趙效賠，趙永明，朱小津，葉小剛，楊 亮

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司遼東作業(yè)公司 天津 300457)

1 風(fēng)光互補(bǔ)太陽能路燈的組成

1.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以把自然界的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成能量，并把能量輸送到蓄電池中貯存起來。風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以與太陽能電池板結(jié)合供電[1]。本次風(fēng)光互補(bǔ)太陽能路燈對(duì)使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率為30W，最大輸出電流為12V。

1.2 太陽能電池板

太陽能電池板是風(fēng)光互補(bǔ)太陽能路燈中的關(guān)鍵設(shè)備，其功能是把太陽光能轉(zhuǎn)化為電能并輸出至蓄電池。在各類太陽能電池板中，常見有單晶硅太陽能光伏電瓶、多晶硅太陽能光伏電瓶和非晶硅太陽能光伏電瓶[2]。太陽能電池板如圖1所示。

圖1 太陽能電池板Fig.1 Solar panel

1.3 太陽能控制器

為增加蓄電池的壽命，必須對(duì)它的充放電要求加以控制，避免蓄電池過充受損。優(yōu)質(zhì)的太陽能控制器在具有光控、時(shí)控的基礎(chǔ)上還具有溫度補(bǔ)償功能以適應(yīng)各種特殊環(huán)境，特別是可增加陰雨天氣的照明 時(shí)間。

1.4 蓄電池

因?yàn)閭鹘y(tǒng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸送能源極不穩(wěn)定，所以通常都需要配備充電系統(tǒng)。蓄電池容量的選取通常要遵循如下準(zhǔn)則：在實(shí)現(xiàn)夜間光照的前提下將日間太陽能電池板收集的電能充分貯存，避免因連續(xù)陰雨天氣而導(dǎo)致風(fēng)光互補(bǔ)太陽能路燈失效[3]。蓄電池如圖2所示。

圖2 蓄電池實(shí)物圖Fig.2 Physical drawing of battery

1.5 照明燈

考慮到海上平臺(tái)所處的惡劣環(huán)境和風(fēng)光互補(bǔ)太陽能路燈的安裝位置，照明燈具應(yīng)選用保護(hù)等級(jí)為IP66的低溫環(huán)保燈。IP66指產(chǎn)品完全避免外界物質(zhì)進(jìn)入，且能完全避免塵埃進(jìn)入，即使受到劇烈的海浪沖擊也不會(huì)造成損害。照明燈如圖3所示。

圖3 照明燈具實(shí)物圖Fig.3 Physical drawing of lighting fixtures

2 安裝方法及注意事項(xiàng)

①安裝蓄電池支架、蓄電池。將蓄電池支架固定在太陽能電池板后面，依次上好配套螺栓，再將蓄電池固定于支架上。安裝操作如圖4所示。

圖4 安裝操作示意圖1Fig.4 Installation operation diagram 1

②組裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)。將扇葉有序安裝，并用配套螺栓緊固。安裝操作如圖5所示。注意事項(xiàng)：安裝扇葉時(shí)注意扇葉方向，保證六片扇葉安裝方向一致。

圖5 安裝操作示意圖2Fig.5 Installation operation diagram 2

③安裝蓄電池支架L型連接桿，并在路燈桿以及蓄電池支架連接桿內(nèi)進(jìn)行布線。用1m左右的細(xì)鐵絲穿過L型連接桿內(nèi)部后，將L型連接桿安裝在路燈桿上，并調(diào)整至路燈桿預(yù)留口之前。將路燈黑色 接線從路燈桿預(yù)留口穿入，上述預(yù)留口處穿出。準(zhǔn)備2根耐壓220V以上的輸電線從路燈桿頂部穿入，上述預(yù)留口處穿出。用絕緣膠帶將路燈黑色接線頭與 2根新增輸電線捆在一起，再用細(xì)鐵絲對(duì)接線頭進(jìn)行纏繞固定，隨后調(diào)整好L型連接桿方向，緩慢移動(dòng)到合適位置，拉動(dòng)L型連接桿另一端鐵絲直至黑色接線頭與新增輸電線從L型連接桿另一端口穿出，用活動(dòng)扳手緊固L型連接桿上螺栓，使L型連接桿固定在路燈桿上。安裝操作如圖6所示。注意事項(xiàng)：用細(xì)鐵絲穿過L型連接桿時(shí)，可將細(xì)鐵絲一端系上螺母等重物，進(jìn)而利用重力改變L型連接桿的位置，以實(shí)現(xiàn)螺母等重物帶動(dòng)鐵絲穿過L型連接桿的操作。

圖6 安裝操作示意圖3Fig.6 Installation operation diagram 3

④安裝路燈、太陽能電池板模塊和風(fēng)力發(fā)電機(jī)。安裝操作如圖7所示。注意事項(xiàng)：將L型連接桿固定在太陽能電池板模塊上時(shí)，注意先將新增導(dǎo)線穿過底部，以方便后續(xù)接線。

圖7 安裝操作示意圖4Fig.7 Installation operation diagram 4

3 電氣接線

3.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)相關(guān)接線

將風(fēng)力發(fā)電機(jī)的2根電源線接入新增電源線，新增電源線的另一端接入蓄電池模塊。相關(guān)接線如圖8所示。

圖8 接線示意圖1Fig.8 Wiring diagram 1

3.2 太陽能電池板相關(guān)接線

白色插頭接太陽能板，黑色插頭接LED路燈，黑色線接風(fēng)車發(fā)電機(jī)(棕色對(duì)紅色，藍(lán)色對(duì)黑色)。相關(guān)接線如圖9所示。

圖9 接線示意圖2Fig.9 Wiring diagram 2

4 日常維護(hù)

4.1 風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)的維護(hù)

檢查風(fēng)力機(jī)葉片時(shí)著重檢查葉片的形狀，觀察是否出現(xiàn)葉片斷裂的問題；用手轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，觀察其旋轉(zhuǎn)是否流暢，有無異響。葉片異常會(huì)導(dǎo)致葉片掃風(fēng)面積不一致，進(jìn)而導(dǎo)致葉片轉(zhuǎn)動(dòng)抖動(dòng)、風(fēng)力發(fā)電狀態(tài)不理想。同時(shí)檢查風(fēng)光互補(bǔ)太陽能路燈上的螺絲是否存在松動(dòng)、銹蝕情況，定期監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出段電壓是否穩(wěn)定可靠。

4.2 太陽電池組件的檢查維護(hù)

定期檢查電池板表面是否存在影響采光率的附著物。雨雪等惡劣天氣后及時(shí)對(duì)太陽能電池板表面進(jìn)行清潔，對(duì)于難清潔的污漬應(yīng)配合專用電池板清洗劑小心擦拭，防止對(duì)太陽能電池板表面造成不可逆的損壞。同時(shí)應(yīng)定期檢查太陽能電池組件有無出現(xiàn)正常，如超白玻璃表面是否存在裂痕、電極有無破損掉落，并使用萬用表測(cè)試開路電壓值與短路保護(hù)電流，由于該燈具常年在室外使用，且海上環(huán)境惡劣，要日常檢查燈具各連接部位的密封性，密封不良的部位及時(shí)用硅膠進(jìn)行加強(qiáng)密封。

5 風(fēng)光互補(bǔ)太陽能路燈的優(yōu)勢(shì)與推廣價(jià)值

照明工程現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)程序繁雜，通常需要敷設(shè)暗管、管內(nèi)穿線、管道回填等基礎(chǔ)設(shè)施和大批人工，且變壓器設(shè)備、配電柜、配電板等大批量設(shè)備也要花費(fèi)巨大成本。而風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明都是獨(dú)立個(gè)體，無需鋪纜和大批量設(shè)備，既省勞動(dòng)力又省錢財(cái)，其中單一燈具損壞不影響全局，不受大規(guī)模停電事故的直接影響。由于常規(guī)路燈是線纜相連，會(huì)因?yàn)閭€(gè)體的各種實(shí)際問題而直接影響整體用電系統(tǒng)的運(yùn)行。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電燈具就不會(huì)發(fā)生這個(gè)狀況，其采用分布式單獨(dú)發(fā)電控制系統(tǒng)，個(gè)體受損不會(huì)直接影響其余路燈的運(yùn)行，即便遭遇大規(guī)模斷電也不會(huì)直接影響照明系統(tǒng)，不可操控的經(jīng)濟(jì)損失可大為減少。同時(shí)，風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明由智慧控制器管理，可分成時(shí)控、光控2種自動(dòng)方法，兼具安全和經(jīng)濟(jì)效益。其本身為獨(dú)立一體的供電系統(tǒng)，不受大規(guī)模電路結(jié)構(gòu)施工的干擾，工序簡(jiǎn)化、工期短，維修亦簡(jiǎn)便。

相比于傳統(tǒng)路燈，風(fēng)光互補(bǔ)太陽能路燈的能源為自然界中無污染的太陽光和風(fēng)力，不消耗其他能源、不直接或間接地向環(huán)境中釋放污染性氣體，對(duì)自然環(huán)境的良好保護(hù)效果不言而喻，也避免了后期電力開支成本。