中國風(fēng)資源：中國10m高度層的風(fēng)能資源總儲(chǔ)量為32.26億kW，其中實(shí)際可開發(fā)利用的風(fēng)能資源儲(chǔ)量為2.53億kW。

中國太陽能：中國陸地面積每年接收的太陽輻射總量為3.3×103～8.4×103MJ/m2，相當(dāng)于2.4×104億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的儲(chǔ)量。

上面是可利用的可再生能源規(guī)模，我們再來看路燈的數(shù)量。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國風(fēng)光互補(bǔ)路燈行業(yè)市場調(diào)研與投資預(yù)測分析報(bào)告》顯示，中國現(xiàn)有城鄉(xiāng)路燈總數(shù)，大約在4億盞，并以每年20%(4000萬盞/年)的速度增長。如此巨大數(shù)量的路燈若按照400瓦或250瓦高壓鈉燈計(jì)算，每年消耗3000億度電，相當(dāng)3個(gè)三峽水電站的年發(fā)電量。若其中有1/3的城市郊區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)等非高可靠性要求的地區(qū)路燈改成改成150瓦或100瓦風(fēng)光互補(bǔ)LED路燈，在1年內(nèi)將節(jié)約1000億度電，相當(dāng)于多出一個(gè)三峽電站。

二、風(fēng)光互補(bǔ)節(jié)能路燈的原理

要弄清楚風(fēng)光互補(bǔ)節(jié)能路燈現(xiàn)在出現(xiàn)問題的原因，首先要清楚其工作原理。

風(fēng)光互補(bǔ)節(jié)能路燈是一種將風(fēng)能和光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，而不需要從電網(wǎng)拉電纜用電，可單個(gè)使用。風(fēng)光互補(bǔ)路燈工作原理是利用自然風(fēng)和太陽能作為能量來源，風(fēng)輪吸收風(fēng)的能量，帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?jīng)過控制器的整流，穩(wěn)壓作用，把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，向蓄電池組充電并儲(chǔ)存電能；太陽能電池板利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)化為直流電，供負(fù)載使用或者貯存于蓄電池內(nèi)備用。

 

具體的能量導(dǎo)向是這樣的：分白天和黑夜

①　白天，在有風(fēng)和有陽光的時(shí)候，此時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池板同時(shí)工作，兩者發(fā)出的電能經(jīng)過控制器的整流逆變，將電壓變成蓄電池的額定電壓充電；

如果白天只有風(fēng)，沒有陽光，此時(shí)只有風(fēng)力發(fā)電裝置通過控制器給蓄電池供電；如果白天沒有風(fēng)，只有陽光，此時(shí)只有太陽能電池板通過控制器給蓄電池供電；如果白天既沒有風(fēng)也沒有陽光，那這種情況下只能利用之前蓄電池的剩余電量給燈具供電

②　黑夜，此時(shí)給燈具供電的要么是風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，要么只能靠蓄電池的存電。

上述的若干種情況，不管是哪一種，都要保證6-12小時(shí)/天的照明，極端陰雨天連續(xù)工作3-7天的設(shè)計(jì)要求。

風(fēng)光互補(bǔ)節(jié)能路燈的主要部件有：太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、：燈具、風(fēng)光互補(bǔ)控制器、免維護(hù)蓄電池等部件，接下來詳細(xì)介紹：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將自然的風(fēng)轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)施，將電能通過控制器送到蓄電池中存儲(chǔ)起來，它和太陽能電池板配合共同為路燈提供能源。

太陽能電池板：太能電池板是太陽能路燈中的核心部分，其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(chǔ)起來。

風(fēng)光互補(bǔ)控制器：控制器是整個(gè)路燈的中樞核心，一個(gè)性能良好的充電放電控制器是必不可少的。為了延長蓄電池的使用壽命，必須對(duì)它的充電放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償功能。同時(shí)太陽能控制器應(yīng)兼有路燈控制功能 ，具有光控、時(shí)控功能 ，并應(yīng)具有夜間自動(dòng)切控負(fù)載能 ，便于陰雨天延長路燈工作時(shí)間。

蓄電池：由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定 ，所以一般需要配置蓄電池系統(tǒng)才能工作，為了安裝方便，使用12V、24V、36V的膠體（Gel）電池，使用壽命長，更環(huán)保。

燈具：采用何種光源是風(fēng)光互補(bǔ)路燈是否能夠長時(shí)間保證照明亮度的重要指標(biāo) ， 一般燈具采用低壓節(jié)能燈、低壓納燈、無極燈、LED光源。

 

三、風(fēng)光互補(bǔ)節(jié)能路燈問題及方案

上面分析了風(fēng)光互補(bǔ)的原理和主要部件，那接下來我們分析最開始的那些問題就好解釋了，故障率高、噪音大、燈光亮度低、人為損壞嚴(yán)重、維修不及時(shí)等問題該如何解決呢？

燈光亮度低

這個(gè)是最常見的問題，也是最能直觀感受到的，燈光亮度低最直接的原因是燈具選擇問題，選擇的功率太低或者同等功率情況下光效較低都有可能，這種情況下在蓄電池容量允許的情況下，選擇更亮的LED燈具替代。另外一種原因就是蓄電池的選擇問題，這種情況一般由于蓄電池容量計(jì)算錯(cuò)誤或者區(qū)域溫度低導(dǎo)致容量變小，電池?zé)o法使燈具保持額定功率，影響亮度，此時(shí)更換容量更大，性能更好的電池就能解決問題。最后一種可能就是安裝的地方自然條件并不好，比如常年風(fēng)不大或者光照條件不好等等，此時(shí)的電池一直處于虧電狀態(tài)，影響蓄電池壽命的同時(shí)，還無法保證燈具的照明，此時(shí)可以采用的方法有改用啟動(dòng)風(fēng)速更低的垂直型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，太陽能電池板采用單晶硅太陽能電池為好，因?yàn)閱尉Ч杼柲茈姵匦阅軈?shù)比較穩(wěn)定。

噪音大

整個(gè)風(fēng)光互補(bǔ)路燈唯一產(chǎn)生噪音的部位就是位于路燈頂部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，如下圖樣式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是典型的水平軸迎風(fēng)向型發(fā)電機(jī)，其葉片為螺旋槳型，額定轉(zhuǎn)速一般在400r/min左右，功率在300w,輸出電壓一般為14或28V。

這種發(fā)風(fēng)力電機(jī)的特點(diǎn)就是價(jià)格便宜，缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速大噪音響、安裝不方便，軸承由于長期處于偏心轉(zhuǎn)態(tài)，受力不均衡軸承卡塞異響等。

對(duì)于安裝在城市馬路上的情況，這個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)影響不大，如果是安裝在人員居住地附近的鄉(xiāng)村，這種噪音將影響人們晚上的睡眠。

上述情況建議改成垂直型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)受力均衡，葉片轉(zhuǎn)速低，產(chǎn)生的噪音小。

維修不及時(shí)，維護(hù)成本高

關(guān)于這個(gè)問題，我覺得可以借鑒大型風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)維方式。

大型風(fēng)電機(jī)組一般以風(fēng)電場為單位建設(shè)，在風(fēng)機(jī)建設(shè)完成之后的2-3年內(nèi)，風(fēng)機(jī)的一切維護(hù)問題由廠家負(fù)責(zé)，出質(zhì)保之后，風(fēng)電場的投資方可以選擇自己維護(hù)或者承包給專業(yè)的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)。

所以，風(fēng)光互補(bǔ)路燈也可以采用類似的方案，在質(zhì)保期內(nèi)，由廠家負(fù)責(zé)質(zhì)保，廠家可以以縣為單位設(shè)置維護(hù)網(wǎng)點(diǎn)，定期進(jìn)行維護(hù)，現(xiàn)場要是有損壞也可直接聯(lián)系網(wǎng)點(diǎn)前來維修的方式。

出質(zhì)保之后，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者縣有關(guān)部門牽頭，選擇招投標(biāo)的方式，把整個(gè)地區(qū)的風(fēng)光互補(bǔ)路燈的維護(hù)擇優(yōu)承包出去，同時(shí)建立完善的考評(píng)機(jī)制，保證路燈維護(hù)成本最低，實(shí)際使用效果和效率最好。

四、結(jié)語

盡管風(fēng)光互補(bǔ)路燈存在一定的現(xiàn)有問題，但是節(jié)能減排是我國大力倡導(dǎo)的一個(gè)方向，風(fēng)光互補(bǔ)路燈依然廣受青睞，相信風(fēng)電光伏發(fā)電行業(yè)內(nèi)人士的努力下，目前存在的問題將逐步解決