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　　申報(bào)單位：湖南耐普恩科技有限公司

　　此項(xiàng)目為2016阿拉丁神燈獎(jiǎng)工程類(lèi)參評(píng)項(xiàng)目

　　本案例是2016年阿拉丁神燈獎(jiǎng)工程類(lèi)參評(píng)項(xiàng)目長(zhǎng)韶婁高速公路市政輔道全天候光伏道路照明工程項(xiàng)目。長(zhǎng)韶婁高速公路輔道全程12.6公里，屬于城市次干道，與長(zhǎng)韶婁高速公路組成路網(wǎng)，集散交通作用，方便當(dāng)?shù)孛癖姵鲂?。輔道全程主要分3種路段，高速輔道，交叉路口、輔道與匝道并匯路段。本項(xiàng)目長(zhǎng)韶婁高速公路市政輔道全天候光伏路燈啟動(dòng)時(shí)間為2015年10月，項(xiàng)目共計(jì)安裝1006盞全天候光伏路燈，其中：15米太陽(yáng)能路燈20盞、12米太陽(yáng)能路燈172盞、9米太陽(yáng)能路燈774盞、6米太陽(yáng)能庭院燈40盞。

　　項(xiàng)目名稱(chēng)：長(zhǎng)韶婁高速公路市政輔道全天候光伏道路照明工程項(xiàng)目

　　項(xiàng)目地址：長(zhǎng)韶婁高速公路市政輔道

　　設(shè)計(jì)單位：湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院

　　施工單位：湖南鴻源電力建設(shè)有限公司

　　業(yè)主單位：湖南長(zhǎng)韶婁高速公路有限公司

　　項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　長(zhǎng)韶婁高速公路輔道全程12.6公里，屬于城市次干道，與長(zhǎng)韶婁高速公路組成路網(wǎng)，集散交通作用，方便當(dāng)?shù)孛癖姵鲂?。輔道全程主要分3種路段，高速輔道，交叉路口、輔道與匝道并匯路段。本項(xiàng)目長(zhǎng)韶婁高速公路市政輔道全天候光伏路燈啟動(dòng)時(shí)間為2015年10月，項(xiàng)目共計(jì)安裝1006盞全天候光伏路燈，其中：15米太陽(yáng)能路燈20盞、12米太陽(yáng)能路燈172盞、9米太陽(yáng)能路燈774盞、6米太陽(yáng)能庭院燈40盞。其中15米太陽(yáng)能路燈安裝有防避雷裝置。

　　本項(xiàng)目路燈工程安裝皆為太陽(yáng)能路燈，所裝太陽(yáng)能路燈儲(chǔ)能裝置皆為超級(jí)電容器模組，該模組是在我公司自主研發(fā)的超級(jí)電容器極片技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的，具有超常循環(huán)壽命、超寬工作溫度、綠色環(huán)保無(wú)污染等特點(diǎn)，并且能夠連續(xù)陰雨天正常充放電。

　　照明技術(shù)指標(biāo)

　　產(chǎn)品數(shù)量及技術(shù)指標(biāo)：

　　照明工程指標(biāo)：

　　本產(chǎn)品采用的耐普恩超級(jí)電容器模組作為儲(chǔ)能部件，其中超級(jí)電容器其單體經(jīng)北方汽車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)鑒定試驗(yàn)所(兵器201所)檢測(cè)，其靜電容量和容量均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)電容器單體以恒定電流2.25A充電至額定電壓、用Ф3mm-Ф8mm的耐高溫鋼針、以10-40mm/s的速度、垂直于電容器極板的方向貫穿(鋼針停留在電容器中)，電容器未爆炸、未起火，將電容器置于85℃±2℃恒溫箱內(nèi)，并保溫2h，電容器未爆炸、未起火。整套模組經(jīng)耐振動(dòng)性測(cè)試后，殼體無(wú)變形、開(kāi)裂、電解液無(wú)泄漏、連接可靠、結(jié)構(gòu)完好。

　　本工程照明效果經(jīng)過(guò)湖南省產(chǎn)商品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院的檢測(cè)，所檢項(xiàng)目符合標(biāo)準(zhǔn)要求，所檢項(xiàng)目合格。具體檢測(cè)內(nèi)容有路面平均亮度、路面亮度總均勻度、路面亮度縱向均勻度。路面平均照度、路面照度均勻度等。

　　太陽(yáng)能板采購(gòu)自江蘇開(kāi)元太陽(yáng)能照明工程有限公司，該產(chǎn)品獲得了太陽(yáng)能產(chǎn)品認(rèn)證證書(shū)，證書(shū)編號(hào)：CQC13024087630。其產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性經(jīng)過(guò)核實(shí)，產(chǎn)品使用IP67等級(jí)連接器，額外保護(hù)燈桿，防止雨水滲漏。太陽(yáng)能板的尺寸，電纜型號(hào)以及電纜的顏色均可以根據(jù)客戶(hù)需求定制。太陽(yáng)能板易于安裝，便于與各分系統(tǒng)連接。最重要的是，本系統(tǒng)所采用的太陽(yáng)能板能源效率達(dá)到了16%以上，在任何一種環(huán)境中均能達(dá)到最佳性能。

　　使用國(guó)際主流LED專(zhuān)業(yè)燈具，效率高達(dá)110lm/W,能極大的減少太陽(yáng)能板使用功率和超級(jí)電容儲(chǔ)能容量，精簡(jiǎn)系統(tǒng)成本。IP66/IK08以及嚴(yán)格的散熱管理保證系統(tǒng)可靠性。

　　儲(chǔ)能盒板材為Q235,1.5mm厚，板材邊框搭接處采用滿(mǎn)焊，表面處理，熱鍍鋅+內(nèi)外噴戶(hù)外塑粉。在超容盒上蓋粘貼一圈橡膠密封圈，以保證防護(hù)等級(jí)能夠達(dá)到IP65，防水和防濕性能良好。儲(chǔ)能盒安裝固定于太陽(yáng)能板與儲(chǔ)能盒支架之間，使產(chǎn)品擁有出色的防盜性能，且不受地下環(huán)境影響。

　　云博太陽(yáng)能照明控制器采用MPPT模式，兼具了一般控制器所具有的光伏電池反接保護(hù)、超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)開(kāi)路保護(hù)、夜間防反充保護(hù)、輸出短路保護(hù)等功能。并采用了通過(guò)檢測(cè)超級(jí)電容模組電壓，智能選擇路燈的獨(dú)特輸出模式，使路燈的亮燈時(shí)間得到最大化延長(zhǎng)。

　　為了讓太陽(yáng)能電池組件在一年中接收到的太陽(yáng)輻射能盡可能的多，我們要為太陽(yáng)能電池組件選擇一個(gè)最佳傾角，根據(jù)長(zhǎng)沙市所在經(jīng)緯度，我們?cè)O(shè)計(jì)太陽(yáng)能板的傾斜角度為35度。

　　在太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)上一個(gè)需要非常重視的問(wèn)題就是抗傾覆計(jì)算設(shè)計(jì)。抗傾覆計(jì)算設(shè)計(jì)主要分為兩大塊，一為電池組件支架的抗傾覆計(jì)算設(shè)計(jì)，二為燈桿的抗傾覆計(jì)算設(shè)計(jì)。傾覆(風(fēng))設(shè)計(jì)主要按照不同桿型的迎風(fēng)面積進(jìn)行燈桿強(qiáng)度和燈桿基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)風(fēng)速≥35m/s,抗震度為8級(jí)。經(jīng)計(jì)算設(shè)計(jì)，本工程所有燈桿能滿(mǎn)足上述要求。

　　15米的燈桿帶有避雷針，經(jīng)過(guò)接地電阻測(cè)試，接地電阻為8.7Ω，符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　節(jié)能措施及效果

　　智能控制系統(tǒng)，可以有效控制太陽(yáng)能路燈的燈源開(kāi)啟及亮燈時(shí)間。

　　全天候智能光伏道路照明系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池組件、太陽(yáng)能控制器、免維護(hù)超容模組、LED路燈、燈桿和結(jié)構(gòu)件等組成。全天候智能光伏道路照明系統(tǒng)在晴天利用太陽(yáng)光照發(fā)電，產(chǎn)生電能?？刂破鲗?duì)超容模組的過(guò)充、過(guò)放進(jìn)行保護(hù)，并對(duì)光源的開(kāi)啟和亮燈時(shí)間進(jìn)行控制。

　　全天候智能光伏道路照明系統(tǒng)利用光生伏特效應(yīng)原理制成的太陽(yáng)能電池，白天太陽(yáng)能電池板接收太陽(yáng)輻射能并轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過(guò)充放電控制器儲(chǔ)存在超容模組中，夜晚當(dāng)照度逐漸降低至10lux左右時(shí)，控制器將控制路燈的開(kāi)啟;當(dāng)外界照度大于10lux時(shí)，控制器將控制路燈的關(guān)閉。

　　照明設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)

　　本項(xiàng)目與傳統(tǒng)光伏路燈的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)為儲(chǔ)能電源及儲(chǔ)能電源的安裝方式和智能控制系統(tǒng)。

　　(一)傳統(tǒng)光伏路燈采用鉛酸蓄電池等電池，一般這種電池具有壽命短，陰雨天不能充電，重金屬對(duì)環(huán)境污染大等缺點(diǎn)。本項(xiàng)目使用的儲(chǔ)能電源為我公司專(zhuān)門(mén)為太陽(yáng)能光伏道路照明設(shè)計(jì)生產(chǎn)的新型能量型超級(jí)電容器模組，該模組循環(huán)壽命長(zhǎng)(可達(dá)2萬(wàn)多次)，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)陰雨天(>15天)充放電，因此能夠保證在連續(xù)陰雨天的情況下也能正常供電提供照明，不會(huì)影響整個(gè)路燈的正常工作，而且該種儲(chǔ)能模組節(jié)能環(huán)保無(wú)污染。

　　①　壽命超長(zhǎng)免維護(hù)。超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能方式采用的是物理儲(chǔ)能，無(wú)衰減，從而延緩了儲(chǔ)能系統(tǒng)在使用過(guò)程中的性能衰降，常溫下循環(huán)壽命高達(dá)百萬(wàn)次，故又被稱(chēng)為“免維護(hù)電源”。

　?、凇【哂谐掷m(xù)陰雨天正常充電，良好的深度充放電性能。普通蓄電池額定電壓一般在12V以上，其充放電壓范圍窄(2V左右)，內(nèi)阻是超級(jí)電容器的20倍至200倍，不能頻繁深度充放電。所以，在陰雨天無(wú)法吸收太陽(yáng)能板產(chǎn)生的弱電流而出現(xiàn)虧電狀況，持續(xù)陰雨天路燈無(wú)法正常照明，而且還會(huì)減少蓄電池的壽命。而超級(jí)電容器單體的額定電壓是2.7V，內(nèi)阻≦0.2mΩ，為物理儲(chǔ)能方式，不存在化學(xué)反應(yīng)，可以頻繁深度充放電且不會(huì)影響壽命。串并成儲(chǔ)能模組后，其充放電壓范圍寬，可以從0V充電至模組的額定電壓。所以當(dāng)陰雨天時(shí)，太陽(yáng)能板所產(chǎn)生的弱電流仍可涓流沖入超級(jí)電容器，解決了原太陽(yáng)能蓄電池陰雨天無(wú)法充電的難題，是太陽(yáng)能路燈能夠適用于日照匱乏、長(zhǎng)時(shí)間頻繁陰雨天的南方地區(qū)。

　　③　超寬工作溫度。普通蓄電池工作范圍窄，且在0℃左右使用效率只有平時(shí)的20%，在更加寒冷的環(huán)境中根本無(wú)法使用。超級(jí)電容器的工作溫度范圍達(dá)到-40℃-65℃，在寒冷和高溫等極端氣候條件下仍可照常工作。

　　④　綠色環(huán)保，無(wú)污染。目前太陽(yáng)能路燈所采用的蓄電池主要有鉛、硫酸、鈷、錳等組成，大量重金屬的隨意排放不僅對(duì)土壤、水源造成不可逆的嚴(yán)重污染，破壞了生態(tài)平衡，還會(huì)引發(fā)人體代謝及神經(jīng)方面的疾病，成為影響未來(lái)人類(lèi)健康的罪魁禍?zhǔn)住３?jí)電容屬物理儲(chǔ)能，無(wú)化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)用于太陽(yáng)能路燈儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)任何污染，屬于全系列標(biāo)準(zhǔn)低碳核心產(chǎn)品，具有超長(zhǎng)使用壽命，使整套系統(tǒng)只需更換燈源、控制器等低成本部件即可正常使用幾十年。既節(jié)約了整套系統(tǒng)重復(fù)修建的成本，又減少了廢棄電源處理工序的頻率，可謂是一次投入終身受益的“綠色電源”。

　　(二)便捷安裝更防盜。為了保證最佳工作溫度范圍，普通蓄電池通常埋在燈桿底座下，安裝成本較高難以維護(hù)且易被盜。由于超級(jí)電容具有超高溫度范圍的特性，其圓柱體單體形狀可以自由排列組合各種形式模組，且通過(guò)合理設(shè)計(jì)可以將其與控制器一起平行貼在太陽(yáng)能板背面安裝，簡(jiǎn)化了走線(xiàn)方式，結(jié)構(gòu)更加整體化，非常便于安裝。在道路更改或擴(kuò)建時(shí)可以整體搬遷，不用再挖坑埋電源重新布線(xiàn)。不但美觀(guān)而且還有效解決了控制器和電源被盜的問(wèn)題。

　　(三)智能控制系統(tǒng)，智能控制模式。天黑自動(dòng)亮燈，天亮自動(dòng)熄燈，控制器根據(jù)太陽(yáng)板電壓來(lái)判斷天黑與天亮，根據(jù)超級(jí)電容器模組電壓自動(dòng)進(jìn)行功率調(diào)控。該控制系統(tǒng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控：

　?。?）采用工業(yè)級(jí)Zigbee無(wú)線(xiàn)級(jí)聯(lián)技術(shù)，具備傳輸距離遠(yuǎn)、時(shí)延短、可靠性高等特點(diǎn)?？蓪⒍啾K照明設(shè)備無(wú)線(xiàn)級(jí)聯(lián)，依托末端照明系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備可與遠(yuǎn)端控制中心連接，可接收來(lái)自遠(yuǎn)端的控制信息和發(fā)送自身的狀態(tài)信息給控制中心。

　　（2）強(qiáng)健的無(wú)線(xiàn)管理功能。當(dāng)相鄰設(shè)施之間鏈接出現(xiàn)故障，將自行擴(kuò)展到遠(yuǎn)端設(shè)備請(qǐng)求互聯(lián)，并產(chǎn)生設(shè)備故障告警傳送給監(jiān)控中心，通知維護(hù)人員及時(shí)處理。如末端無(wú)線(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障，監(jiān)控中心將檢測(cè)到設(shè)備不在線(xiàn)，產(chǎn)生告警通知維護(hù)人員及時(shí)處理。

試驗(yàn)報(bào)告

本工程照明效果經(jīng)過(guò)湖南省產(chǎn)商品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院的檢測(cè)，所檢項(xiàng)目符合標(biāo)準(zhǔn)要求，所檢項(xiàng)目合格。具體檢測(cè)內(nèi)容有路面平均亮度，路面亮度總均勻度，路面亮度縱向均勻度。路面平均照度、路面照度均勻度等。

　　申報(bào)單位

　　湖南湖南耐普恩科技有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“nepuenergy”)成立于2010年5月，位于湖南省長(zhǎng)沙市國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)區(qū)中部智谷產(chǎn)業(yè)園，注冊(cè)資本3700萬(wàn)元，是一家專(zhuān)業(yè)從事超級(jí)電容器極片、單體及模組開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售及服務(wù)為一體的高新技術(shù)企業(yè)，致力于探索超級(jí)電容器在各儲(chǔ)能領(lǐng)域、節(jié)能環(huán)保市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

　　公司自主研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的超級(jí)電容器極片和超級(jí)電容器及配套系列產(chǎn)品，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是國(guó)內(nèi)首家以自主研究開(kāi)發(fā)的高容量、低內(nèi)阻極片制備超級(jí)電容器的制造商。在省科技成果鑒定會(huì)上，以中國(guó)工程院院士黃伯云為主任的鑒定委員會(huì)專(zhuān)家一致認(rèn)為：該電容極片制備技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，打破了歐美日韓在此領(lǐng)域的壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

　　耐普恩一直踐行自主研發(fā)、合作創(chuàng)新的技術(shù)開(kāi)發(fā)道路，率先在超級(jí)電容器行業(yè)運(yùn)用雙面涂層、大功率焊接等國(guó)際先進(jìn)工藝，完整掌握大容量超級(jí)電容器核心制造技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)?？蒲袌F(tuán)隊(duì)承擔(dān)了國(guó)家火炬計(jì)劃、創(chuàng)新基金、省戰(zhàn)略新興、重大成果轉(zhuǎn)化等在內(nèi)的一大批重大科研項(xiàng)目，具備了很強(qiáng)的技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新能力。在超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)包括關(guān)鍵材料、電極制備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、單體封裝、模組和系統(tǒng)集成等方向申請(qǐng)20余項(xiàng)專(zhuān)利，或授權(quán)專(zhuān)利16項(xiàng);獲得國(guó)家、省級(jí)科技成果鑒定3項(xiàng);在產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域，參與制定地方標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。

　　創(chuàng)新決定企業(yè)的未來(lái)，品質(zhì)是公司的立足之本。公司先后通過(guò)IS019001質(zhì)量管理體系、IS014001環(huán)境管理體系認(rèn)證以及TS16949：2009質(zhì)量管理體系。同時(shí)建立了具備國(guó)際先進(jìn)水平的超級(jí)電容單體及超級(jí)電容模組、儲(chǔ)能系統(tǒng)生產(chǎn)線(xiàn)。先進(jìn)的技術(shù)工藝、一流的生產(chǎn)和檢測(cè)設(shè)備，全面保證了產(chǎn)品質(zhì)量和性能的穩(wěn)定。3000F單體、48V模組經(jīng)我國(guó)權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)中國(guó)北方車(chē)輛研究所檢測(cè)，性能已達(dá)到并超過(guò)世界超級(jí)電容器同類(lèi)產(chǎn)品，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　耐普恩超級(jí)電容器產(chǎn)品覆蓋了雙電層超級(jí)電容器和不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器等多種類(lèi)型，雙電層超容產(chǎn)品規(guī)格包含了從650F、1200F、3000F等各種容量。耐普恩在以市場(chǎng)需求為引導(dǎo)，利用行業(yè)資源優(yōu)勢(shì)穩(wěn)步推進(jìn)產(chǎn)品應(yīng)用，迅速將技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌?chǎng)優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用于電梯安全節(jié)能、光伏路燈系統(tǒng)、AGV機(jī)器人、汽車(chē)啟停裝置等市場(chǎng)領(lǐng)域中。

　　本項(xiàng)目長(zhǎng)韶婁高速公路市政輔道全天候光伏道路照明工程項(xiàng)目是由湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院進(jìn)行設(shè)計(jì)的照明工程，然后由我公司進(jìn)行深化設(shè)計(jì)改造的太陽(yáng)能光伏照明工程。