周自强
(运城市规划设计院，山西运城 044000)
1 概况
运城盐池，亦称盐湖、银湖。位于运城市南，中条山下，浇水河畔。总面积为130 km2，全国有名的产盐地之一。盐池有着丰富的自然资源，它的光照资源仅次于新疆柴达木盆地，最高气温42.6℃;全年日照小时数平均2 400 h～3 000 h;盐池常年刮着强烈的南风，风速达3 m/s～20 m/s。
本次修建环湖路段是围绕盐池北侧的一条旅游路，道路全长4 300 m，红线宽40 m，采用三块板形式。其中：机动车道16 m，双向四车道，隔离带3 m×2，非机动车道4 m×2，人行道3 m×2。设计标准为城市次干道一级。
环湖路周边地势比较开阔，无论阳光和风都不会受到高大建筑物的遮挡，具备采用风光互补路灯的良好条件。为了有效地利用本地的自然资源，我们采用了新型的风光互补照明系统，双侧对称布置在隔离带中。
2 风光互补路灯设计
风光互补路灯及风光互补景观射灯只需要做灯杆基础，不需要埋设电缆，风光互补照明系统是解决道路照明的一种理想的自供电系统，是一种造型美观的环保产品。
垂直轴风光互补路灯安装于运城市环湖路两侧绿化带上，满足机动车道及人行道路照明的要求。路面照度：平均照度：15 lx，均匀度0.35。眩光限制阈值增量10%，环境比0.5。路灯间距30 m一盏。
经过计算，整个系统我们将采用一台300 W垂直轴风力发电机、两块150 W太阳能电池板组成发电部分，一套70 W的LED灯作为主光源，一套30 W的LED灯作为辅光源，一套风光互补路灯控制系统组成控制单元，2台200 AH/12 V铅酸阀控蓄电池作为蓄能部分，以及灯杆、电缆等配件组成一套独立的风光互补路灯(见表1)。
表1 风光互补路灯
3 各部分的技术要求
3.1 LED灯具设计技术要求
外壳：高压铸铝材质，外形线条需流畅，并能有效降低风阻;
表面处理：能适应气候变化，能耐腐蚀，机械强度高;
灯罩：耐热防破坏强化玻璃罩，弧面可自行清洁，高强度、透明度高的安全玻璃;
防护等级：不低于IP65;
电气绝缘等级：不低于Ⅰ级;
发光效率：不低于75 lm/W;
结构：灯具结构应设计科学合理，无需工具开启，便于维护及更换光源;
灯具外形：实物外观线条流畅，美观。
3.2 灯杆设计技术要求
灯杆外形采用高可靠性风光互补路灯结构。
1)材质：钢材材质为Q235高强度钢，确保热镀锌的强度和附着力，表面美观、不发黑。
壁厚不小于5.0 mm(按Q/BQB 303标准，Si≤0.04%)。
2)焊接工艺：采用氩气保护焊接，整个杆体应无任何一处漏焊，焊缝平整，无任何焊接缺陷。
3)电器门：a.门采用等离子切割;应与杆体浑然一体，且结构强度要好。b.具备合理的操作空间，门内具有电器安装附件。c.门与杆之间缝隙应不超过1 mm，具备良好的防水性能。d.有专用紧固系统，具备良好的防盗性能。e.电器门应有较高的互换性和可靠的防盗措施。
4)热镀锌工艺：采用热浸镀锌内外表面防腐处理，符合GB/T 13912-92标准，镀锌表面应光滑美观。
5)喷塑工艺：喷塑采用进口优质塑粉，符合ASTM D3359-83标准。
6)设计：a.灯杆圆度标准控制在不大于6.35 mm。b.灯杆为连续性钢结构，造型流畅和谐，无横向焊缝，密封灯杆并包顶端以防水气进入。c.垂直度检验：灯杆直立后，使用经纬仪对杆与水平间的垂直度作检验，垂直度不大于2‰。d.灯杆观感：造型和尺寸符合设计图纸要求，整体美观大方，杆体表面光滑一致，色泽均匀。e.下法兰厚度：按照设计图纸要求不小于22 mm。
7)可抗风速：设计可抗风速为阵风50 m/s。
8)寿命：大于10年。
9)安装方式：法兰连接。
3.3 风光互补路灯控制器功能
在本项目中采用新型的PWM风光互补路灯控制。
风光互补控制器应符合下列标准要求：
JB/T 6939.1-2004离网型风力发电机组用控制器，第1部分：技术条件。
JB/T 6939.1-93小型风力发电机组用控制器技术条件。
JB/T 7143.1-93小型风力发电机组用逆变器技术条件。
GB/T 17626.2-1998电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验。
GB/T 17626.3-1998电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验。
GB/T 17626.4-1998电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬间变脉冲群抗扰试验。
GB/T 17626.5-1999电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验。
环境条件：
环境温度：正常使用的环境温度是-10℃～+50℃。
相对湿度：整机在湿度为0%～90%(25℃)时不结露。
3.4 蓄电池技术要求
1)蓄电池采用知名品牌的密封式免维护铅酸蓄电池;
2)30%放电循环次数：不小于1 200次;完全放电3星期后容量恢复：不小于70%;
3)环保要求：该蓄电池不会对环境构成污染;
4)环境温度为25℃，蓄电池其每3个月的最大自放电率不超过10 h放电率容量的20%。蓄电池应符合下列标准要求：a.GB/T 13337.1-1991固定式防酸式铅酸蓄电池技术条件;b.JB/T 9653-1999储能型铅酸蓄电池行业标准。
3.5 太阳能电池技术型号和规格要求
1)太阳能电池组件采用单晶硅太阳能电池组件，必须是知名品牌，高强度、高透光太阳能专用进口钢化玻璃，耐紫外线辐射的膜层封装;2)转化效率：不小于16%;3)安装形式：与灯杆一体; 4)抗风能力：可抗风压值不小于35 kg/m2;5)使用寿命25年，保质期：10年。
太阳能电池组件应符合以下标准：
GB/T 9535地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型标准(IEC 1215∶1993)。
3.6 垂直轴风力发电机技术型号和规格要求
垂直轴风力发电机必须具有CE认证和国家质量监督检测中心的检测报告。
风力发电机组应符合下列标准要求：
GB 8116-1987风力发电机组型式与基本参数。
GB/T 13981-92风力机设计通用要求。
GB 17646-1998小型风力发电机组安全要求。
GB/T 19068.1-2003离网型风力发电机组，第1部分：技术条件。
GB/T 19115.1-2003离网型户用风光互补发电系统，第1部分，技术条件。
GB/T 10760.1-2003离网型风力发电机组用发电机，第1部分，技术条件。
垂直轴风力发电机必须具有以下特点：
1)选用高强度的铝//SS400材料，采用大型注塑机模压成型技术制造叶片。2)采用N35SH高磁性钕铁硼永磁材料制造发电机。3)采用铝合金压铸成型技术制造风力发电机部件，保证每个部件的一致性。4)特殊的内压式集电环结构和锁线装置保证发电机的引出线可靠。5)失速型叶片设计加电磁限速保护，确保风机的抗大风强度。6)叶片和发电机的匹配设计，保证风机有很宽的有效工作风速区域，提高了机组的发电量。7)设计寿命为15年以上。
风力发电机符合以下技术参数：
额定功率：300 W;启动风速：不大于2.0 m/s;额定风速：12.0 m/s;切离风速：15.5 m/s;叶片直径：1.0 m/1.2 m;叶片数量：3+3(2组);最大抗风强度：不小于60 m/s;输出电压等级：DC24 V;发电机形式：永磁三相交流;风轮气动效率：不小于0.36;发电机效率：不小于70%;机组噪声：不大于60 dB;调速方式：气动失速;防护性能：具有防潮、防霉性能。
4 结语
能源是关系到人类生存的重要保障，有效地利用风能和太阳能就是节约了常规能源。随着风力发电和光伏发电技术的不断成熟，新型照明系统必定会有广阔的前景。
在环湖路建设中使用风光互补路灯，不仅能向市民进行新能源知识的直观教育，迎风飞转的风车可给道路两侧一种时尚动感的点缀，更能突显运城市政府崇尚环保、节能和新技术的执政理念。
［1］ CJJ 45-2006，城市照明设计标准［S］.
