摘要：在能源日益短缺緊張的今天，太陽能、風(fēng)能照明就引起了人們的高度重視。實(shí)際上，太陽能風(fēng)能照明從20世紀(jì)90年代末就已經(jīng)開始采用，并得到了迅速發(fā)展。太陽能和風(fēng)能是可再生的兩大綠色能源。取之不盡。用之不絕，太陽能、風(fēng)能照叫技術(shù)是綠色照明的重要組成部分。在條件允許的地區(qū)，應(yīng)推廣使用太陽能照明系統(tǒng)，推廣使用風(fēng)光互補(bǔ)型路燈。充分利用這兩種能源是世界各國政府可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略決策。

　　關(guān)鍵詞：太陽能,風(fēng)能,互補(bǔ),路燈

　　1 前言：當(dāng)前，科技創(chuàng)新，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展迫使各國不斷增大對能源的需求量，預(yù)計(jì)未來數(shù)十年的時間內(nèi)，能源的消耗將只增不減，而石油、煤、然氣等傳統(tǒng)不可再生資源的儲量有限，伴隨其日益損耗，開發(fā)可再生新能源將是人類發(fā)展的必經(jīng)之路。新能源涵蓋太陽能、風(fēng)能，潮汐能、地?zé)崮芗吧�物質(zhì)能等，其中以太陽能和風(fēng)能的綜合優(yōu)勢最明顯，其利用范圍廣，不破壞自然環(huán)境，并且取之不盡、用之不竭，它們必將成為今后替代能源的主流。風(fēng)光互補(bǔ)照明系統(tǒng)是一種完全依靠太陽能和風(fēng)能供電的節(jié)能、環(huán)保、自動化程度高的離網(wǎng)型照明系統(tǒng)，它將解決目前照明系統(tǒng)存在的無限消耗一次能源、輸電線路安裝復(fù)雜、維護(hù)費(fèi)用高、環(huán)境污染、安全隱患以及支付電費(fèi)等弊病，作為清潔可利用再生能源的產(chǎn)物，必將有廣闊的發(fā)展空間和市場前景。

　　2 風(fēng)光互補(bǔ)路燈的功能及使用原理

　　風(fēng)光互補(bǔ)路燈是利用光生伏特效應(yīng)原理制成的太陽能電池，白天太陽能電池板接收太陽輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出，經(jīng)過充放電控制器儲存在蓄電池中，夜晚當(dāng)照度逐漸降低至10LX左右、太陽能電池板開路電壓4.5V左右，充放電控制器偵測到這一電壓值后動作，蓄電池對燈頭放電。蓄電池放電8.5h后，充放電控制器動作，蓄電池放電結(jié)束。

　　太陽能路燈基本構(gòu)成應(yīng)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池板、蓄電池、LED光源、燈桿、控制電路、避雷針。

　　風(fēng)能是空氣的動能，是風(fēng)所負(fù)載的能量，風(fēng)能的大小決定于風(fēng)速和空氣的密度。在地球上和大氣中，各處接收到的太陽輻射能和放出的長波輻射能是不同的，因此在各處的溫度也不同，這就造成了氣壓的差別。大氣便由氣壓高的地方向氣壓低的地方流動。水平方向的大氣流動就是風(fēng)，所以，風(fēng)的能量是由太陽輻射能轉(zhuǎn)化而來。

　　風(fēng)力發(fā)電的原理是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度)，便可以開始發(fā)電。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不只是由一個發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能;機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能;葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能;轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能。

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定，故其輸出的是13-25V變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對蓄電池充電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源，把電池里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。

　　與此同時太陽能電池板也是風(fēng)光互補(bǔ)路燈中的重要部分，太陽能電池板的作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能,或送至蓄電池中存儲起來。在眾多太陽光電池中較普遍且較實(shí)用的有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池及非晶硅太陽能電池等三種。在太陽光充足日照好的東西部地區(qū) ,采用多晶硅太陽能電池為好,因?yàn)槎嗑Ч杼�陽能電池生產(chǎn)工藝相對簡單,價格比單晶低。在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區(qū),采用單晶硅太陽能電池為好,因?yàn)閱尉Ч杼�陽能電池性能參�?shù)比較穩(wěn)定。非晶硅太陽能電池在室外陽光不足的情況下比較好 ,因?yàn)榉蔷Ч杼�陽能電池對太陽光照條件要求比較低。

　　風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器是風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)內(nèi)最主要的部件，起著對其他部件發(fā)號師令與協(xié)調(diào)工作的主要作用，它一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載或交流負(fù)載，另一方面把多余的能量按蓄電池的特性曲線對蓄電池組進(jìn)行充電，當(dāng)所發(fā)的電不能滿足負(fù)載需要時，控制器又把蓄電池的電能送往負(fù)載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當(dāng)蓄電池所儲存的電能放完時，控制器要控制蓄電池不被過放電，保護(hù)蓄電池。

　　3 風(fēng)光互補(bǔ)路燈的安裝流程

　　3.1基礎(chǔ)

　　風(fēng)光互補(bǔ)路燈由于自身重量較重，出于安全考慮，燈基礎(chǔ)比普通路燈有更高的要求，例如：1)、基礎(chǔ)混凝土采用砼C25規(guī)格為1600*900*750;2)、五層∅12鋼筋(Q235)與M24地腳螺絲牢固焊接;3)、路燈的強(qiáng)度設(shè)計(jì)按抗12級臺風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 另外挖基礎(chǔ)坑時，要了解地下管線情況，并采取防塌方、交錯措施。澆注混凝土基礎(chǔ)前基礎(chǔ)鋼筋必須嚴(yán)格按要求綁扎，底腳螺栓的螺牙涂牛油并加以包扎。

　　3.2防雷接地

　　風(fēng)光互補(bǔ)路燈本身必須有獨(dú)立的接地系統(tǒng)，可在基礎(chǔ)四周設(shè)置4根2.7m單根接地管接地，其接地電阻不大于4Ω。光控箱外殼戶外落地控制箱及進(jìn)出線鍍鋅鋼管要有可靠接地，接地電阻不大于8Ω。

　　3.3太陽能電池板

　　太陽能電池板支架應(yīng)安裝在規(guī)定的路燈支架上，牢固地固定在路燈支架上并調(diào)整好方向和角度。太陽板電纜線應(yīng)按規(guī)定穿到太陽板支架里，穿好后打上玻璃膠，確保雨水浸入。

　　3.4風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

　　插好并旋緊發(fā)電機(jī)和竄線電纜的接頭。將發(fā)電機(jī)套入路燈支架頂端的法蘭內(nèi)(風(fēng)機(jī)孔要與路燈支架頂端孔對齊)。將風(fēng)力發(fā)電機(jī)與法蘭用螺釘緊固。緊固好風(fēng)力發(fā)電機(jī)頂端的輪轂。安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)的導(dǎo)流罩。

　　3.5控制柜

　　控制柜的門應(yīng)與箱體緊密相配，防止雨水滲入。控制器應(yīng)采用所需設(shè)備規(guī)格安裝，連接線時應(yīng)牢固在控制器接線板內(nèi)，不應(yīng)松動。電纜線進(jìn)到接線箱內(nèi)，應(yīng)固定在接線板上;路燈相線可用銅熔絲或壓板相連。

　　3.6系統(tǒng)控制與調(diào)試

　　3.6.1調(diào)試。

　　風(fēng)光互補(bǔ)路燈的電纜線、燈具安裝、控制電器設(shè)備全部安裝完畢。應(yīng)對風(fēng)光互補(bǔ)路燈的線路和線路絕緣測試。對風(fēng)光互補(bǔ)路燈進(jìn)行亮暗測試。

　　3.6.2試運(yùn)行。

　　對風(fēng)光互補(bǔ)路燈通電后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行巡視檢查。開關(guān)、燈具和控制電器設(shè)備巡視檢查。通電試運(yùn)行時間為8h，所有照明燈具均需開啟，每2h記錄運(yùn)行狀態(tài)一次，連續(xù)8h內(nèi)無故障為合格。

　　4 風(fēng)光互補(bǔ)路燈的優(yōu)點(diǎn)及效益

　　4.1使用風(fēng)光互補(bǔ)路燈的優(yōu)點(diǎn)

　　1)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)為綠色環(huán)保照明系統(tǒng)，不會對環(huán)境和周邊地區(qū)產(chǎn)生污染;

　　2)省卻后期大量電費(fèi)支出，免除挖電纜槽溝和鋪線等工程;

　　3)免受電纜被偷盜的大量額外支出;

　　4)大面積的地區(qū)停電，不會影響到道路照明;

　　5)自身為獨(dú)立供電系統(tǒng)，不受干擾;

　　6)施工簡單，工期短，保證運(yùn)行安全。

　　7)可以成為城市的標(biāo)志性景觀。

　　4.2社會效益

　　1)風(fēng)光互補(bǔ)路燈安裝簡單

　　在市電照明工程中有復(fù)雜的作業(yè)程序，首先要鋪設(shè)電纜，要進(jìn)行電纜溝的開挖、鋪設(shè)暗管、管內(nèi)穿線、回填等大量基礎(chǔ)工程。然后進(jìn)行長時間的安裝調(diào)試，如任何一條線路有問題，則要大面積返工。而且地勢和線路要求復(fù)雜、人工和輔助材料成本高昂。

　　風(fēng)光互補(bǔ)路燈安裝簡便：安裝時，不用鋪設(shè)復(fù)雜的線路，只要做一個水泥基座，然后用不銹鋼螺絲固定就可。

　　2)風(fēng)光互補(bǔ)路燈節(jié)能無消耗

　　市電照明工程中有固定高昂的電費(fèi)，要長期不間斷對線路和其它配置進(jìn)行維護(hù)或更換，維護(hù)成本逐年遞增。

　　風(fēng)光互補(bǔ)路燈免電費(fèi)：是一次性投入，低維護(hù)成本，長期受益。

　　3)風(fēng)光互補(bǔ)路燈沒有安全隱患

　　風(fēng)光互補(bǔ)路燈是超低壓產(chǎn)品，運(yùn)行安全可靠，不存在市電照明系統(tǒng)由于供電不正常、水電氣管道的沖突等方面帶來諸多安全隱患。

　　4)風(fēng)光互補(bǔ)路燈屬于生態(tài)產(chǎn)品

　　風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)是完全的綠色照明系統(tǒng)，完全采用可再生的自然能源，可以提高城市環(huán)境質(zhì)量，減少大氣污染，為子孫后代造福。

　　5 小結(jié)：風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)是一套獨(dú)立的分散式供電系統(tǒng)，不受電力安裝位置的影響，也不需要開挖路面做布線埋管施工，現(xiàn)場施工和安裝都很方便，綜合效益好，特別是對已建成的道路增設(shè)風(fēng)光路燈非常方便。在市內(nèi)開闊地帶、市郊主次干道、公園道路、大型房地產(chǎn)別墅小區(qū)、沿海公路和高速公路等安裝風(fēng)光互補(bǔ)路燈比常規(guī)路燈有明顯的優(yōu)勢。