紅鷹能源風力發電機應用系統——風光互補路燈

鐘苑明

一 引言

風光互補路燈是解決道路照明的一種理想自供電系統。“風光互補”是同時利用風能和太陽能進行發電的系統，兩者具有良好的互補性，大大提高了發電系統的穩定性。

風光互補路燈與傳統路燈相比，具有以下優勢:(1)規劃建設成本相同(部分路段甚至低于常規路燈建設成本)；(2)運營成本低(不消耗電能，只需維護成本)；(3)防盜措施可靠，安全性能高于普通路燈。

而根據多年的經驗及實際工程案例，風光互補路燈與太陽能路燈相比具有的優勢見表1。

表1 風光互補路燈與太陽能路燈的對比

1 社會效益

風光互補路燈體現了現代美化環境、保護環境的理念。風光互補路燈是一種造型美觀的高科技環保產品，安裝風光互補路燈，不僅與政府的環保理念相符，而且能向國民進行新能源利用和生態環保知識的直觀教育。迎風飛轉的風車可給道路一種動感的點綴，更能突顯我國人民崇尚環保、重視節能和跟蹤高新技術的理念。推廣風光互補路燈對美化當地環境有非常積極的意義。

2 經濟效益

目前的傳統路燈，路燈部分(燈桿、燈具、光源)的成本并不高，其主要成本在輸變配送設施上(因為每兩公里就要安裝一個變壓器，主線電纜成本較高)，再加上安裝、維護管理及運營、防盜等其他費用，傳統路燈的整體建設成本也隨之增高。

風光互補路燈完全采用自然界取之不盡、用之不竭的風能與太陽能，風光互補路燈自主供電，零排放、零運行，蘊含了巨大的經濟效益。

3 環境效益

風光互補路燈的能源消耗和環境污染始終為零，具有良好的環境效益。以常規2km 132套250W光源，1年使用時間為例，其與傳統路燈的環境效益對比見表2。

表2 風光互補路燈與傳統路燈的環境效益對比

二 紅鷹風光互補路燈的核心優勢及特點

廣州紅鷹能源科技公司作為國內小型風力發電機的領軍制造企業，不僅引領著國內小型風力發電機的技術創新，同時在風光互補發電系統技術方面的突破，促進了風光互補發電系統在應用領域的規模化發展。其生產的HYE系統風光互補路燈供電系統，采用世界先進的高可靠性永磁高效率風力發電機以及高轉換率的單晶硅太陽能組件組成風光發電系統，并由我國最大蓄電池生產廠商提供配套的優質蓄電池及國內一流技術的LED光源及控制單元。該系統可靠性高、抗臺風，亮燈時間有保障，有很好的防霧、防塵性能。

紅鷹公司針對具體項目設計的風光互補路燈系統克服了風電和光電系統被防風樹林遮擋的環境影響，風光互補路燈根據燈具的用電負荷情況和資源條件進行系統容量的合理配置，既可保證風光系統供電的可靠性，又能協調整體路段景觀。

采用風光互補供電系統時，風力發電機是系統中最重要、最應優先考察的。針對風力發電機存在的幾個問題紅鷹公司給出了解決方案:

(1)振動

目前，國內外大部分采用機械限速方式的風力發電機，其結構不能解決振動問題。紅鷹公司研發的電磁限速保護，從設計源頭上根本解決了小型風力機大風狀態下振動的問題。

(2)噪音

通過嚴格的生產工藝過程控制及測試，保證產品的低噪音。

(3)安全可靠性

風光互補供電系統中風力發電機的載荷必須有嚴格的計算及制作要求，且塔架的載荷經過強度校核計算，確保運行的安全性。

(4)解決低風速啟動、低風速發電

風光互補供電系統要求風力發電機在很寬的風速范圍內能有效的工作。該公司研發了新型5葉片低風速風力發電機，保證了很寬的風速范圍內的有效發電量，解決了低風速啟動、低風速發電的瓶頸。

三 紅鷹風力發電機

路燈作為公共場合應用的產品，其安全性和可靠性非常重要。用在路燈上的風力發電機只能是小型風力發電機，紅鷹公司生產的高可靠性永磁風力發電機具有以下特點:

(1)葉片(圖1)由高強度的耐低溫工程塑料精密模具注塑而成，產品成型率及一致性高，可保證葉片的翼形及質量的分布一致，從而保證葉片運行平穩、無振動、低噪音、高強度和優越的氣動性能。葉片的不平衡引起的振動是導致風機故障的主要原因，公司采用的葉片制造技術從根本上消除了引起葉片振動的因素，大大提高了產品的可靠性。

圖1 葉片

(2)采用N35SH高磁性釹鐵硼永磁材料制造發電機，大大提高了發電機的效率，減小了發電機的體積和重量。

(3)采用鋁合金壓鑄成型技術制造風力發電機部件，保證每個部件的一致性，提高了產品的合格率和批量化生產的能力。采用鋁合金材料不僅強度高，而且重量輕、散熱性好，提高了風機的過載能力。

圖2

圖3

(4)特殊的內壓式集電環結構和鎖線裝置保證發電機的引出線可靠，徹底清除了引出線的纏繞和接觸不良的故障。

(5)精密的產品加工質量保證發電機極低的起動阻力矩(小于0.08N·m)，確保HY-400風力發電機低于1.5m/s的起動風速。

(6)所有的緊固件選用不銹鋼材料，外表采用防紫外線的噴塑工藝，全密封結構設計，不僅保證產品的防腐、防銹、防霉、防紫外線、防塵性能(防護等級達到IP66的標準)，而且使其外表光亮、外形美觀。

(7)失速型葉片設計加電磁限速保護，確保風機的抗大風強度。

(8)葉片和發電機的匹配設計，保證風機有很寬的有效工作風速區域(0～18m/s)，提高了機組的發電量。

(9)自動調向靈活，無明顯振動和異常噪音，大規模使用于風光互補路燈和風光互補系統。(10)設計壽命為15年。

圖4 秦皇島隴海路路燈

圖5 寧夏香山

四 應用范圍

路燈是城市照明的關鍵設施，更是展示一座城市現代化水平和文化品位的重要載體。按照“十一五”《城市綠色照明工程規劃綱要》中擬定以2005年底為基數，年城市照明節電目標5%，5年(2006～2010年)累計節電25%的目標，所以風光互補路燈是解決城市照明的必需品。風光互補路燈通優良的設計，不僅可以用于城市主次干道照明、景觀亮化，高速公路照明，還可以徹底解決偏遠地區鄉村照明，沿江河湖海觀光帶照明等的供電應用。