【正文】 區(qū)、開發(fā)區(qū)，景觀道路，公園，生活小區(qū)，企事業(yè)單位，工廠照明等。 風(fēng)光互補(bǔ)路燈在節(jié)約資源和環(huán)保等方面的社會(huì)效益 燃燒化石燃料給環(huán)境造成的危害是當(dāng)今世界性的嚴(yán)重問題，其結(jié)果是使生態(tài)環(huán)境遭到破壞，人畜生活受到危害。特別是直接燃燒煤炭所造成的環(huán)境危害更是觸目驚心?；剂显谌紵^程中都要放出二氧化硫、一氧化碳、煙塵、放射性飄塵、氮氧化物、二氧化碳等。這些物質(zhì)會(huì)直接危害人畜，導(dǎo)致機(jī)體癌變，使生物受輻射損傷，產(chǎn)生酸雨，形成溫室效應(yīng)。發(fā)達(dá)國(guó)家在工業(yè)化初期，由于大量燃燒煤炭而付出了沉痛的代價(jià)。釀成災(zāi)難的典型例子是：20 世紀(jì)五六十年代，英國(guó)倫敦由于大量燃用煤炭等化石燃料，有霧都之稱。在 1952年一次煙霧事件中，死亡人數(shù)達(dá) 4000 人，1962年一次死亡人數(shù)達(dá)750 人。 國(guó)家發(fā)改委提供的數(shù)據(jù)是火電廠平均每千瓦時(shí)供電煤耗由 2000 年的 392g 標(biāo)準(zhǔn)煤降到 360g 標(biāo)準(zhǔn)煤,2020 年達(dá)到 320g 標(biāo)準(zhǔn)煤。即一噸標(biāo)準(zhǔn)煤可以發(fā)三千千瓦時(shí)(3000 度)的電。工業(yè)鍋爐每燃燒一噸標(biāo)準(zhǔn)煤,就產(chǎn)生二氧化碳 2620 公斤,二氧化硫 公斤,氮氧化物 舉例計(jì)算： 150 套 250W 路燈,每天用電時(shí)間 10 小時(shí),十年用電量為：1,642,500 度電 耗煤 ,減少排放二氧化碳 1,434,450 公斤,二氧化硫 公斤,氮氧化物 公斤 據(jù)悉,發(fā)達(dá)國(guó)家為完成其在《 京都議定書 》中的承諾,在 20082012 年的5年時(shí)間里,每年將需要通過 CDM 項(xiàng)目購買約 2 億~4 億噸二氧化碳當(dāng)量的溫室氣體,價(jià)格約為 6 歐元/噸（摘自第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)2005/12/20第 C02 版）.現(xiàn)在的價(jià)格已經(jīng)漲到 12歐元/噸。也就是說,使用150 套風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)相當(dāng)于還創(chuàng)造了約 “中國(guó)科協(xié)副主席、中國(guó)工程院院士謝克昌在首屆中國(guó)煤炭博覽會(huì)上介紹，由于煤炭工業(yè)生產(chǎn)方式整體粗放，生產(chǎn)一噸煤付出的資源代價(jià)、生態(tài)環(huán)境代價(jià)、生命代價(jià)、后續(xù)發(fā)展能力代價(jià)算起來令人觸目驚心。謝院士說，按目前水平，生產(chǎn)100萬噸原煤，要?jiǎng)佑?50萬噸煤炭?jī)?chǔ)量，損耗248萬噸水資源，產(chǎn)生20萬噸矸石，死亡3人至5人,而我國(guó)2006年煤炭產(chǎn)量就已高達(dá)2380個(gè)百萬噸。”（摘自2007/9/26 新華每日電訊） 因此,采用可再生能源進(jìn)行節(jié)能減排給子孫后代所帶來福祉的意義重大,其價(jià)值也難以估量。 1 安全性問題 擔(dān)心路燈的風(fēng)車和太陽能電池板會(huì)被風(fēng)吹落到公路上傷及車輛和行人。 實(shí)際上，風(fēng)光互補(bǔ)路燈的風(fēng)車和太陽能電池板的受風(fēng)面積遠(yuǎn)小于公路指示牌和燈桿廣告牌，而且，路燈的強(qiáng)度設(shè)計(jì)也是按抗 12 級(jí)臺(tái)風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，不會(huì)出現(xiàn)安全上的問題。 2 亮燈時(shí)間不保證 擔(dān)心路燈受天氣影響，亮燈時(shí)間不保證。 風(fēng)能和太陽能是最常有的自然能源，晴天陽光充足，而陰雨天則風(fēng)大，夏天陽光照射強(qiáng)度高，而冬天風(fēng)大，并且，根據(jù)氣象資料,通過專業(yè)的計(jì)算,進(jìn)行最合理的配置,能使風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配有足夠的儲(chǔ)能系統(tǒng)，能保證路燈有充足的電源。 3 造價(jià)高 人們普遍認(rèn)為風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)造價(jià)高。實(shí)際上，隨著科技進(jìn)步，節(jié)能型照明產(chǎn)品的普及，風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能產(chǎn)品的技術(shù)水平和生產(chǎn)批量的提高,使得成本下降,風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的造價(jià)已接近同規(guī)格常規(guī)路燈造價(jià)的平均水平。但由于風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)不消耗電能，所以，其運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于常規(guī)路燈。 風(fēng)光互補(bǔ)路燈 24V直流系統(tǒng)原理圖方框圖 圖 1: 方式 1：風(fēng)力機(jī)和太陽能電池組件通過智能控制器給蓄電池充電，然后由智能控制器智能控制 24V 直流路燈開啟、關(guān)閉。 風(fēng)光互補(bǔ)路燈 220V交流系統(tǒng)原理圖方框圖 圖 2 方式 2：風(fēng)力機(jī)和太陽能電池組件通過控制逆變器給蓄電池充電，然后由路燈控制器控制 220V交流路燈開啟、關(guān)閉。 圖 3 方式 3：當(dāng)風(fēng)力機(jī)和太陽能電池組件正常充電，蓄電池電壓達(dá)到正常時(shí)，市電 220V 交流電是不接通的；當(dāng)風(fēng)力機(jī)和太陽能電池組件不工作或達(dá)不到給蓄電池充電所需的正常工作值電壓時(shí)，這時(shí)由控制/逆變器判斷，市電通過自動(dòng)轉(zhuǎn)換給路燈控制器，由市電為路燈提供電力。(該方案可提供給原有路燈改造或重要道路的使用) 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)配置 1 24V直流系統(tǒng) 表1： 注意：系統(tǒng)的實(shí)際配置必需根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y源情況和負(fù)載使用情況計(jì)算 需根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y源情況和負(fù)載使用情況計(jì)算，以免蓄電池長(zhǎng)期處于過放或過充情況。 2 220V交流系統(tǒng) 表 2： 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 我公司風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配置方案參照以下標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)： 《城市道路照明工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》CJJ 892001 《小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)條件》 《離網(wǎng)型用戶風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)》GB/ 《家用太陽能光伏電源系統(tǒng)技術(shù)條件和試驗(yàn)方法》GB/T190642003 對(duì)環(huán)境和資源的要求 1 風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)推薦使用資源條件 ，同時(shí)年度太陽能輻射總量不小于500MJ/m 是風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)推薦用地區(qū)。 2 風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)在下列條件下應(yīng)能連續(xù)、可靠地工作： a) 室外溫度：－25 ℃~＋45℃； b) 室內(nèi)溫度：0℃~＋40℃； c) 空氣相對(duì)濕度：不大于90%(25℃177。5℃)； d) 海拔高度不超過1000m。 3 風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)在以下環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，應(yīng)由生產(chǎn)廠家和用戶共同商定技術(shù)要求和使用條a) 室外溫度范圍超出－25℃~＋45℃的地區(qū)； b) 室內(nèi)溫度范圍超出0℃~＋40℃的用戶； c) 海拔高度超過1000m的地區(qū)； d) 鹽霧或沙塵嚴(yán)重地區(qū)。 風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及組成 1 風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的組成: 圖4 風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，太陽能電池組件，智能控制器（或控制/逆變器），蓄電池組，燈具燈源，燈桿，電柜箱等組成。 2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 合理的匹配計(jì)算是設(shè)計(jì)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的關(guān)鍵。合理的匹配設(shè)計(jì)要求在當(dāng)?shù)仫L(fēng)能、太陽能資源條件一定的前提下，采用容量盡可能合適的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽電池組合板，達(dá)到能保證道路照明不間斷。 3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 設(shè)計(jì)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的步驟如下： 1）匯集及測(cè)量當(dāng)?shù)仫L(fēng)能資源、太陽能資源、其它天氣及地理環(huán)境數(shù)據(jù)包括每月的風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)、年風(fēng)頻數(shù)據(jù)、每年最長(zhǎng)的持續(xù)無風(fēng)時(shí)數(shù)、每年最大的風(fēng)速及發(fā)生的月份、韋布爾（weble）分布系數(shù)等；全年太陽日照時(shí)數(shù)、在水平表面上全年每平方米面積上接收的太陽輻射能、在具有一定傾斜角度的太陽光電池組件表面上每天太陽輻射峰值時(shí)數(shù)及太陽輻射能等；當(dāng)?shù)卦诘乩砩系木暥?、?jīng)度、海拔高度、最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天數(shù)、年最高氣溫及發(fā)生的月份、年最低氣溫及發(fā)生的月份等。 若是用戶處無法獲知非常詳細(xì)的資源情況，則按照下表基本資料的填寫，估算出一定范圍內(nèi)的發(fā)電量來進(jìn)行相對(duì)合理的配置設(shè)計(jì)。 表 3： 2）根據(jù)用戶負(fù)荷狀況，選擇燈桿，燈源，確定路燈的工作電壓、額定功率、工作時(shí)數(shù)等。 路燈設(shè)計(jì)是根據(jù)道路的具體照明要求來設(shè)計(jì)，道路寬度、周圍環(huán)境、車輛通過流量等設(shè)計(jì)燈桿、組件、安裝支架、燈挑臂，整體造型。然后確定燈高、照度、燈距，確定燈源、燈罩 3）確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及太陽能電池組件的總功率。 4）選擇風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及太陽能電池組件的型號(hào)，確定及優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 5）確定系統(tǒng)內(nèi)其它部件（蓄電池、控制器、控制/逆變器、輔助后備電源等）。 6）確定電控箱尺寸大小及位置 7）工程整體布局等 設(shè)備選型及說明 1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù) 1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的選擇 a) 由當(dāng)?shù)氐哪昶骄L(fēng)速，最低月平均風(fēng)速，無有效風(fēng)速期時(shí)間的長(zhǎng)短和年度總用電電量，月平均最低用電電量計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率； b) 由年內(nèi)最低的月平均風(fēng)速，選擇風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定風(fēng)速值； 2）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù) 2 太陽能電池組件的主要特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù) 1）太陽能電池組件功率的選擇 太陽能電池組的峰值功率由系統(tǒng)日平均最低耗電電量、當(dāng)?shù)胤逯等照招r(shí)數(shù)和系統(tǒng)損失因子來定； 在一般正常狀態(tài)下，系統(tǒng)的太陽電池組件的最小功率應(yīng)能保證提出供出系統(tǒng)日平均最低發(fā)電量，并且是日平均最低耗電量的 。 2） 太陽能電池組件主要特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù) 表 5: 3 智能控制器主要特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù) 1）智能控制器主要特點(diǎn) 思源致遠(yuǎn)生產(chǎn)的 ZYKⅡ型智能控制器是專門為風(fēng)能、太陽能供電的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能控制器該控制器具有充電保護(hù)和兩路負(fù)載工作時(shí)間控制的功能。具有五種負(fù)載控制方式：全光控、光時(shí)晚上兩段控、白天兩段控、全時(shí)控。有通訊接收接口，用戶可自己配置發(fā)射接收模塊，進(jìn)行遠(yuǎn)程制。 2） 智能控制器技術(shù)參數(shù) 性能指標(biāo) 風(fēng)力機(jī)額定功率 300W 光伏功率 150W 最大充電電流 25A 每路最大負(fù)載電流 DC5A 每路最大輸出功率 120W 缺省過充保護(hù)電壓 177。 缺省浮沖電壓 177。 缺省過放保護(hù)電壓 177。 缺省過放恢復(fù)電壓 177。 溫度補(bǔ)償 5mV/℃ 空載損耗 ≤20mA 環(huán)境溫度 10℃～+40℃8 防護(hù)等級(jí) IP22 外形尺寸 250mm（長(zhǎng)）161mm（寬）75（深） 主要特點(diǎn) 兩段式的充電方式，提高蓄電池使用壽命 獨(dú)立控制兩路直流負(fù)載，負(fù)載工作時(shí)間可靈活控制 五種負(fù)載控制方式：全光控、光時(shí)控、晚上兩段控、白天兩段控、全時(shí)控 蓄電池浮沖電壓、過放電壓都可以分別設(shè)置 過載、短路保護(hù)： 60s， 倍額定電流 5s 時(shí)過載保護(hù)動(dòng)作；大于 3倍額定電流 當(dāng)風(fēng)機(jī)輸出電壓超過了蓄電池的充電電壓，系統(tǒng)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行泄荷 操作簡(jiǎn)便，四位 LED 加上兩個(gè)按鍵，方便用戶參數(shù)設(shè)置 RS485 組網(wǎng)方式 有無線接收接口，用戶可自己配置發(fā)射接收模塊，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制 4 燈源要求及比較 表 6：路燈系統(tǒng)燈源的選擇應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境選擇合適的燈源類型，例如 LED 燈特適用于在室內(nèi)或室外光照強(qiáng)度要求不高時(shí)使用，既有裝飾性又節(jié)能。而低壓鈉燈特別適合于霧氣較重的地區(qū)使用。無極燈產(chǎn)生高質(zhì)量白光。最近學(xué)者寵愛白光（如無極燈的燈光）用來觀察在低光照條件下的運(yùn)動(dòng)物體，例如測(cè)定行人，動(dòng)物或其他運(yùn)動(dòng)物體在晚上遠(yuǎn)離人行道的點(diǎn)位。一些城市為了減少事故選擇使用白光（即使它價(jià)格高），而不使用高壓納燈的黃光。在天黑后人們經(jīng)常集中的區(qū)域或地方，改良的白光顯色性，使得其在市區(qū)街燈這塊成了最受歡迎的選擇。更多的燈和燈具得到應(yīng)用，但是由于高價(jià)應(yīng)用仍然受到限制。這類燈的長(zhǎng)壽命大量的節(jié)省了因換燈照成的維護(hù)費(fèi)用。 白光被證明在視覺效果上有優(yōu)勢(shì)。目前的準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)是在測(cè)量基礎(chǔ)上的，沒有說明瞳孔流明的影響，而且瞳孔流明與傳統(tǒng)測(cè)量的燈輸出流明完全不同。對(duì)適當(dāng)?shù)墓庾V和視覺機(jī)制的研究正在進(jìn)行中，將來準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)能把這些方面反映出 5 蓄電池配置說明 1） 蓄電池的選擇 a) 應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用儲(chǔ)能用鉛酸蓄電池和其他適合風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電使用的新型蓄電池； b) 蓄電池組的串聯(lián)電壓必須與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出電壓相匹配，同時(shí)也必須與太陽能電池組件輸出電壓相一致； c) 蓄電池的容量是由日最低耗電量，設(shè)定的連續(xù)陰天的天數(shù)，最長(zhǎng)無風(fēng)期的天數(shù)和蓄電池的技術(shù)性能，如自放電率、充放電效率和放電深度等因素共同確定的。 2） 蓄電池的計(jì)算 現(xiàn)以系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)為 40W/24V 的負(fù)載舉例說明計(jì)算。假定負(fù)載滿負(fù)荷工作的情況下，按每天使用 8 小時(shí)計(jì)算，要求蓄電池在滿充后至少可以持續(xù)提供負(fù)載 3 天的電力， 現(xiàn)有的蓄電池標(biāo)稱功率均以x yAh 來計(jì)。設(shè)： 為負(fù)載功率值， 為蓄電池容量值，50％是 VRLA的最佳放電深度， 是回路損耗率： xW8h3d＝24V（yAh50％） x/y＝12y 根據(jù)系統(tǒng)是默認(rèn) 40W/24V的負(fù)載， ＝94，選用 2 塊12V/100Ah 蓄電池串聯(lián)即足夠滿足要求。 6 燈桿配置及說明 燈桿配置主要是指燈桿的強(qiáng)度及高度設(shè)計(jì)，以及燈桿上太陽能電池組件，燈源的安裝高度的確定。我公司燈桿的強(qiáng)度設(shè)計(jì)符合《城市道路照明工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)條件》里對(duì)燈桿，風(fēng)力機(jī)組塔管的要求，并且與風(fēng)力機(jī)組的自振頻率相差很大，可以抗 12 級(jí)臺(tái)風(fēng)。燈桿的高度應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)的地理環(huán)境