《风光一体化节能路灯[★]》.pdfVIP

精品文章

《风光一体化节能路灯[★]》

风光一体化节能路灯

第十二届“挑战杯”省赛作品

小类：

信息技术

大类：

科技发明制作a类

简介：

风光一体化节能路灯，一种节能、环保、绿色的自然能路灯，属于电器用品。该路灯

在路灯杆的一侧装太阳能电板、在路灯杆的顶端安装一风力发电机和一套发光体、路灯

杆底座安装一蓄电池组和中央控制系统。风光一体化路灯能够充分利用自然能量，白天

自动关闭，夜晚自动开启，使路灯照明供电自给。具有安装简便、维护费用低、低压无触

电危险等优点。适用于高速公路、城市道路、住宅小区、村庄园及各种公园、码头等公

共场所。

详细介绍：

精品文章

风光一体化节能路灯以风光互补供电为主题，把太阳能电池和风力供电结合在一起，

为蓄电池充电从而为发光体供电。在路灯杆的一侧装太阳能电板、在路灯杆的顶端安装一

风力发电机和一套发光体、路灯杆底座安装一蓄电池组和中央控制系统（包括光控开

关、变流器、恒压恒流器和控制调节器）。对于几点关键技术创新略述如下

1、风机设计思路有资料可得升力型风机效率高但低风速启动困难，而阻力型低风速易

启动但风机效率低，试图结合二者的优点.同时利用离台器，设计出一种新型风机模型，如

同骑自行车，无风踩脚踏板前进，有风不踩脚踏板前进。阻力型（s）风叶装置在风机顶部.

用于低风速下启动发电。由两组互差90度角的s型风叶共垂直轴叠放而成。在低风速非集

中风向的情况下.定义风力机的单位宽度s型风叶能够自启动从而带动下部h型风叶的旋

转。输出功率值.它等于风力机的输出功率p风力机的水平宽度l的比值。计算两叶片水

平轴和阻力型（s）型风力机得到的单位宽度输出功率值。可以看出，在同样条件下，设计

合理的阻力型（s）风力机的单位宽度输出功率近远大于水平轴风力机，具有明显的优越性。

h型风叶装置在风机中部，由互差120度的三叶片组成，选择三叶片组可明显降低扭矩

波动的影响且平衡性较好.每叶片可由小短杆调节垂直翻转角度，以达到最佳旋转状态。

h型风叶制造起来比阻力型（s）式型风机简单得多。同时三叶片设计可接受来自各方向

的风，不需要昂贵的偏航系统，其自身低风速不启动的缺憾己被上部的s型风叶弥补在低

风速的时候，s型叶片先开始转动，通过超越离合器带动h型风时转动，随着风速遥渐增

大.h型页片转速迅速增大-远大于s型叶片转速-超越离合系统保证了“一轴两速”的效果。

风叶的设计较好地解决了h型风机低风速不启动的问题，实现了s型机和h型风机的优势

互补。（2）风叶结构简单，无变截面，扭曲等复杂叶形，易批量生产，降低生产成本，突

破国外专利垄断水平轴风叶制造的局面。3）发电机位置距地表较低，易于维修和并网。（4）

全方位接收来风，无需偏航系统和调向装置，降低了架机难度和运行成本。

2、电池选用电池：电池磷酸铁锂蓄电池，规格为38ah工作电压24v。磷酸铁锂动力

精品文章

电池七大优势：

一、超长寿命，长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，同质量的铅酸电池是“新

半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就1—1.5年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件

下使用，将达到７－８年。综合考虑，性能价格比将为铅酸电池的4倍以上。

二、使用安全，磷酸铁锂完全解决了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题，钴酸锂和锰酸

锂在强烈的碰撞下会产生爆炸对消费者的生命安全构成威胁，而磷酸铁锂以经过严格的安

全测试即使在最恶劣的交通事故中也不会产生爆炸。

三、可大电流2c快速充放电，在专用充电器下，

1.5c充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2c，而铅酸电池现在无此性能。

四、耐高温，磷酸铁锂电热峰值可达350℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。

五、大容量。

3、太阳能—500℃电池太阳能电池。采用多晶硅多晶硅太阳能电池多晶硅太阳电池的

制作工艺单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，

其光电转换效率约12％左右（202x年7月1日日本夏普上市效率为14.8%