風光互補照明燈具在室外應用可行性分析

李冰+王臻+韋厚程+賈澤旭

摘 要：利用太陽能供電實現節能環保的照明系統就是人們通常所說的風光互補照明系統。它的作用是能夠解決現有照明系統中存在的難題，因此，得到了很多業內人士的青睞。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；風力發電機；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，不僅可以落實節能環保的理念，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，這種巨大的地理優勢在一定程度上展現了風能資源的開發優勢。調查發現，目前，我國能夠利用到的風能區占國土總面積的50%，可以說，風能資源有非常好的發展前景，受到了人們的高度關注。再來說說太陽能資源的具體情況。現階段，除了四川盆地因為氣候的原因導致開采條件不理想外，其他的很多地區都能夠達到風光互補照明系統的要求。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。

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，是炙手可熱的產品之一。現在，將太陽能與風能相結合生產出的風光互補照明燈具在生產技術上逐步完善，而且正在以飛快的速度在全國范圍內推廣，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 風光互補照明系統介紹

2.1 系統原理

風光互補照明系統的工作原理是：①通過光電板的作用將太陽能轉化為電能之后，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。光電系統的優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，就是系統造價過高。②利用小型風力發電機將風能轉變為電能之后，再利用逆變器對電負荷供電，這就叫做風電系統。其優勢是發電量比較大，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，風電系統和廣電系統都可以運用到蓄電池中。

2.2 系統主要構成

風力發電機、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，將直流電轉變成交流電。

風力發電機是系統中最重要的發電部分，它可以很好地降低風能供電時出現的電力不足的情況。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光二極管，也就是人們經常提到的LED。在風光互補照明系統中，最關鍵的部件就是控制器，它不僅能夠調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過充的情況。

3 特點介紹和效益評估

3.1 系統特點介紹

風光互補照明系統的特點是：①使用非逆變系統技術將低壓直流電轉化成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風光互補燈具的結構會由于太能養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。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境中。

3.2 系統效益評估

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省大量的電能。這樣，就能夠為供電站節約一部分建設資金。風光互補路燈與只是依靠太陽能供給的路燈比較，優勢還是相當明顯的，具體表現為以下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現，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 經濟效益評估

在經濟方面，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，根據公式瓦數乘以盞數乘以時間（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，投入費用根據公式盞數乘以燈的費用（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傳統燈具的維修費）/13 928.4=6年。

從上述計算中可以發現，盡管風光互補燈具在造價方面比傳統燈具高，不過在6年內卻能節省很大一筆節能費，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造出比傳統路燈更多的經濟收益；如果按照15年的使用時間計算，還能創造出更高的經濟效益。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，從而分區分段建設。這樣，就對其有一定的保護作用。因此，從節能環保、創造的社會效益和節省費用的角度考量，利用風光互補照明燈具是一個不錯的選擇。

4 結束語

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

參考文獻

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〔編輯：白潔〕