物理

路灯，作为便民工程，也是耗电大户。在能源紧张的今天，风光互补路灯解决了这一难题，但风电互补路灯原理并不为人所知。其实风电互补路灯原理在国外早已普及，了解风电互补路灯原理才能更好的在国内将此项技术进行推广。

　　风光互补发电系统是一种风能和光能转化为电能的装置，风光互补路灯工作原理是利用自然风作为动力，风吸收风的能量，带动风力发电机旋转，把风能转变为电能，经过控制器的整流，稳压作用，把交流电转换为直流电，向蓄电池组充电并储存电能。利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电，供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。
风光互补型路灯结构由太阳能电池组件、风机、太阳能大功率LED、LPS灯具、光伏控制系统、风机控制系统、太阳能专用免维护蓄电池等部件组成，还包括太阳能电池组件支架、风机附件，灯杆，预埋件，蓄电池地埋箱等配件。

　　1 、风力发电机

　　风力发电机是将自然的风转换成电能的设施，将电能送到蓄电池中存储起来，它和太阳能电池板配合共同为路灯能源。根据光源的功率不同，使用的风力发电机的功率也不同，一般有200W、300W、400W、600W等。输出的电压也有12V、24V、36V等若干种。

　　2、太阳能电池板 ：

　　太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分,也是太阳能路灯中价值最高的部分。其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。

　　3、太阳能控制器

　　无论太阳能灯具大小 , 一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命,必须对它的充电放电条件加以,防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时太阳能控制器应兼有路灯控制功能 ,具有光控、时控功能 ,并应具有夜间自动切控负载能 ,便于阴雨天延长路灯工作时间。

　　4、蓄电池

　　由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定 ,所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能满足夜晚照明的前提下,把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要, 蓄电池过大,一方面蓄电池始终处在亏电状态 , 影响蓄电池寿命,同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷( 路灯 )相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以 ,系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20～30%,才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日耗量 6倍以上为宜。蓄电池的选择我们推荐使用胶体(Gel)电池，使用寿命长，更环保。

　　5、光源

　　太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标 , 一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压纳灯、无极灯、LED光源。

　　( 1 ) 低压节能灯: 功率小 , 光效较高 ,但使用寿命2000小时,电压低灯管发黑 , 一般适合太阳能草坪灯、庭院灯。

　　(2)低压钠灯：低压钠灯光效高(可达200Lm/w),采用较少。

　　(3)无极灯：功率小，光效较高。该灯在22V(纯正弦波，频率50赫兹)普通市电条件下使用，寿命可以达到5万小时，在太阳能灯具上使用寿命大大减少和普通节能灯差不多(因为太阳能灯具都是方波逆计变器，太阳能电源220V输出频率、项位、电压都是不能和普通市电相比的。

　　(4)LED：LED灯光源，寿命长，可达1000000小时，工作电压低，不需要逆变器，光效较高，国产50Lm/w，进口80Lm/w，随着技术进步，LED的性能将进一步提高。LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。

　　6、灯杆及灯具外壳

　　灯杆的高度应根据道路的宽度、灯具的间距，道路的照度标准确定。灯具外壳根据我钨收集了许多国外太阳灯，在美观外壳和节能之间，大多数都选择节能，灯具外观要求不高，相对实用就行。

　　选用风光互补路灯要注意的问题

　　1 风机的选择

　　风机是风光互补路灯的标志性产品，风机的选择最关键的是要风机的运行平稳。灯杆是无位索塔，最小心因风机运行时的振动引起灯罩和太阳能支架的固定件松脱。选择风机的另一个主要因素就是风机的造型美观，重量要轻，减小塔杆的负荷。

　　2.供电系统最佳配置的设计

　　保证路灯的亮灯时间是路灯的重要指标，风光互补路灯作为一个供电系统，从路灯灯泡的选择到风机，

　　阳能电池及储能系统容量的配置都有一个最佳配置设计的问题，需要结合安装路灯地点的自然条件来进行系统最佳容量配置的设计

　　3.灯杆的强度设计

　　要根据选定的风机及太阳能电池的容量及安装高度要求，结合当地的自然条件进行灯杆强度的设计，确定合理的灯杆和结构形式。