/year），为安全计，取太阳能年辐射总量为4500MJ/year, 配置的太阳能板的日均发电量应为:
Q1 = 0.96KWH （取安全系数0.8）
由于公路装灯点的障碍物状况的不确定性，装灯点的年平均风速低估为3m/s,配置的风力发电机的日均发电量应为：
Q2 = 2.65KWH （取安全系数0.8）
风光路灯配置的日均总发电量为3.61KWH.
鉴于风能与太阳能的良好互补性，以年均资源换算而得的日均资源的可靠性良好，加之风光资源的计算值均取低值，并各考虑了0.8的安全系数，所得的日均发电量数据是安全可靠的。
（4）、用电量计算
每套系统配置选用10W LED灯26套，以每天亮灯10小时计算，灯具每天耗用电量为2.6KWH.
3、工程设计方案
系统电路原理图：
系统性能特点：
智能充、放电控制，可相对延长蓄电池的使用寿命；
工作模式：24小时定时模式；
负载开路及短路保护，并具有自动恢复功能；
采用专用芯片对钠灯进行恒功率、启动控制，具有过流、过电压保护，灯泡开路、短路保护；
防频闪双频工作模式，灯温补偿；
采用工业级芯片低功耗设计，可在高温、寒冷、潮湿的环境下可靠工作；
使用、维护简单方便，全自动控制。
五 BT项目建设模式
1 项目的设计
鉴于各地的风能和太阳能资源的差异和项目实施地环境条件的不同，每个项目都必须根据道路照明和景观照明国家标准的要求和项目实施地的环境条件进行设计，包括光源设计，景观照明效果设计，系统配置设计和安全性设计。合理的设计是保证项目成功的前提，也是保证设备长期可靠运行的关键。
2 项目的预算
在完成项目设计后，根据项目的系统配置进行项目的预算，包括设备投资预算，工程预算，售后服务成本预算和资金成本预算等。
在项目预算中,我们参照了传统常规路灯的预算方式,按工程预算的要求进行项目总投资的预算。下面是按2公里路灯的建设标准（常规路灯每2公里需要一台升压变压器），进行风光互补路灯与常规路灯的经济性对比：
风光互补路灯、常规路灯项目经济性对比
2公里常规市电路灯工程概算一览表
(以30m/盏×132盏=4000m（双向布置），使用时间9年为例)
序号
项目名称
项目细则及 使用情况
计算基数或工程量
金额
（万元）
1
箱式变电站
含入网、人工、材料等（30KVA/10KV）
1
2
管道人工挖土方
挖电缆沟
（350mm,深1m）
40
3
电缆敷设
主电源电缆
（四芯铜缆35mm2）
6000
杆内导线
20m/
共122盏
4
填土夯实接地等
包括夯实、运土、接地等9项
总路段折算2000m
5
措施项目
包括文明、安全施工、生产工具、风雨季增加费等10项
40
6
规费
核定劳保、保险、宝宝测定费
1+2+3+4＋5
7
灯杆
灯杆高10m共132根
132根
8
杆安灯装费
包括吊车台班费、人工工资
132盏
9
灯头行星型
132
10
户外路灯配电箱
户外防水型
2
11
电缆保护套
Φ89PV管
5200
12
镀锌钢管
Φ114.3×4.0
200
13
电缆接线手井
600㎜×800㎜×1300㎜
10
14
绝缘穿刺线夹
KZEP
249
15
光源
飞利浦250W灯泡122盏（每年更换一次）
9年用1098盏
16
镇流器
每盏灯1个共80个（每年更换一次）
9年用720个
17
触发器
每盏灯1个共80个（每年更换3次）
9年用2025个
18
开
关
箱
时控开关
每年更换1次
9年用9个
油开关
共用6个（每年更换1次）
9年用54个
保险盒
共用4个—（每年更换一次）
9年用36个
整体开关
使用9年
一次性
19
税金
按造价及税率计算
1~15+15~18
（15.16
20
运行管理维护费
包括修理费、机械费、人工工资
3+15+16+17（15.
21
路灯初次造价
340.93
22
路灯年电费
250Ｗ122盏
（每天运行10小时）
包括线损计算
250×122×10×365×1.13
×0.70÷1000
8.80
2公里风光互补路灯投资预算对比表
(以50m/盏×80盏=2000m，使用时间9年为例)
风 光 互 补 路 灯 成 本 分 析
序号
项目内容
型号及规格
单位
数量
路灯成本
备 注
1
风力发电机
300W
台
132
每套按28980元计算
总计
382.536万
2
太阳能电池组件
170W单晶硅
套
132
3
蓄电池
200AH/12V
台
264
灯泡寿命为8000小时
4
灯具
70W陶瓷金卤灯
套
132
5
风力发电机控制器
台
132
6
太阳能路灯控制器
台
132
7
自立式路灯杆成套
杆高10米
套
132
8
风光互补路灯基础
套
132
9
三芯电缆
米
1869
10
二芯电缆
米
3870
11
基础
1200㎜×1200㎜×1200㎜(包括人工、混凝土等)
个
132
12
灯杆安装费
包括吊车台班费、人工工资
盏
132
13
路灯初次造价
含第11项、第12项
14
路灯年电费
0万
常规路灯、风光互补路灯九年运行成本累计对比表
序号
运行成本细则
常规路灯
风光互补路灯
1
每年维护成本
2万
1.万
2
1年运行成本累计
10万
1.万
3
2年运行成本累计
30万
每1.5年更换一次灯泡
6.8万
每两年更换一次灯泡
4
3年运行成本累计
40万
7.8万
5
5年平均成本累计
70万
15万
6
7年平均成本累计
100万
58.万
每7年更换一次蓄电池
7
9年平均成本累计
130万
64.8万
常规路灯、风光互补路灯综合性能对比表
序号
项目内容
优 点
1
常规路灯
1、如果电网完备，前期投资成本较低。2、适合市区楼宇间供电。
2
风光互补路灯
1、不使用电网电量，平均每套每年节省电费约1200度（含电损），80套节省96000度，以平均每度电二氧化碳排放量0.687kg计算,则每年可降低二氧化碳排放量为65952kg
2、不用布线，施工方便。3、安全、容易维护。维护成本低。
序号
项目内容
缺 点
1
常规路灯
无电区电力管网投资成本大，增加电网负荷，增加二氧化碳排放量，加速温室效应，施工难度大，维护、防盗困难。
2
风光互补路灯
对安装环境有一定要求。
3 项目建设模式
为了配合城市加快道路照明和景观亮化工程的建设，我们在完成了项目设计和投资预算并得到业主确认后，签订项目建设合同和还款协议。由我们先投资完成项目建设，项目建成投入运行并验收后，业主方支付项目总投资的1/3款项，2/3的余款在今后的2---3年内还清。在还款期内，我们负责项目的运行维护和管理，同时对业主指定的路灯管理公司进行培训，以便在项目移交给业主后，能保证对项目的有效管理。
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