風光互補太陽能路燈的工作原理及結構詳解

現在，除了太陽能路燈，很多大風天較多的地區都在使用風光互補太陽能路燈，利用風能和太陽能來發電。它比太陽能路燈更節能、更環保，但同時結構也更復雜。今天我們詳細講下風光互補太陽能路燈的原理及結構。



一、風光互補太陽能路燈是什么

風光互補路燈是集太陽能、風能發電技術和系統智能控制技術為一體的可再生能源發電路燈。與其他新能源相比，它會用到更多的系統。其基本配置是由太陽能電池板、風力發電機、控制器、蓄電池、燈桿和燈具組成，需要很多配置，但其工作原理并不十分復雜。

二、風光互補太陽能路燈的原理

風光互補發電系統是一種將風能和光能轉化為電能的裝置。風光互補路燈的工作原理是以自然風為動力，風輪吸收風能，帶動風輪機旋轉，將風能轉化為電能，通過控制器的整流和穩壓，將交流電轉化為直流電，給蓄電池組充電，儲存電能。利用光伏效應，將太陽能直接轉化為直流電，供負載使用或儲存在蓄電池中備用。



具體的能量導向是這樣的：分白天和黑夜

1、白天，在有風和有陽光的時候，此時風力發電機和太陽能電池板同時工作，兩者發出的電能經過控制器的整流逆變，將電壓變成蓄電池的額定電壓充電；

如果白天只有風，沒有陽光，此時只有風力發電裝置通過控制器給蓄電池供電；如果白天沒有風，只有陽光，此時只有太陽能電池板通過控制器給蓄電池供電；如果白天既沒有風也沒有陽光，那這種情況下只能利用之前蓄電池的剩余電量給燈具供電。

2、黑夜，此時給燈具供電的要么是風力發電機發電，要么只能靠蓄電池的存電。

上述的若干種情況，不管是哪一種，都要保證6-12小時/天的照明，在極端天氣例如陰雨天要滿足連續工作3-7天的設計要求。

三、風光互補太陽能路燈的結構

1、風力發電機

風力發電機是一種將自然風轉化為電能的設施，它被送到電池中儲存。它與太陽能電池板配合，為路燈提供能源。根據光源的功率，使用的風力發電機的功率也不同，一般為200W、300W、400W、600W等。輸出電壓也有12V、24V、36V等可選。

2、太陽能電池板

太陽能電池板不僅是太陽能路燈的核心部分，也是太陽能路燈的價值部分。它的功能是將太陽的輻射能力轉化為電能或送入蓄電池儲存。在眾多的太陽能電池中，單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池是比較常見和實用的。

在陽光充足的東部和西部地區，最好使用多晶硅太陽能電池，因為多晶硅太陽能電池的生產工藝比較簡單，價格也比單晶低。在陰雨天多、陽光不足的南方地區，最好使用單晶硅太陽能電池，因為單晶硅太陽能電池的性能參數相對穩定。在室外陽光不足的情況下，非晶硅太陽能電池更好，因為非晶硅太陽能電池對太陽能照明條件要求不高。

3、太陽能控制器

無論太陽能燈的大小如何，一個具有良好性能的太陽能充放電控制器是必不可少的。為了延長蓄電池的使用壽命，必須限制其充放電條件，防止蓄電池過充和深充。在溫差較大的地方，合格的控制器還應當具有溫度補償功能。同時，太陽能控制器還應具有路燈控制功能、光照控制和時間控制功能，并應具有夜間自動切換負載功能，以延長路燈在陰雨天的工作時間。

4、蓄電池

由于太陽能光伏發電系統的輸入能量非常不穩定，一般需要配備蓄電池系統才能工作。一般有鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池。蓄電池容量的選擇一般遵循以下原則：一是在滿足夜間照明的前提下，盡可能多地儲存白天太陽能電池組件的能量，同時在連續陰雨天儲存電能以滿足夜間照明需要。

5、光源

太陽能路燈使用什么樣的光源是衡量太陽能燈能否正常使用的重要指標。一般來說，太陽能路燈使用低壓節能燈、低壓鈉燈、無極燈和LED光源。

1) 低壓節能燈：功率小，光效較高，但使用壽命2000小時，電壓低燈管發黑，一般適合太陽能草坪燈、庭院燈。

2) 低壓鈉燈：低壓鈉燈光效高（可達200Lm/w），采用較少。

3) 無極燈：功率小，光效較高。該燈在22V（純正弦波，頻率50赫茲）普通市電條件下使用，壽命可以達到5萬小時，在太陽能燈具上使用壽命大大減少和普通節能燈差不多（因為太陽能燈具都是方波逆計變器，太陽能電源220V輸出頻率、項位、電壓都是不能和普通市電相比的。

4) LED：LED燈光源，壽命長，可達1000000小時，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高，國產50Lm/w，進口80Lm/w，隨著技術進步，LED的性能將進一步提高。LED作為太陽能路燈的光源將是一種趨勢。

6、燈桿及燈具外殼

燈桿的高度應根據道路的寬度、燈具的間距和道路的照度標準來確定。燈具外殼根據收集了大量的國外太陽燈數據后分析，大多數人在漂亮的外殼和節能之間選擇節能，其實燈具的外觀要求不高，相對實用即可。

以上是今天關于風光互補太陽能路燈的工作原理及結構的介紹。風光互補路燈結構的重要部分是風力發電機組和太陽能電池板，所以我們在選擇風光互補路燈時要特別注意這兩個部分的質量。