李冰+王臻+韋厚程+賈澤旭

摘 要：利用太陽能供電實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的照明系統(tǒng)就是人們通常所說的風光互補照明系統(tǒng)。它的作用是能夠解決現(xiàn)有照明系統(tǒng)中存在的難題，因此，得到了很多業(yè)內(nèi)人士的青睞。從風光互補照明燈具的特點和效益評估等角度入手，簡要闡述了它在室外應用的可行性，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：風光互補照明系統(tǒng)；風力發(fā)電機；照明負載；效益評估

中圖分類號：TM61 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.103

人類生存需要能源，在環(huán)保工作中，最重要的就是提升能源比例，同時，還要注重新能源的開發(fā)和利用。新能源主要包括太陽能、風能等。對于地球來講，它們可以說是取之不盡的能源，而且可以很好地降低對其他能源的損耗。如果將這些能源用于風光互補照明燈具，不僅可以落實節(jié)能環(huán)保的理念，更重要的是，能夠在一定程度上提升人們的生活質(zhì)量。

1 背景介紹

我國國土面積廣闊，陸疆能夠達到兩萬多公里，而且海岸線也有一萬八千多公里，這種巨大的地理優(yōu)勢在一定程度上展現(xiàn)了風能資源的開發(fā)優(yōu)勢。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前，我國能夠利用到的風能區(qū)占國土總面積的50%，可以說，風能資源有非常好的發(fā)展前景，受到了人們的高度關注。再來說說太陽能資源的具體情況?，F(xiàn)階段，除了四川盆地因為氣候的原因?qū)е麻_采條件不理想外，其他的很多地區(qū)都能夠達到風光互補照明系統(tǒng)的要求。就拿廈門來說，該市屬于熱帶海洋性氣候，年氣溫能夠達到21.2 ℃，年日照平均2 120 h以上，年太陽輻射量為5 404 MN/m2。該地屬于太陽能資源豐富區(qū)。

除了過去的照明燈具以外，室外路燈還可以使用風光互補燈具。其制作原理是，將太陽能和風能都融入風光互補燈具中。目前，這種路燈已經(jīng)得到了廣泛的認可，被廣泛應用于市政工程住宅項目，是炙手可熱的產(chǎn)品之一?，F(xiàn)在，將太陽能與風能相結(jié)合生產(chǎn)出的風光互補照明燈具在生產(chǎn)技術上逐步完善，而且正在以飛快的速度在全國范圍內(nèi)推廣，并取得了不錯的成績。風光互補照明燈具的應用提高了人們的生活質(zhì)量，所以，相關工作者一定要在今后的工作中重視風光互補燈具的研究工作，讓其在室外得到更好的應用。

2 風光互補照明系統(tǒng)介紹

2.1 系統(tǒng)原理

風光互補照明系統(tǒng)的工作原理是：①通過光電板的作用將太陽能轉(zhuǎn)化為電能之后，再利用控制器給電池充電，最終形成對電負荷的供電，這就叫做光電系統(tǒng)。光電系統(tǒng)的優(yōu)勢是其具有較強的可靠性，而且使用成本不高，但缺點同樣明顯，就是系統(tǒng)造價過高。②利用小型風力發(fā)電機將風能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苤?，再利用逆變器對電負荷供電，這就叫做風電系統(tǒng)。其優(yōu)勢是發(fā)電量比較大，無論是造價成本，還是維護成本，都不需要耗費太多的資金。它的缺點同樣突出，就是沒有解決好小型風力機的設計問題，無法保證使用的可靠性。③盡管風電和光電系統(tǒng)存在很大的資源問題，但是，因為太陽能與風能之間具有較強的互補性，所以，很好地解決了這一難題。另外，要值得注意的是，風電系統(tǒng)和廣電系統(tǒng)都可以運用到蓄電池中。

2.2 系統(tǒng)主要構(gòu)成

風力發(fā)電機、照明負載等設備是風管照明設備的重要組成部分。通過各種不同的配置組合，能夠加強逆變器的使用效率，將直流電轉(zhuǎn)變成交流電。

風力發(fā)電機是系統(tǒng)中最重要的發(fā)電部分，它可以很好地降低風能供電時出現(xiàn)的電力不足的情況。在設備的使用方面，風光互補路燈主要利用的是效率比較高的綠色發(fā)光二極管，也就是人們經(jīng)常提到的LED。在風光互補照明系統(tǒng)中，最關鍵的部件就是控制器，它不僅能夠調(diào)制太陽能電池板釋放的電能，還能夠有效控制燈具的工作形式，從而更好地保護蓄電池。另外，蓄電池作為一種供電設備，它的容量主要取決于照明負載功率，而泄荷器主要是將不需要的電量全部清除。這樣的話，就能夠確保蓄電池不會出現(xiàn)過充的情況。

3 特點介紹和效益評估

3.1 系統(tǒng)特點介紹

風光互補照明系統(tǒng)的特點是：①使用非逆變系統(tǒng)技術將低壓直流電轉(zhuǎn)化成220 V的交流電。②選擇一套最新的LED燈具。③不會消耗市電，而且安裝時也不會太煩瑣。④太陽能等不受位置的影響，任何位置都可以安裝，而且安裝時間也不會太長。⑤天氣條件對風光互補燈具的使用效果有很大的影響。⑥風光互補燈具的結(jié)構(gòu)會由于太能養(yǎng)電池板的面積大而受到一定的干擾，而且在造價方面有一定的局限性，因此，不適合將風光互補燈具用于照明場所。⑦能夠與普通照明燈具有效融合在一起，形成雙供系統(tǒng)。這樣，就可以確保風光互補照明燈具能夠應用于條件惡劣的環(huán)境中。

3.2 系統(tǒng)效益評估

3.2.1 綜合效益評估

與其他的路燈比較，風光互補路燈能夠節(jié)省大量的電能。這樣，就能夠為供電站節(jié)約一部分建設資金。風光互補路燈與只是依靠太陽能供給的路燈比較，優(yōu)勢還是相當明顯的，具體表現(xiàn)為以下2點：①重用風能，不僅能夠在很大程度上提升能量轉(zhuǎn)換效果，還能夠減少對太陽能設備的投入資金。②能量效率提高后，風光互補燈具有了更強的光源效果。通過相關工作者的研究發(fā)現(xiàn)，幾乎其他路燈所能夠運用的光源都可以用于風光互補燈具上。

3.2.2 經(jīng)濟效益評估

在經(jīng)濟方面，風光互補照明燈具遠遠比過去的路燈效益要高得多。

如果室外路燈選用過去的照明形式，所用的燈都按照250 W的功率來算的話，那么，根據(jù)公式瓦數(shù)乘以盞數(shù)乘以時間（小時）乘以一年再乘以電的使用價格計算的話，就能夠得出一年的電費將花掉13萬多元。

如果過去的燈具為6 000元一臺的話，經(jīng)過計算，總投資為90 000元，維修費為3 000元。

如果利用風光互補照明燈具，投入費用根據(jù)公式盞數(shù)乘以燈的費用（1 000元一盞）計算，就可以得出所需要的費用為15萬元。同時，蓄電池需要5年換一次的話，所需花費2萬多元。

如果投資回收的話，經(jīng)過計算，則需要花費6年的時間，

具體的計算方式是：（150 000的投入費+22 500的更換蓄電池的費用）-（90 000的總投資+3 000傳統(tǒng)燈具的維修費）/13 928.4=6年。

從上述計算中可以發(fā)現(xiàn)，盡管風光互補燈具在造價方面比傳統(tǒng)燈具高，不過在6年內(nèi)卻能節(jié)省很大一筆節(jié)能費，這樣就很好地彌補了這一缺陷。如果按照10年的使用標準計算，風光互補路燈將會創(chuàng)造出比傳統(tǒng)路燈更多的經(jīng)濟收益；如果按照15年的使用時間計算，還能創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟效益。另外，利用風光互補路燈可以很好地降低工程初始階段電纜溝的開挖，從而分區(qū)分段建設。這樣，就對其有一定的保護作用。因此，從節(jié)能環(huán)保、創(chuàng)造的社會效益和節(jié)省費用的角度考量，利用風光互補照明燈具是一個不錯的選擇。

4 結(jié)束語

從文中所述內(nèi)容中了解到，采用風光互補照明燈具可以起到節(jié)能環(huán)保的作用。盡管它在造價方面比傳統(tǒng)燈具高，但是，卻能節(jié)省很大一筆的節(jié)能費用，從而創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。這正是風光互補照明燈受到青睞的主要原因。

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〔編輯：白潔〕