[01102182]混合储能式太阳能LED路灯关键技术研究及应用

为克服太阳能LED路灯中蓄电池使用寿命短、功率密度低、维护量大等缺点，避免蓄电池过早的失效或容量损失，项目采用超级电容与蓄电池深度混合储能技术，促使光伏系统储能的最大化，解决了传统使用蓄电池等储能形式能量收集效率低、LED驱动不可靠等缺点。研究成果处于国内领先水平，得到了国内同行的认可。取得了一些关键技术的突破性创新成果：1．项目创新性的提出了利用超级电容与蓄电池构成有源式深度混合储能式太阳能LED路灯的模型和实现方法，解决了传统太阳能LED路灯小电流不能充电、充电效率低和蓄电池使用寿命短等问题，减少了蓄电池由于光伏发电功率间断或很低时所导致的充电小循环次数。2．研制了高效率的可升降压双向DC/DC变换器和智能切换控制策略，实现超级电容与蓄电池匹配，使深度混合储能系统的功率按电池的“最佳”工作状态进行分配。3．项目提出了有源式深度混合储能技术中超级电容与蓄电池之间能量转换智能控制策略，优化了蓄电池在光伏发电功率大幅波动和负载功率脉动时的充放电状态。4．集防水、散热、配光一体化的模组式LED路灯设计，提升了路灯的美观性与实用性。5．混合储能系统采用具有最大功率跟踪功能的充电控制机制，提升了光伏充电效率；放电采用恒流限压控制模式，满足了LED光源恒流驱动的要求，提高了LED驱动质量。申请并授权中国实用新型专利4项，外观设计专利1项，软件著作权2项；通过省级成果鉴定2项，均达到了国内领先水平；发表学术论文10余篇，EI检索5篇；培养硕士研究生6名，本科生40名以上。项目共投入研发经费427余万元，于2011年年底开始在鑫谷光电股份有限公司实现了成果转化，在项目研究成果的基础上，经过集成优化，成功研发了产品并投入市场；同时，将项目的技术成果在固安县克瑞斯光电技术有限公司进行了深度转化，成功设计了系列太阳能LED路灯、太阳能LED庭院灯、太阳能LED草坪灯等产品，并投入市场，取得了较好的经济效益与社会效益，为项目技术成果的推广应用起到了推动作用。近三年累计装配太阳能LED路灯6700余盏，创造产值5390余万元，产生直接经济效益1110余万元，间接经济效益240余万元，节支82余万元，新增税收910余万元。项目不但具有节能、环保、稳定性高等特点，同时也提高了城市建设的管理水平，具有良好的发展前景和经济效益，并可实现社会的可持续发展。