简述风光互补路灯

摘要：在能源日益短缺紧张的今天，太阳能、风能照明就引起了人们的高度重视。实际上，太阳能风能照明从20世纪90年代末就已经开始采用，并得到了迅速发展。太阳能和风能是可再生的两大绿色能源。取之不尽。用之不绝，太阳能、风能照叫技术是绿色照明的重要组成部分。在条件允许的地区，应推广使用太阳能照明系统，推广使用风光互补型路灯。充分利用这两种能源是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。

关键词：太阳能风能 互补路灯

Abstract: in the growing shortages of nervous energy today, solar energy, wind energy lighting has caused the attention of the people. In fact, solar wind lighting from the 1990 s has already begun to use, and get the quick development. Solar and wind power is a renewable two big green energy. Inexhaustible. With bottomless, solar energy, wind energy as that technology is an important part of green lighting. In the conditions allow areas, promote the use of solar energy should be lighting system, promote the use of scenery complementary street lamp. Make full use of these two kinds of energy is the various countries government of the sustainable development of energy strategic decision.

Keywords: solar wind complementary street lamp

中图分类号： TK511文献标识码：A 文章编号：

1 前言：当前，科技创新，经济飞速发展迫使各国不断增大对能源的需求量，预计未来数十年的时间内，能源的消耗将只增不减，而石油、煤、然气等传统不可再生资源的储量有限，伴随其日益损耗，开发可再生新能源将是人类发展的必经之路。新能源涵盖太阳能、风能，潮汐能、地热能及生物质能等，其中以太阳能和风能的综合优势最明显，其利用范围广，不破坏自然环境，并且取之不尽、用之不竭，它们必将成为今后替代能源的主流。风光互补照明系统是一种完全依靠太阳能和风能供电的节能、环保、自动化程度高的离网型照明系统，它将解决目前照明系统存在的无限消耗一次能源、输电线路安装复杂、维护费用高、环境污染、安全隐患以及支付电费等弊病，作为清洁可利用再生能源的产物，必将有广阔的发展空间和市场前景。

2 风光互补路灯的功能及使用原理

风光互补路灯是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池，白天太阳能电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至10LX左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电8.5h后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。

太阳能路灯基本构成应为风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、LED光源、灯杆、控制电路、避雷针。

风能是空气的动能，是风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。在地球上和大气中，各处接收到的太阳辐射能和放出的长波辐射能是不同的，因此在各处的温度也不同，这就造成了气压的差别。大气便由气压高的地方向气压低的地方流动。水平方向的大气流动就是风，所以，风的能量是由太阳辐射能转化而来。

风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。小型风力发电系统效率很高，但它不只是由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能；叶片用来接受风力并通过机头转为电能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能。

风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13-25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电池充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电池里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。

与此同时太阳能电池板也是风光互补路灯中的重要部分，太阳能电池板的作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的东西部地区 ,采用多晶硅太阳能电池为好,因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单,价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区,采用单晶硅太阳能电池为好,因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好 ,因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。

风光互补路灯控制器是风光互补路灯系统内最主要的部件，起着对其他部件发号师令与协调工作的主要作用，它一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量按蓄电池的特性曲线对蓄电池组进行充电，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。

3 风光互补路灯的安装流程

3.1基础

风光互补路灯由于自身重量较重，出于安全考虑，灯基础比普通路灯有更高的要求，例如：1）、基础混凝土采用砼C25规格为1600*900*750；2）、五层∅12钢筋（Q235）与M24地脚螺丝牢固焊接；3）、路灯的强度设计按抗12级台风的标准设计。 另外挖基础坑时，要了解地下管线情况，并采取防塌方、交错措施。浇注混凝土基础前基础钢筋必须严格按要求绑扎，底脚螺栓的螺牙涂牛油并加以包扎。

3.2防雷接地

风光互补路灯本身必须有独立的接地系统，可在基础四周设置4根2.7m单根接地管接地，其接地电阻不大于4Ω。光控箱外壳户外落地控制箱及进出线镀锌钢管要有可靠接地，接地电阻不大于8Ω。

3.3太阳能电池板

太阳能电池板支架应安装在规定的路灯支架上，牢固地固定在路灯支架上并调整好方向和角度。太阳板电缆线应按规定穿到太阳板支架里，穿好后打上玻璃胶，确保雨水浸入。

3.力发电机组

插好并旋紧发电机和窜线电缆的接头。将发电机套入路灯支架顶端的法兰内（风机孔要与路灯支架顶端孔对齐）。将风力发电机与法兰用螺钉紧固。紧固好风力发电机顶端的轮毂。安装风力发电机的导流罩。

3.5控制柜

控制柜的门应与箱体紧密相配，防止雨水渗入。控制器应采用所需设备规格安装，连接线时应牢固在控制器接线板内，不应松动。电缆线进到接线箱内，应固定在接线板上；路灯相线可用铜熔丝或压板相连。

3.6系统控制与调试

3.6.1调试。

风光互补路灯的电缆线、灯具安装、控制电器设备全部安装完毕。应对风光互补路灯的线路和线路绝缘测试。对风光互补路灯进行亮暗测试。

3.6.2试运行。

对风光互补路灯通电后，根据设计要求，进行巡视检查。开关、灯具和控制电器设备巡视检查。通电试运行时间为8h，所有照明灯具均需开启，每2h记录运行状态一次，连续8h内无故障为合格。

4 风光互补路灯的优点及效益

4.1使用风光互补路灯的优点

1）风光互补路灯系统为绿色环保照明系统，不会对环境和周边地区产生污染；

2）省却后期大量电费支出，免除挖电缆槽沟和铺线等工程；

3）免受电缆被偷盗的大量额外支出；

4）大面积的地区停电，不会影响到道路照明；

5）自身为独立供电系统，不受干扰；

6）施工简单，工期短，保证运行安全。

7）可以成为城市的标志性景观。

4.2社会效益

1）风光互补路灯安装简单

在市电照明工程中有复杂的作业程序，首先要铺设电缆，要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。

风光互补路灯安装简便：安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。

2）风光互补路灯节能无消耗

市电照明工程中有固定高昂的电费，要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。

风光互补路灯免电费：是一次性投入，低维护成本，长期受益。

3）风光互补路灯没有安全隐患

风光互补路灯是超低压产品，运行安全可靠，不存在市电照明系统由于供电不正常、水电气管道的冲突等方面带来诸多安全隐患。

4）风光互补路灯属于生态产品

风光互补路灯系统是完全的绿色照明系统，完全采用可再生的自然能源，可以提高城市环境质量，减少大气污染，为子孙后代造福。

5 小结：风光互补路灯系统是一套独立的分散式供电系统，不受电力安装位置的影响，也不需要开挖路面做布线埋管施工，现场施工和安装都很方便，综合效益好，特别是对已建成的道路增设风光路灯非常方便。在市内开阔地带、市郊主次干道、公园道路、大型房地产别墅小区、沿海公路和高速公路等安装风光互补路灯比常规路灯有明显的优势。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。