產品品牌：江科

產品型號：JWS-H-04

產品用途：風光互補路燈

質保時間：2013-04-27

質保時間：2013-04-27

輸出電壓：12V或24V

額定功率：800W

一、概述（風光互補路燈控制器）

JWS-H-04系列風光互補路燈系統（Wind and Solar Hybrid System, 簡稱WS-H），采用微電腦可編程控制器，是一種利用太陽能、風力或風光互補發電作為能源的智能化路燈系統，包括太陽能路燈和風光互補路燈。

    路燈是城市必備的公共設施，不可或缺。傳統的路燈采用市電供電，除燈及燈桿外還需要埋設管道、敷設電纜，安裝供電及控制開關等等，施工工作量大，運行費用高。 隨著環保、綠色經濟理念的興起，可再生能源技術及LED 光源技術不斷的進步，利用太陽能、風能發電作為能源，LED 作為光源組成的風光互補路燈系統已逐步走向成熟。而隨著風力發電機、太陽能光伏電池和儲能蓄電池成本價格的降低，以及本專利所發明的量入為出能量管理理念，WS-H系統的成本價格已開始低于傳統市電供電的路燈系統 ，加上其無須電纜、無需電費、維護簡單、工程量小、運行費用低等優點，成為傳統路燈的有力競爭者。二、產品的特點和市電供電的穩定可靠不同，風光互補系統中的風力發電機及太陽能光伏電池的工作狀態都是不穩定的。風速忽高忽低，發電機的轉速忽快忽慢；光線忽強忽弱，發出的電力忽大忽小。甚至可能遭遇連續幾十天的陰雨無風天氣，蓄電池得不到足夠的充電。而路燈卻是每天都應該要亮的，這給風光互補路燈系統帶來極大的考驗，這也是以前風光互補路燈系統不能普遍推廣的最重要的原因。為解決上述問題，JWS-H-04系列路燈系統采用了“開源節流”的控制理念，使得整個系統的運行成本大大降低，最大限度地獲取風光能源，并實現了不管多長時間的陰雨無風，路燈天天都亮的設想。開源系統開源主要是盡可能地獲得風力或太陽光的能量。舉例，J-200H型風力發電機風速4.5m/s時發電電壓僅為約8.5V ，不夠給蓄電池充電，但是此時發電機的輸出功率有38W，對12V電瓶可以有3A的充電電流。JWS-H-04系列路燈系統采用了MPPT（最大功率點跟蹤）技術，可以充分利用這38W的功率給蓄電池充電，從而增加了系統對風能的獲取。節流    本控制器的節流基于以下一些理由和事實：    (1). 路燈的開啟和關閉根據環境亮燈來控制，就是所謂的“光控”，可以節省電能消耗；(2). 半夜后行人稀少，可以減半供應電能；    (3). 路燈的亮度在設計時留有較大的余量；(4). 人眼通過調節圓柱細胞圓錐細胞的使用量以及瞳孔的大小，有自動適應不同環境亮度的能力。(5). 即使只有很微弱的光線，也比完全沒有路燈好。為此，本產品的“量入為出”模式采用了以下節流措施：         光控開關，半夜減半，根據每天獲得的電能決定路燈開啟的亮度。三、產品功能• 風力發電機 MPPT 及保護• 蓄電池充電管理及保護• 每日充電電能計量及路燈亮度管理• 路燈光控及半夜減半• 2路LED 恒流輸出• 工作電壓自動適應最大輸出功率點跟蹤 MPPT 發電機輸出功率與風速有關，一定的風速在風葉上產生一定的機械能，該機械能轉換的電能也是一定的。當控制器向發電機取用的電能大于發電機從風力得到的能量時，發電機能夠輸出的功率反而下降JWS-H-04系列路燈系統隨時檢測發電機的輸出狀態，并取用此輸出狀態下的最大輸出電流向蓄電池充電。蓄電池充電管理及保護 • 蓄電池過度充電將對蓄電池造成損害，大大降低蓄電池的使用壽命。• 蓄電池最佳的充電模式為：充電電壓達到2.35V（6組電壓14.1V）即為充足，然后以2.25V（6組電壓13.5V）電壓浮充。• JWS-H-04系列路燈系統設定控制器的最高充電輸出電壓為14.9V（12V系統，24V系統為29.8V，自適應），浮充電壓為13.5V （12V系統，24V系統為27V，自適應）。 蓄電池欠壓保護 蓄電池過度放電，同樣將對蓄電池造成嚴重的損害，大大縮短蓄電池的使用壽命。JWS-H-04系列路燈系統的電能管理程序充分考慮了避免蓄電池的過度放電，當蓄電池電壓下降到11V（12V系統，24V系統為22V）時將關閉路燈輸出，同時控制系統將處于休眠狀態，以盡可能地延長蓄電池的放電時間，保護蓄電池不被損壞。 發電機超速保護 當遇到大風（如臺風）天氣，風速可能超過發電機的額定轉速，造成發電機機械構件的損壞，此時需要對發電機進行保護，使發電機減速或者剎車。由于發電機的轉速與輸出電壓具有確定的函數關系，當控制器檢測到發電機輸出額定轉速對應的電壓時，即執行剎車程序。 蓄電池缺失保護系統工作中，蓄電池有可能缺失，因長期或短時無負載導致控制器內部電壓過高而損壞。控制器設置了最高電壓保護，當蓄電池缺失電壓過高時動作，保護控制器關鍵元器件的安全。系統自動檢測蓄電池狀況，一旦蓄電池恢復，控制器即恢復正常工作。每日充電電能計量及路燈亮度管理JWS-H-04系列路燈系統的控制器設有電壓和電流傳感器組成電能檢測模塊，對風力發電機、太陽能光伏電池的輸出電壓和電流以及蓄電池電壓進行檢測，根據各電壓電流數據判斷系統工作狀況，并累計每日獲得的風能太陽能。控制器根據每日獲得的電能，決定今夜LED路燈使用消耗的功率，量入為出，從而保證路燈每天都能夠點亮。路燈光控及半夜減半路燈光控及半夜減半曾經在城市路燈管理部門作為一項技術革新來研發和推廣應用，目前時間控制式的路燈開關管理已基本被淘汰或即將被淘汰，所以JWS-H-04系列路燈系統僅保留了光控開關的功能。考慮到冬季路燈大約在17:30夏季在19:30開啟，設定路燈在開啟5小時后功率減半。當天路燈的消耗能量即為前5小時全功率和半夜后5～8小時的半功率總和。LED 恒流供電在恒流供電的工作狀況下，可以保證LED燈的亮度和工作壽命，為此LED燈具通常需要配用一個專用的恒流電源。    JWS-H-04系列路燈系統控制器的路燈輸出接口提供了恒流輸出，可取代傳統燈具所使用的恒流電源，從而節約燈具成本。當采用多個LED作為燈具光源時，最好采用特性接近的LED并聯組成同一個燈具，或者采用串聯模式組成同一個燈具，多個LED疊加后的工作電壓為13V（12V系統）或23V（24V系統）時效率最高。現場編程在風光互補路燈的實際應用中，系統的配置和工作參數不盡相同，例如風力發電機MPPT功能是否啟用風力發電機MPPT功能的啟動電壓LED燈具的開啟模式（直開還是量入為出）LED燈具的數量LED工作電流前半夜開燈時間后半夜開燈時間前半夜最小運行功率（量入為出模式下最大功率的百分比）后半夜功率比例（前半夜運行功率的百分比）JWS-H-04系列路燈系統的控制器可通過其內置或外置式的編程器在現場對控制器進行編程，對上述系統配置及工作參數進行設定。四、JWS-H-04系列風光互補路燈系統的配置系統配置范圍• 工作電壓              12V/24V 自適應• 風力發電機            50W～200W（12V），100W～400W（24V）• 太陽能電池            30W～150W（12V），60W～300W（24V）• 蓄電池                20Ah～600Ah（12V）• 路燈（LED）           10W～60W（12V），40W～100W（24V），2路• 燈桿高度              3m～12m典型路燈系統的建議配置：

標稱功率（W）	30	60	100
LED功率（W）	35W/23V	2×35W/23V	3×35W/23V
光伏電池（W）	80	160	240
風力發電機（W）	100	200	300
蓄電池（AH/12V）	60	120	200
燈桿高度（m）	4～5	6～8	10～12