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

　　關鍵詞：太陽能,風能,互補,路燈

　　1 前言：當前，科技創新，經濟飛速發展迫使各國不斷增大對能源的需求量，預計未來數十年的時間內，能源的消耗將只增不減，而石油、煤、然氣等傳統不可再生資源的儲量有限，伴隨其日益損耗，開發可再生新能源將是人類發展的必經之路。新能源涵蓋太陽能、風能，潮汐能、地熱能及生物質能等，其中以太陽能和風能的綜合優勢最明顯，其利用范圍廣，不破壞自然環境，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。風光互補照明系統是一種完全依靠太陽能和風能供電的節能、環保、自動化程度高的離網型照明系統，它將解決目前照明系統存在的無限消耗一次能源、輸電線路安裝復雜、維護費用高、環境污染、安全隱患以及支付電費等弊病，作為清潔可利用再生能源的產物，必將有廣闊的發展空間和市場前景。

　　2 風光互補路燈的功能及使用原理

　　風光互補路燈是利用光生伏特效應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化為電能輸出，經過充放電控制器儲存在蓄電池中，夜晚當照度逐漸降低至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，蓄電池放電結束。

　　太陽能路燈基本構成應為風力發電機、太陽能電池板、蓄電池、LED光源、燈桿、控制電路、避雷針。

　　風能是空氣的動能，是風所負載的能量，風能的大小決定于風速和空氣的密度。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，所以，風的能量是由太陽輻射能轉化而來。

　　風力發電的原理是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度(微風的程度)，便可以開始發電。小型風力發電系統效率很高，但它不只是由一個發電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統：風力發電機+充電器+數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、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的方向從而獲得最大的風能;機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能;葉片用來接受風力并通過機頭轉為電能;轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能。

　　風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13-25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電池充電，使風力發電機產生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源，把電池里的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。

　　與此同時太陽能電池板也是風光互補路燈中的重要部分，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 ,采用多晶硅太陽能電池為好,因為多晶硅太陽能電池生產工藝相對簡單,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,采用單晶硅太陽能電池為好,因為單晶硅太陽能電池性能參數比較穩定。非晶硅太陽能電池在室外陽光不足的情況下比較好 ,因為非晶硅太陽能電池對太陽光照條件要求比較低。

　　風光互補路燈控制器是風光互補路燈系統內最主要的部件，起著對其他部件發號師令與協調工作的主要作用，它一方面把調整后的能量送往直流負載或交流負載，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行充電，當所發的電不能滿足負載需要時，控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當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，保護蓄電池。

　　3 風光互補路燈的安裝流程

　　3.1基礎

　　風光互補路燈由于自身重量較重，出于安全考慮，燈基礎比普通路燈有更高的要求，例如：1)、基礎混凝土采用砼C25規格為1600*900*750;2)、五層∅12鋼筋(Q235)與M24地腳螺絲牢固焊接;3)、路燈的強度設計按抗12級臺風的標準設計。 另外挖基礎坑時，要了解地下管線情況，并采取防塌方、交錯措施。澆注混凝土基礎前基礎鋼筋必須嚴格按要求綁扎，底腳螺栓的螺牙涂牛油并加以包扎。

　　3.2防雷接地

　　風光互補路燈本身必須有獨立的接地系統，可在基礎四周設置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安裝在規定的路燈支架上，牢固地固定在路燈支架上并調整好方向和角度。太陽板電纜線應按規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風力發電機組

　　插好并旋緊發電機和竄線電纜的接頭。將發電機套入路燈支架頂端的法蘭內(風機孔要與路燈支架頂端孔對齊)。將風力發電機與法蘭用螺釘緊固。緊固好風力發電機頂端的輪轂。安裝風力發電機的導流罩。

　　3.5控制柜

　　控制柜的門應與箱體緊密相配，防止雨水滲入。控制器應采用所需設備規格安裝，連接線時應牢固在控制器接線板內，不應松動。電纜線進到接線箱內，應固定在接線板上;路燈相線可用銅熔絲或壓板相連。

　　3.6系統控制與調試

　　3.6.1調試。

　　風光互補路燈的電纜線、燈具安裝、控制電器設備全部安裝完畢。應對風光互補路燈的線路和線路絕緣測試。對風光互補路燈進行亮暗測試。

　　3.6.2試運行。

　　對風光互補路燈通電后，根據設計要求，進行巡視檢查。開關、燈具和控制電器設備巡視檢查。通電試運行時間為8h，所有照明燈具均需開啟，每2h記錄運行狀態一次，連續8h內無故障為合格。

　　4 風光互補路燈的優點及效益

　　4.1使用風光互補路燈的優點

　　1)風光互補路燈系統為綠色環保照明系統，不會對環境和周邊地區產生污染;

　　2)省卻后期大量電費支出，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)大面積的地區停電，不會影響到道路照明;

　　5)自身為獨立供電系統，不受干擾;

　　6)施工簡單，工期短，保證運行安全。

　　7)可以成為城市的標志性景觀。

　　4.2社會效益

　　1)風光互補路燈安裝簡單

　　在市電照明工程中有復雜的作業程序，首先要鋪設電纜，要進行電纜溝的開挖、鋪設暗管、管內穿線、回填等大量基礎工程。然后進行長時間的安裝調試，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雜、人工和輔助材料成本高昂。

　　風光互補路燈安裝簡便：安裝時，不用鋪設復雜的線路，只要做一個水泥基座，然后用不銹鋼螺絲固定就可。

　　2)風光互補路燈節能無消耗

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

　　風光互補路燈免電費：是一次性投入，低維護成本，長期受益。

　　3)風光互補路燈沒有安全隱患

　　風光互補路燈是超低壓產品，運行安全可靠，不存在市電照明系統由于供電不正常、水電氣管道的沖突等方面帶來諸多安全隱患。

　　4)風光互補路燈屬于生態產品

　　風光互補路燈系統是完全的綠色照明系統，完全采用可再生的自然能源，可以提高城市環境質量，減少大氣污染，為子孫后代造福。

　　5 小結：風光互補路燈系統是一套獨立的分散式供電系統，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風光路燈非常方便。在市內開闊地帶、市郊主次干道、公園道路、大型房地產別墅小區、沿海公路和高速公路等安裝風光互補路燈比常規路燈有明顯的優勢。