風光互補路燈的構(gòu)成與特點

風能是一種比較利于開發(fā)利用的可再生能源，但它是一種過程性能源，只有轉(zhuǎn)化為其他形式才可以儲存。風能的供應具有隨機性，因此，利用風能必須考慮儲能或與其他能源相互配合，才能獲得穩(wěn)定的能源供應。風能與太陽能具有很大的互補性，將太陽能利用與風能利用相結(jié)合，開發(fā)風光互補燈具，可以彌補太陽能和風能的各自不足。

風光互補路燈主要由燈桿、燈頭(含光源)、太陽能電池組件、風力發(fā)電機、蓄電池、控制器、側(cè)偏尾舵、回轉(zhuǎn)體以及連接導線等部件組成，系統(tǒng)供電部分由太陽電池方陣、風力發(fā)電機、控制器、蓄電池組成。

▲圖表1：風光互補路燈系統(tǒng)組成框圖 資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理

風光互補路燈兼具了風力發(fā)電和太陽能發(fā)電兩者的優(yōu)勢，可根據(jù)不同的氣候環(huán)境配置不同型號的風力發(fā)電機，在有限的條件內(nèi)以達到風能利用最大化為目的，從而為城市街道路燈提供穩(wěn)定的電源。風光互補路燈的特點如下圖所示：

▲圖表2：風光互補路燈的特點分析 資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理

風光互補路燈的應用與效益

目前.在國內(nèi)外市場上常見的風光互補燈具主要用于兩種場合。

遠離電網(wǎng)或不利于鋪設(shè)電纜地區(qū)的農(nóng)牧民家庭使用

一是在。風光互補燈具在我國內(nèi)蒙古地區(qū)已被牧民家庭普遍使用。國家對這種綠色環(huán)保的電源系統(tǒng)給干補貼和支持，使牧民的生活水平得到很大的改善。但是，由于使用地區(qū)氣候環(huán)境惡劣。大風天氣時作用于風輪的能量過大。往往使風輪飛車或造成整個系統(tǒng)的損壞。在這種情況下，可用繩子使尾舵?zhèn)绕癸L機葉輪旋轉(zhuǎn)平面與風向形成一定的夾角。減少對風能的吸收，避免風輪系統(tǒng)的破壞。

道路照明

二是用于。在這些燈具上大多采用泄荷電阻進行單一的制動剎車，風力過大時，通過在三相交流發(fā)電機的輸出端接入泄荷電阻，也有的采用輸出端斷路，以減小風輪轉(zhuǎn)速來控制飛車，這樣的被動剎車效果不穩(wěn)定，控制器或泄荷電阻一旦出現(xiàn)故障，難以實現(xiàn)剎車制動。

在上述應用場合中，風光互補路燈的效益體現(xiàn)在以下四個方面：

▲圖表3：風光互補路燈的效益分析 資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理

風光互補路燈的問題與對策

風光互補路燈能根據(jù)風能和太陽能的特點，實現(xiàn)對這兩種可再生能源的綜合利用，在風能和太陽能資源充足、無現(xiàn)成供電線路地帶具有推廣應用價值。同時，由于光伏組件價格的急劇下降，使得風光互補路燈具有更好的經(jīng)濟性和應用前景。

但是，實際應用中普遍存在運行效果不佳的問題，有兩個主要原因。一方面，項目的可行性研究不夠，現(xiàn)場的資源先天不足;另一方面，配套設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，尤其是垂直軸風力發(fā)電機產(chǎn)品的性能較差。

對此，在實際推廣應用風光互補路燈時，首先要加強項目的可行性研究，減少盲目性和片面性，太陽能和風能資源必須滿足要求，確保規(guī)劃和實施方案的實際效果。

其次，選擇風速較高的開闊地帶，盡可能采用離網(wǎng)型方案，通過節(jié)省架線成本，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性。在高樓林立的市區(qū)，便不適宜使用風光互補路燈。

第三，優(yōu)先選用傳統(tǒng)水平軸風力發(fā)電機，強風地區(qū)選用三葉片機型，弱風地區(qū)選用五葉片機型。目前垂直軸風力發(fā)電機產(chǎn)品的性能和質(zhì)量較差，還需加大研發(fā)投入，加強市場監(jiān)管，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

最后，微型風力發(fā)電機的價格約為相同標稱功率光伏組件的兩倍，即使在平均風速為6m/s的強風地區(qū)，兩者的年發(fā)電量相當，表明微型風力發(fā)電機的綜合發(fā)電成本遠高于光伏發(fā)電，太陽能路燈是更合理的選擇，也是未來的發(fā)展趨勢。

總的來說，風光互補路燈要實現(xiàn)大規(guī)模普及，還需加大研發(fā)投入，提高產(chǎn)品質(zhì)量，加強市場監(jiān)管，建立和完善第三方認證制度。