项目名称： 一体化物联网光能智慧路灯

Iot Solar Intelligent Street Lights

申报单位： 河南睿光新能源科技有限公司

综合介绍或申报理由：

1、项目背景及国内外情况简述
现在国家都在使用太阳能路灯，太阳能是用之不尽的清洁能源，当今世界上特别是发达国家对光伏发电特别重视，太阳能转换成为电能供太阳能路灯照明使用。目前，太阳能路灯主要集中于日本、欧盟和美国，其太阳能路灯的电量占约世界光伏发电的80%，太阳能路灯的设计主要是围绕高效率、低成本、长寿命、美观实用等方向发展，研究人员们预计在未来，太阳能光伏发电在发电总量的将占有15%，我国的太阳能路灯的发展也越来越快，我国太阳能发电组件的生产力量正在逐渐的加强，我国太阳能发电的产量也占有十分重要的比重。我国太阳能光伏产业的技术水平有望达到世界的先进行列。
太阳能在我国的发展是十分的迅速的，我国太阳能路灯在人们的心中的位置也是越来越重要，很多人在照明工程上都使用太阳能路灯，太阳能路灯在我国大部分地区也已经普及了。在国外，太阳能路灯已经是全国普及了，很多城市亮化工程都在使用太阳能路灯，很多人的家中也都使用节能高效的太阳能庭院灯，在一些园林、景观、广场等地方也都使用一些用太阳能发电的路灯，比如说太阳能路灯、太阳能庭院灯等。
目前太阳能路灯普遍使用的多晶硅太阳能板，普通胶体电池，一般甚至低端的LED芯片，普通光控模块。存在着太阳能板光电转化效率低，胶体电池循环次数少、污染环境，灯具效率低，后期维护困难等问题。

2、解决的技术问题及所采取的技术方案、方法以及主要技术特征
针对普通分体式太阳能路灯外观结构难看，太阳能板光电转化效率低，胶体电池循环次数少、污染环境，灯具效率低，后期维护困难等问题，我公司研发团队由在可再生能源、集成电路、非成像光学、嵌入式系统、软件开发、无线通信等领域，具有数十年以上的从业经验的行业专家和业务骨干组成，研发出了一体化物联网光能智慧路灯产品。
该产品主要有四大核心技术：
1）一体化
安全高效：将传统太阳能路灯的四大组成部分（太阳能板、蓄电池、光源、控制器）有机的组合成一个整体，安装过程只需两步：立灯杆、装灯头，工时短，效率高。此外还可以避免传统太阳能路灯电池埋在地下造成的污染及安全隐患。
美观大方：一体化的安装使整体更加美观大方，更有利于展示城市形象。
2）物联网智能控制系统
自主研发的云控制平台，能够实现单灯控制，六段可选时控策略；同时具备智能化诊断，通过微信小程序或者PC端能够对每条路、每盏灯进行实时状态监测，发生故障主动上报并优先自行修复，最大限度降低后期管养成本，进一步提升照明精细化管理水平和节能率。另外可根据季节或者天气变化智能调节负载的亮灯时间和功率，延长整灯续航能力。
3）微光发电技术
专门针对连续雾霾阴雨天照度不够、亮灯率不高等问题所研发。
我公司生产的光能智慧路灯系列产品，光伏板采用光电转换效率高达25%（常规15%-19%）的采用N型单晶硅HJT电池片，结合全动态高精度最大功率点捉捕充电系统，抗连续阴雨天能够达到8-15天（传统太阳能路灯只能达到3-5天）。即使在阴雨天发电量也是远高于其他同类产品，确保整灯运行的稳定性。
4）高光效光源
采用国际高端LED芯片，整灯光效达到160lm/W，另外透镜采用定制工艺，可进行一对一配光设计。发热低，光衰慢，寿命长达8-10年。在保证与传统市电路灯同等照度的情况下，完全无电费产生，是替代大功率高耗能高压钠灯、金卤灯以及普通LED路灯的理想产品。

该产品主要有如下技术特征：
1）外观结构：采用一体化造型，全铝外壳，灯具集光伏板、光源模组、锂电池、物联网智能控制器为一体，通过现代高端生产工艺组合在灯体内，抗风等级高，美观大方，便于施工安装。
2）太阳能电池板：采用N型单晶硅HJT电池片，光电转化率高达25%，同比市场其他太阳能电池片，阴雨天气发电能力更强，25年功率衰减小于8%。
3）光源模组：采用国际高端LED芯片，整灯光效≥160Lm/W，色温3000-5700K（可根据使用要求定制），显色指数Ra≥75，防护等级≥IP67。
4）锂电池： 采用军工级磷酸铁锂电池（额定电压25.6V）或三元锂电池（额定电压22.2V）;完全充放电次数≥4000次，安全系数高，耐高低温性能强，工作温度区间：-30℃~60℃，使用寿命≥10年;可支持最大放电能力：2C持续放电。低温放电容量：-20℃时不低于80%，高温放电容量：55℃时不低于95%;电池管理系统采用国内高端软件板，具有过充、过放、过流、过温、短路等保护，具有自动均衡功能，时刻保证电池一致性，且实时采集电池单体电压及温度信息，确保电池安全可靠。
5）采用物联网MPPT智能控制器。具备光控、时控策略控制，6段可选时控策略、远程监控、脱网运行、故障优先修复和报警等功能。

项目宣传视频： https://mp.weixin.qq.com/s/ycCBgzud2FkIaGvl0ImGTw

主要技术参数：

（1）外观结构：全铝外壳，灯具集光伏板、光源模组、锂电池、物联网智能控制器为一体，通过现代高端生产工艺组合在灯体内，抗风等级高，美观大方，便于施工安装。
（2）太阳能电池板：功率80W/120W/160W，采用单晶硅A级N型单晶硅PERT电池片，光电转化率高达24%，同比市场其他太阳能电池片，阴雨天气发电能力更强，使用寿命长达25年。
（3）光源模组：额定功率40W/80W/160W，采用国际高端LED芯片，整灯光效≥160Lm/W，色温3000-5700K（可根据使用要求定制），显色指数Ra≥75，防护等级≥IP67。
（4）锂电池：标称容量30Ah/60Ah/80Ah（25℃，1C充放电）；采用军工级磷酸铁锂电池（额定电压25.6V）或三元锂电池（额定电压22.2V）；完全充放电次数≥4000次，安全系数高，耐高低温性能强，工作温度区间：-30℃~60℃，使用寿命≥10年；可支持最大放电能力：2C持续放电。低温放电容量：-20℃时不低于80%，高温放电容量：55℃时不低于95%；电池管理系统采用国内高端软件板，具有过充、过放、过流、过温、短路等保护，具有自动均衡功能，时刻保证电池一致性，且实时采集电池单体电压及温度信息，确保电池安全可靠。
（5）物联网智能控制器：
1、具有全动态MPPT功能，实时追踪太阳能板最大功率点，显著提高太阳能板发电效率；MPPT追踪效率＞99.9%，充电转换效率≥93%，放电转换效率≥93%，调光精度为1%，工作温度：-35℃~65℃；
2、具有物联网无线通讯功能，可通过GPRS/NB-iot/Cat-1/4G通讯模块（可根据客户使用需求定制）实现控制器远程连接；
3、多种操作方式可通过微信小程序/PC端，对路灯进行远程监控、实时控制，并且可以查看太阳能板、锂电池、LED光源的历史数据；
4、实时监控太阳能板电压、电流；锂电池电压、电流；LED电压、电流等系统参数和设备状态，能够实时故障自动报警；控制系统在检测到常规故障(如充放电异常、电压异常等)信息时,优先自行修复,并将故障信息通过微信小程序/PC端提示；
5、具备光控/时控策略控制，6段可选时控策略，可根据用户需求自动调节负载亮度时间和功率；
6、具有智能功率，根据锂电池剩余电量自动调节负载功率；可根据当地天气预报情况，自动调节负载的亮灯时间和功率，提高整灯续航能力；
7、具备远程监控功能，通过客户端对地图上的每盏路灯、每条线路进行实时状态监控。发生故障时主动上报,并可以通过客户端进行精确地理定位,获取故障灯具的发生路段、发生时间、故障类型及历史运行记录等；
8、具备脱网运行功能，当网络服务失效时,控制系统依然能够稳定运行。
（6）防护等级≥IP65
（7）抗风等级≥32m/s
（8）系统电压：DC24V
（9）照明时间≥10h（日照时长≥3.9h/天）
（10）抗连续阴雨天气：8-15天
（11）工作环境：-30℃—60℃
（12）适用地区：年照时间大于1500小时的地区

与国内外同类产品或同类技术的比较情况：

经济评价分析：

首先，节能环保的要求应该是以人为本，在满足居民健康、适用、高效的前提下，最大限度地节约资源，减少能源消耗，所以我们绝不能因为强调节能环保而让电气系统无法满足居民的用电需求，因此道路/场地的照度、均匀度等相关指标必须得到保证。

其次，节能与环保设计必将增加初期投入，这虽然能一定程度上从建筑投入运行后节省的能源上得到回收，但还是需要进行综合考虑，合理选型使系统达到最经济的条件，切不能盲目追求节能环保，导致投资难以回收。

最后，节能与环保需统筹结合，合理规划。节能需以环境保护为目的，使用先进的技术，提高资源利用效率，减少综合污染；环保需以节能为基础，绝不能为了顾及环保而盲目增加初期投资，导致节能规划无法按预期进行。

太阳能是一种取之不尽用之不竭的能源，光伏系统将太阳能转化为电能，与常规电能相比较，不仅有安全可靠、不受资源分布地域限制、无需消耗燃料等优点，满足了节能要求；而且其清洁、对环境不产生任何污染，又能有效实现环保要求。

本次设计光伏路灯，通过简单地安装并使用太阳能电池板，就能够有效利用太阳能，实现了太阳能的合理利用，对节能环保意义重大。这一技术一方面不会占用土地，而且还能分担负载对电能需求，值得我们合理选择利用。

技术及工艺创新要点：

1、路灯采用高光效光源，灯具整灯光效不低于160lm/W。

2、采用物联网MPPT恒流控制器，其主要参数及功能如下：
1）具有全动态MPPT功能，实时追踪太阳能板最大功率点，显著提高太阳能板发电效率；MPPT追踪效率＞99.9%，充电转换效率≥93%，放电转换效率≥93%，调光精度为1%，工作温度：-35℃~65℃；
2）具有物联网无线通讯功能，可通过GPRS/NB-iot/Cat-1/4G通讯模块（可根据客户使用需求定制）实现控制器远程连接；
3）多种操作方式可通过微信小程序/PC端，对路灯进行远程监控、实时控制，并且可以查看太阳能板、锂电池、LED光源的历史数据；
4）实时监控太阳能板电压、电流；锂电池电压、电流；LED电压、电流等系统参数和设备状态，能够实时故障自动报警；控制系统在检测到常规故障(如充放电异常、电压异常等)信息时,优先自行修复,并将故障信息通过微信小程序/PC端提示；
5）具备光控/时控策略控制，6段可选时控策略，可根据用户需求自动调节负载亮度时间和功率；
6）具有智能功率，根据锂电池剩余电量自动调节负载功率；可根据当地天气预报情况，自动调节负载的亮灯时间和功率，提高整灯续航能力；
7）具备远程监控功能，通过客户端对地图上的每盏路灯、每条线路进行实时状态监控。发生故障时主动上报,并可以通过客户端进行精确地理定位,获取故障灯具的发生路段、发生时间、故障类型及历史运行记录等；
8）具备脱网运行功能，当网络服务失效时,控制系统依然能够稳定运行。

实际运用案例和用户评价意见：

获奖、专利情况：

是否有“智能设计”？

采用物联网MPPT恒流控制器，其主要参数及功能如下：
1）具有全动态MPPT功能，实时追踪太阳能板最大功率点，显著提高太阳能板发电效率；MPPT追踪效率＞99.9%，充电转换效率≥93%，放电转换效率≥93%，调光精度为1%，工作温度：-35℃~65℃；
2）具有物联网无线通讯功能，可通过GPRS/NB-iot/Cat-1/4G通讯模块（可根据客户使用需求定制）实现控制器远程连接；
3）多种操作方式可通过微信小程序/PC端，对路灯进行远程监控、实时控制，并且可以查看太阳能板、锂电池、LED光源的历史数据；
4）实时监控太阳能板电压、电流；锂电池电压、电流；LED电压、电流等系统参数和设备状态，能够实时故障自动报警；控制系统在检测到常规故障(如充放电异常、电压异常等)信息时,优先自行修复,并将故障信息通过微信小程序/PC端提示；
5）具备光控/时控策略控制，6段可选时控策略，可根据用户需求自动调节负载亮度时间和功率；
6）具有智能功率，根据锂电池剩余电量自动调节负载功率；可根据当地天气预报情况，自动调节负载的亮灯时间和功率，提高整灯续航能力；
7）具备远程监控功能，通过客户端对地图上的每盏路灯、每条线路进行实时状态监控。发生故障时主动上报,并可以通过客户端进行精确地理定位,获取故障灯具的发生路段、发生时间、故障类型及历史运行记录等；
8）具备脱网运行功能，当网络服务失效时,控制系统依然能够稳定运行。
9）控制器能与电池管理系统实时通讯并把电池的详细数据上传至平台，更加确保了电池系统后期可靠稳定性。

申报单位介绍：

河南睿光新能源科技有限公司位于郑州国家高新技术产业开发区，公司注册资金人民币壹亿贰千伍佰万元。是一家新材料、新能源开发应用，节能减排，智慧终端设备开发的高科技型物联网企业。公司致力于打造物联网光能智慧路灯，物联网光能景观灯，物联网市电智慧路灯、智慧灯杆、智慧庭院灯、智慧垃圾桶、智慧座椅、城市家具等产品开发应用，并将逐步建立万物互联的信息应用平台。

公司研发团队与中科院上海微系统所、中国（福州）物联网实验室等科研机构展开技术人才交流和研发合作，是中移物联网有限公司战路合作伙伴，研发人员由在太阳能、可再生资源、集成电路、非成像光学、嵌入式系统、软件开发、无线通信等领域，具有数十年以上的从业经验的行业专家和业务骨干组成，其中核心研发人员中博土8人，硕士15人，本科20余人。公司研发生产的一体化物联网光能智慧路灯已获得欧盟CE、LVD、EMC、RoHS认证；美国FCC、IEC等认证。
截止目前，公司已获得“高新技术企业”、“河南省科技型中小企业”、“知识产权管理体系认”、“质量管理体系认证”、“环境管理体系认证”、“职业健康管理体系认证”、“AAA企业信用等级”等证书；已获得国家专利68项，其中发明专利证书26项、实用新型专利证书23项、外观设计专利证书5项、计算机软件著作权登记证书14项。

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