超級(jí)電容高功率光伏道路照明系統(tǒng)——2019神燈獎(jiǎng)申報(bào)技術(shù)

項(xiàng)目名稱：  超級(jí)電容高功率光伏道路照明系統(tǒng)

Ultracapacitor  Photovoltic  Hight-power  Street  Light  System

申報(bào)單位：  湖南耐普恩科技有限公司

綜合介紹或申報(bào)理由：

超級(jí)電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間的新型高端儲(chǔ)能元器件，具有超長(zhǎng)的使用壽命（3萬(wàn)次以上循環(huán)）、低內(nèi)阻、大功率充放、超寬工作溫度（零下50℃-零上70℃）等特性。用于光伏照明從根本上解決傳統(tǒng)太陽(yáng)能路燈電池使用壽命短、無(wú)法高功率照明、陰雨天和低溫環(huán)境無(wú)法正常使用、重金屬污染等瓶頸問(wèn)題。
耐普恩作為超級(jí)電容光伏路燈的首創(chuàng)者，已在北京延崇高速（十字路口和收費(fèi)站卡口廣場(chǎng)）、長(zhǎng)沙洞株公路、長(zhǎng)沙黃花綜保區(qū)和湖南長(zhǎng)韶婁高速使用的光伏廣場(chǎng)高桿燈（12米120W至16米480W），填補(bǔ)了世界太陽(yáng)能路燈高功率照明的行業(yè)空白，我司獨(dú)有的突破性高功率光伏照明系統(tǒng)技術(shù)，使清潔能源為城市道路及廣場(chǎng)照明的大范圍普及使用跨出了關(guān)鍵性的第一步，為高功率光伏道路照明技術(shù)實(shí)施的可行性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

主要技術(shù)參數(shù)：

1、系統(tǒng)采用MPPT充電技術(shù)，具有追蹤太陽(yáng)能板最大功率功能，最大追蹤效率達(dá)99%，最大充電裝換效率達(dá)94%，提高充電效率15%～20%；

2、內(nèi)置高效升壓恒流模塊，效率＞95%，專(zhuān)為高功率LED太陽(yáng)能路燈設(shè)計(jì)；

3、控制系統(tǒng)可根據(jù)超級(jí)電容儲(chǔ)能電源的剩余容量，自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載功率，較普通太陽(yáng)能照明系統(tǒng)延長(zhǎng)90%的亮燈時(shí)間；

4、系統(tǒng)控制器采用恒電輸出，最高40V輸出，能適應(yīng)高功率模式并串聯(lián)LED光源；

5、各種工作參數(shù)靈活可調(diào)，能適應(yīng)120w~480w不同高功率照明要求的太陽(yáng)能應(yīng)用供電系統(tǒng)；

6、光伏板采用光電轉(zhuǎn)換效率高的A級(jí)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)壽命大于25年；

7、系統(tǒng)儲(chǔ)能電源模組采用30萬(wàn)F超級(jí)電容單體，其循環(huán)壽命≥30000次，設(shè)計(jì)壽命大于50年，內(nèi)阻≤0.49，充電倍率15C，超寬工作溫度－50℃～＋70℃，超寬工作電壓0V至額定電壓；

8、系統(tǒng)使用的LED室外光源模組壽命≥5萬(wàn)小時(shí)，蝠翼型配光曲線，凸鏡透光率達(dá)到95%，無(wú)硅膠封裝、卓越散熱性。
   

與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品或同類(lèi)技術(shù)的比較情況：

國(guó)內(nèi)外暫無(wú)基于超級(jí)電容儲(chǔ)能的同類(lèi)產(chǎn)品和技術(shù)，與傳統(tǒng)電池（鉛酸電池或鋰電池）儲(chǔ)能的太陽(yáng)能路燈相比具有以下優(yōu)勢(shì)：

1、傳統(tǒng)電池太陽(yáng)能路燈無(wú)法實(shí)現(xiàn)六車(chē)道120w以上的高功率照明，超級(jí)電容光伏路燈可以實(shí)現(xiàn)八車(chē)道和廣場(chǎng)高桿燈480w的高功率照明。

2、傳統(tǒng)電池?zé)o法實(shí)現(xiàn)陰雨天充電，持續(xù)陰雨天則無(wú)法亮燈，南方陰雨天多的地區(qū)無(wú)法使用；超級(jí)電容光伏路燈的寬工作電壓范圍和低內(nèi)阻則可實(shí)現(xiàn)陰雨天低電流涓流充電，實(shí)現(xiàn)持續(xù)陰雨天亮燈。

3、傳統(tǒng)電池太陽(yáng)能路燈低溫環(huán)境充電效率低，0度左右無(wú)法充電，北方低溫環(huán)境無(wú)法正常工作。超級(jí)電容光伏路燈工作溫度寬（-50℃～+70℃），能適應(yīng)更多極端氣候環(huán)境。

4、傳統(tǒng)電池太陽(yáng)能路燈壽命2.5年左右，質(zhì)保期2年；而超級(jí)電容光伏路燈設(shè)計(jì)壽命50年，質(zhì)保期達(dá)到10年。
   

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析：

目前，我司已完成上百項(xiàng)超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目工程，其中包括長(zhǎng)韶婁高速、長(zhǎng)沙黃花綜保區(qū)、長(zhǎng)沙洞株公路和延崇高速等大型項(xiàng)目，產(chǎn)品還緊跟“一帶一路”國(guó)家戰(zhàn)略遠(yuǎn)銷(xiāo)非洲，全面提升援非品質(zhì)。超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目的實(shí)施有利于推進(jìn)我國(guó)“兩型社會(huì)”建設(shè)，在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也顯著促進(jìn)了社會(huì)和環(huán)境效益。
1、長(zhǎng)沙黃花綜保區(qū)超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目共建1200盞超級(jí)電容光伏路燈，十年節(jié)電731萬(wàn)度、電費(fèi)673萬(wàn)元、標(biāo)煤2954噸，減排二氧化碳7290噸、二氧化硫218噸、氮氧化物109噸、碳粉塵1989噸。
2、長(zhǎng)沙洞株公路超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目共建713盞超級(jí)電容光伏路燈，十年節(jié)電380萬(wàn)度、電費(fèi) 350萬(wàn)元、標(biāo)煤1533噸，減排二氧化碳3783噸、二氧化硫114噸、氮氧化物57噸、碳粉塵1032噸。

技術(shù)及工藝創(chuàng)新要點(diǎn)：

1、照明設(shè)計(jì)理念：
   超級(jí)電容光伏路燈的照明設(shè)計(jì)理念是讓清潔能源真正為路燈節(jié)能所用，突破10多年來(lái)太陽(yáng)能路燈發(fā)展過(guò)程中難以逾越的儲(chǔ)能技術(shù)瓶頸，利用超級(jí)電容壽命超長(zhǎng)、陰雨天充電、高低溫工作范圍寬、充電倍率高、體積小容量大和綠色低碳新材料等儲(chǔ)能特性，實(shí)現(xiàn)質(zhì)保十年、365天全天候照明和高功率輸出等媲美市電路燈同等照明效果的功能，真正做到既節(jié)能又環(huán)保，并且使太陽(yáng)能路燈普及成為可能。

2、創(chuàng)新要點(diǎn)：

2.1使用我司獨(dú)有的創(chuàng)新型產(chǎn)品——30萬(wàn)F超級(jí)電容器作為太陽(yáng)能路燈新型儲(chǔ)能電源，其優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)儲(chǔ)能電源——蓄電池。
1) 我司對(duì)超級(jí)電容光伏路燈的儲(chǔ)能核心部件——超級(jí)電容器進(jìn)行深度創(chuàng)新，研制出30萬(wàn)F能量型超級(jí)電容器，其容量和質(zhì)量體積比遠(yuǎn)甚于3000F功率型的超級(jí)電容器，在同樣體積下容量提高100倍，質(zhì)量?jī)H提高1.6倍。擁有體積小、容量大和充放電效率高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可完全替代傳統(tǒng)蓄電池，比電池更環(huán)保且安全可靠，并確保燈具中只需很小的空間即可放置儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)包括城市主干道（八車(chē)道14米300W）和廣場(chǎng)泛光燈（16米480W）的高功率供電應(yīng)用，突破了因儲(chǔ)能電源的滯后導(dǎo)致的太陽(yáng)能路燈只適合低功率照明的瓶頸，填補(bǔ)了高功率太陽(yáng)能路燈的空白，實(shí)現(xiàn)光伏路燈市電照明效果。
2) 30萬(wàn)F超級(jí)電容具有可高功率供電特性的基礎(chǔ)上，還保持了大功率快速充放、超長(zhǎng)使用壽命（可深度循環(huán)充放電壽命30000次、其用于光伏路燈的設(shè)計(jì)壽命高達(dá)50年）和超寬高低溫工作（－50℃～＋70℃）等超強(qiáng)儲(chǔ)能特性，進(jìn)一步保障光伏路燈在南方陰雨天和北方極寒天環(huán)境中365天全天候亮燈；

2.2針對(duì)超級(jí)電容儲(chǔ)能特性進(jìn)行控制器與儲(chǔ)能系統(tǒng)及太陽(yáng)能板發(fā)電系統(tǒng)的匹配創(chuàng)新設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮超級(jí)電容和整套照明系統(tǒng)的供電效率，使所有超級(jí)電容光伏路燈可按照市電路燈照明標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，且均采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障反饋。
   

實(shí)際運(yùn)用案例和用戶評(píng)價(jià)意見(jiàn)：

1、2015年長(zhǎng)韶婁高速路輔道超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目；

2、2015年長(zhǎng)沙經(jīng)開(kāi)區(qū)東十二路超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目；

3、2017年經(jīng)開(kāi)區(qū)環(huán)城綠帶超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目；

4、2017年長(zhǎng)沙黃花綜保區(qū)超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目；

5、2018年贊比亞首都盧薩卡超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目；

6、2018年長(zhǎng)沙洞株公路超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目；

7、2019年北京延崇高速超級(jí)電容光伏路燈項(xiàng)目
   

獲獎(jiǎng)、專(zhuān)利情況：

1、2014年和2017年被評(píng)為“高新技術(shù)企業(yè)”

2、2016年“光伏照明領(lǐng)域用超級(jí)電容器儲(chǔ)能電源”獲“阿拉丁神燈十大技術(shù)獎(jiǎng)”；

3、2017年“長(zhǎng)沙黃花保稅區(qū)超級(jí)電容路燈項(xiàng)目”獲“中照網(wǎng)金手指獎(jiǎng)”；

4、2017年度超級(jí)電容產(chǎn)業(yè)“十佳企業(yè)”

5、2018年工信部超級(jí)電容器領(lǐng)域“百項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用示范項(xiàng)目”企業(yè)

6、2018年被省經(jīng)信委評(píng)為（2018-2020年）有特色、有競(jìng)爭(zhēng)力、高成長(zhǎng)性的“湖南省小巨人企業(yè)”加以重點(diǎn)扶持

7、2018年被湖南省評(píng)為“湖南省質(zhì)量信用AAA級(jí)企業(yè)”、“重質(zhì)量、守信用企業(yè)” 和“守合同、重信用企業(yè)”

8、2010年成立至今已申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利150余項(xiàng)

9、2010年成立至今已獲得ISO9001、ISO14001、ISO/TS16949、OHSAS18001等管理體系認(rèn)證
   

是否有“智能設(shè)計(jì)”？

超級(jí)電容高功率光伏道路照明系統(tǒng)擁有獨(dú)特的智能控制設(shè)計(jì)，通過(guò)智能控制器可實(shí)現(xiàn)：

1、物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制路燈運(yùn)行情況；

2、亮燈時(shí)間根據(jù)季節(jié)變化，進(jìn)行智能光控和時(shí)控，保障天黑亮燈天亮熄燈。

3、獨(dú)特的節(jié)能方式運(yùn)行，光伏板可繞過(guò)控制器為儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，最大限度減少儲(chǔ)能系統(tǒng)的能耗，保障高功率照明穩(wěn)定運(yùn)行。

申報(bào)單位介紹：

湖南耐普恩科技有限公司成立于2010年5月，注冊(cè)資金5422萬(wàn)元，位于湖南省長(zhǎng)沙國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，是一家專(zhuān)業(yè)從超級(jí)電容器核心材料燒結(jié)到極片涂布、從單體封裝到應(yīng)用模組研制、直到終端應(yīng)用的全流程生產(chǎn)具完整產(chǎn)業(yè)鏈的高新技術(shù)企業(yè)。掌握超級(jí)電容器核心制備技術(shù)，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，已申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利150余項(xiàng)，并通過(guò)ISO9001、ISO14001、ISO/TS16949、OHSAS18001等管理體系認(rèn)證。
我司是超容行業(yè)生產(chǎn)工藝最先進(jìn)、產(chǎn)能最大的制造企業(yè)之一，也是國(guó)內(nèi)唯一經(jīng)TüV南德認(rèn)證企業(yè)(IEC62391全項(xiàng)目測(cè)試)。產(chǎn)品經(jīng)湖南省科技廳和國(guó)家質(zhì)檢總局科技成果鑒定達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，打破了歐美日韓的壟斷，實(shí)現(xiàn)了超級(jí)電容器核心技術(shù)的“進(jìn)口替代”。公司通過(guò)自主研發(fā)的工藝生產(chǎn)線精煉成熟，在行業(yè)內(nèi)率先運(yùn)用雙面涂層、大功率焊接等國(guó)際先進(jìn)生產(chǎn)工藝，相繼生產(chǎn)出功率型3000F和能量型300000F超級(jí)電容器單體等性能?chē)?guó)際領(lǐng)先的產(chǎn)品。

目前我司擔(dān)任中國(guó)工信部超級(jí)電容產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)、超級(jí)電容器標(biāo)準(zhǔn)工作組副組長(zhǎng)、中國(guó)照明學(xué)會(huì)新能源專(zhuān)委會(huì)副主任委員和湖南省照明學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)單位，2017年被評(píng)為超級(jí)電容產(chǎn)業(yè)“十佳企業(yè)”，牽頭制定包括超級(jí)電容光伏路燈在內(nèi)的多項(xiàng)國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)。2018年被湖南省經(jīng)信委評(píng)為（2018年～2020年）有特色、有競(jìng)爭(zhēng)力和高成長(zhǎng)性的“湖南省小巨人企業(yè)”加以重點(diǎn)扶持。同時(shí)還獲得“湖南省質(zhì)量信用AAA級(jí)企業(yè)”、“重質(zhì)量守信用企業(yè)” 和“重合同守信用企業(yè)”。產(chǎn)品已成功應(yīng)用于分布式儲(chǔ)能、新能源汽車(chē)、AGV機(jī)器人、軍工等多個(gè)領(lǐng)域。尤其是開(kāi)創(chuàng)性的將超容與光伏產(chǎn)業(yè)結(jié)合，徹底顛覆光伏行業(yè)傳統(tǒng)儲(chǔ)能技術(shù)，致力于“用清潔能源亮化城市”的理念，推動(dòng)新能源利用跨越式發(fā)展。2016年以來(lái)，公司獲得照明行業(yè)權(quán)威獎(jiǎng)項(xiàng)“阿拉丁神燈獎(jiǎng)十大技術(shù)獎(jiǎng)”“中照網(wǎng)金手指獎(jiǎng)” ，實(shí)現(xiàn)了光伏照明儲(chǔ)能技術(shù)里程碑式的重大突破，躍居超級(jí)電容器光伏儲(chǔ)能領(lǐng)域的第一品牌。

產(chǎn)品圖片：