摘要：在能源日益短缺紧张的今天，太阳能、风能照明就引起了人们的高度重视。实际上，太阳能风能照明从20世纪90年代末就已经开始采用，并得到了迅速发展。太阳能和风能是可再生的两大绿色能源。取之不尽。用之不绝，太阳能、风能照叫技术是绿色照明的重要组成部分。在条件允许的地区，应推广使用太阳能照明系统，推广使用风光互补型路灯。充分利用这两种能源是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。
关键词：太阳能,风能,互补,路灯
1 前言：当前，科技创新，经济飞速发展迫使各国不断增大对能源的需求量，预计未来数十年的时间内，能源的消耗将只增不减，而石油、煤、然气等传统不可再生资源的储量有限，伴随其日益损耗，开发可再生新能源将是人类发展的必经之路。新能源涵盖太阳能、风能，潮汐能、地热能及生物质能等，其中以太阳能和风能的综合优势最明显，其利用范围广，不破坏自然环境，并且取之不尽、用之不竭，它们必将成为今后替代能源的主流。风光互补照明系统是一种完全依靠太阳能和风能供电的节能、环保、自动化程度高的离网型照明系统，它将解决目前照明系统存在的无限消耗一次能源、输电线路安装复杂、维护费用高、环境污染、安全隐患以及支付电费等弊病，作为清洁可利用再生能源的产物，必将有广阔的发展空间和市场前景。
2 风光互补路灯的功能及使用原理
风光互补路灯是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池，白天太阳能电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至10LX左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电8.5h后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。
太阳能路灯基本构成应为风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、LED光源、灯杆、控制电路、避雷针。
风能是空气的动能，是风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。在地球上和大气中，各处接收到的太阳辐射能和放出的长波辐射能是不同的，因此在各处的温度也不同，这就造成了气压的差别。大气便由气压高的地方向气压低的地方流动。水平方向的大气流动就是风，所以，风的能量是由太阳辐射能转化而来。
风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。小型风力发电系统效率很高，但它不只是由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能;叶片用来接受风力并通过机头转为电能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能。
风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13-25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电池充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电池里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。
与此同时太阳能电池板也是风光互补路灯中的重要部分，太阳能电池板的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。
风光互补路灯控制器是风光互补路灯系统内最主要的部件，起着对其他部件发号师令与协调工作的主要作用，它一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量按蓄电池的特性曲线对蓄电池组进行充电，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。
3 风光互补路灯的安装流程
3.1基础
风光互补路灯由于自身重量较重，出于安全考虑，灯基础比普通路灯有更高的要求，例如：1)、基础混凝土采用砼C25规格为1600*900*750;2)、五层∅12钢筋(Q235)与M24地脚螺丝牢固焊接;3)、路灯的强度设计按抗12级台风的标准设计。 另外挖基础坑时，要了解地下管线情况，并采取防塌方、交错措施。浇注混凝土基础前基础钢筋必须严格按要求绑扎，底脚螺栓的螺牙涂牛油并加以包扎。
3.2防雷接地
风光互补路灯本身必须有独立的接地系统，可在基础四周设置4根2.7m单根接地管接地，其接地电阻不大于4Ω。光控箱外壳户外落地控制箱及进出线镀锌钢管要有可靠接地，接地电阻不大于8Ω。
3.3太阳能电池板
太阳能电池板支架应安装在规定的路灯支架上，牢固地固定在路灯支架上并调整好方向和角度。太阳板电缆线应按规定穿到太阳板支架里，穿好后打上玻璃胶，确保雨水浸入。
3.4风力发电机组
插好并旋紧发电机和窜线电缆的接头。将发电机套入路灯支架顶端的法兰内(风机孔要与路灯支架顶端孔对齐)。将风力发电机与法兰用螺钉紧固。紧固好风力发电机顶端的轮毂。安装风力发电机的导流罩。
3.5控制柜
控制柜的门应与箱体紧密相配，防止雨水渗入。控制器应采用所需设备规格安装，连接线时应牢固在控制器接线板内，不应松动。电缆线进到接线箱内，应固定在接线板上;路灯相线可用铜熔丝或压板相连。
3.6系统控制与调试
3.6.1调试。
风光互补路灯的电缆线、灯具安装、控制电器设备全部安装完毕。应对风光互补路灯的线路和线路绝缘测试。对风光互补路灯进行亮暗测试。
3.6.2试运行。
对风光互补路灯通电后，根据设计要求，进行巡视检查。开关、灯具和控制电器设备巡视检查。通电试运行时间为8h，所有照明灯具均需开启，每2h记录运行状态一次，连续8h内无故障为合格。
4 风光互补路灯的优点及效益
4.1使用风光互补路灯的优点
1)风光互补路灯系统为绿色环保照明系统，不会对环境和周边地区产生污染;
2)省却后期大量电费支出，免除挖电缆槽沟和铺线等工程;
3)免受电缆被偷盗的大量额外支出;
4)大面积的地区停电，不会影响到道路照明;
5)自身为独立供电系统，不受干扰;
6)施工简单，工期短，保证运行安全。
7)可以成为城市的标志性景观。
4.2社会效益
1)风光互补路灯安装简单
在市电照明工程中有复杂的作业程序，首先要铺设电缆，要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。
风光互补路灯安装简便：安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。
2)风光互补路灯节能无消耗
市电照明工程中有固定高昂的电费，要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。
风光互补路灯免电费：是一次性投入，低维护成本，长期受益。
3)风光互补路灯没有安全隐患
风光互补路灯是超低压产品，运行安全可靠，不存在市电照明系统由于供电不正常、水电气管道的冲突等方面带来诸多安全隐患。
4)风光互补路灯属于生态产品
风光互补路灯系统是完全的绿色照明系统，完全采用可再生的自然能源，可以提高城市环境质量，减少大气污染，为子孙后代造福。
5 小结：风光互补路灯系统是一套独立的分散式供电系统，不受电力安装位置的影响，也不需要开挖路面做布线埋管施工，现场施工和安装都很方便，综合效益好，特别是对已建成的道路增设风光路灯非常方便。在市内开阔地带、市郊主次干道、公园道路、大型房地产别墅小区、沿海公路和高速公路等安装风光互补路灯比常规路灯有明显的优势。
