风光互补太阳能路灯的工作原理及结构详解

现在，除了太阳能路灯，很多大风天较多的地区都在使用风光互补太阳能路灯，利用风能和太阳能来发电。它比太阳能路灯更节能、更环保，但同时结构也更复杂。今天我们详细讲下风光互补太阳能路灯的原理及结构。



一、风光互补太阳能路灯是什么

风光互补路灯是集太阳能、风能发电技术和系统智能控制技术为一体的可再生能源发电路灯。与其他新能源相比，它会用到更多的系统。其基本配置是由太阳能电池板、风力发电机、控制器、蓄电池、灯杆和灯具组成，需要很多配置，但其工作原理并不十分复杂。

二、风光互补太阳能路灯的原理

风光互补发电系统是一种将风能和光能转化为电能的装置。风光互补路灯的工作原理是以自然风为动力，风轮吸收风能，带动风轮机旋转，将风能转化为电能，通过控制器的整流和稳压，将交流电转化为直流电，给蓄电池组充电，储存电能。利用光伏效应，将太阳能直接转化为直流电，供负载使用或储存在蓄电池中备用。



具体的能量导向是这样的：分白天和黑夜

1、白天，在有风和有阳光的时候，此时风力发电机和太阳能电池板同时工作，两者发出的电能经过控制器的整流逆变，将电压变成蓄电池的额定电压充电；

如果白天只有风，没有阳光，此时只有风力发电装置通过控制器给蓄电池供电；如果白天没有风，只有阳光，此时只有太阳能电池板通过控制器给蓄电池供电；如果白天既没有风也没有阳光，那这种情况下只能利用之前蓄电池的剩余电量给灯具供电。

2、黑夜，此时给灯具供电的要么是风力发电机发电，要么只能靠蓄电池的存电。

上述的若干种情况，不管是哪一种，都要保证6-12小时/天的照明，在极端天气例如阴雨天要满足连续工作3-7天的设计要求。

三、风光互补太阳能路灯的结构

1、风力发电机

风力发电机是一种将自然风转化为电能的设施，它被送到电池中储存。它与太阳能电池板配合，为路灯提供能源。根据光源的功率，使用的风力发电机的功率也不同，一般为200W、300W、400W、600W等。输出电压也有12V、24V、36V等可选。

2、太阳能电池板

太阳能电池板不仅是太阳能路灯的核心部分，也是太阳能路灯的价值部分。它的功能是将太阳的辐射能力转化为电能或送入蓄电池储存。在众多的太阳能电池中，单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池是比较常见和实用的。

在阳光充足的东部和西部地区，最好使用多晶硅太阳能电池，因为多晶硅太阳能电池的生产工艺比较简单，价格也比单晶低。在阴雨天多、阳光不足的南方地区，最好使用单晶硅太阳能电池，因为单晶硅太阳能电池的性能参数相对稳定。在室外阳光不足的情况下，非晶硅太阳能电池更好，因为非晶硅太阳能电池对太阳能照明条件要求不高。

3、太阳能控制器

无论太阳能灯的大小如何，一个具有良好性能的太阳能充放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命，必须限制其充放电条件，防止蓄电池过充和深充。在温差较大的地方，合格的控制器还应当具有温度补偿功能。同时，太阳能控制器还应具有路灯控制功能、光照控制和时间控制功能，并应具有夜间自动切换负载功能，以延长路灯在阴雨天的工作时间。

4、蓄电池

由于太阳能光伏发电系统的输入能量非常不稳定，一般需要配备蓄电池系统才能工作。一般有铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池。蓄电池容量的选择一般遵循以下原则：一是在满足夜间照明的前提下，尽可能多地储存白天太阳能电池组件的能量，同时在连续阴雨天储存电能以满足夜间照明需要。

5、光源

太阳能路灯使用什么样的光源是衡量太阳能灯能否正常使用的重要指标。一般来说，太阳能路灯使用低压节能灯、低压钠灯、无极灯和LED光源。

1) 低压节能灯：功率小，光效较高，但使用寿命2000小时，电压低灯管发黑，一般适合太阳能草坪灯、庭院灯。

2) 低压钠灯：低压钠灯光效高（可达200Lm/w），采用较少。

3) 无极灯：功率小，光效较高。该灯在22V（纯正弦波，频率50赫兹）普通市电条件下使用，寿命可以达到5万小时，在太阳能灯具上使用寿命大大减少和普通节能灯差不多（因为太阳能灯具都是方波逆计变器，太阳能电源220V输出频率、项位、电压都是不能和普通市电相比的。

4) LED：LED灯光源，寿命长，可达1000000小时，工作电压低，不需要逆变器，光效较高，国产50Lm/w，进口80Lm/w，随着技术进步，LED的性能将进一步提高。LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。

6、灯杆及灯具外壳

灯杆的高度应根据道路的宽度、灯具的间距和道路的照度标准来确定。灯具外壳根据收集了大量的国外太阳灯数据后分析，大多数人在漂亮的外壳和节能之间选择节能，其实灯具的外观要求不高，相对实用即可。

以上是今天关于风光互补太阳能路灯的工作原理及结构的介绍。风光互补路灯结构的重要部分是风力发电机组和太阳能电池板，所以我们在选择风光互补路灯时要特别注意这两个部分的质量。