垂直轴磁悬浮风力发电机在风光互补路灯上的科学应用

路灯是我们日常生活中最常见的东西，它给我们夜晚的生活带来光明。现在美观的路灯把城市的夜晚装点得多姿多彩。

　　但路灯是一个耗电大户，由于路灯的低压输电线路长，不仅路灯耗电，输电线路上的耗电也很大，特别是远离电源点的市郊公路和高速公路更是耗电大户。所以，我国很多市郊公路和高速公路都没安装路灯。实际上，市郊公路和高速公路没有路灯带来了许多安全问题。

　　目前，在欧洲、美国、日本等发达国家正在普及风光互补路灯系统。本文将从以下几个方面介绍风光互补路灯的情况：

一、 风光互补路灯的优点

　　1． 经济效益好

　　由于常规路灯必须用埋地电缆供电，所以在离电源点超过三公里的公路，路灯的供电线路的建设成本很高，随着公里的延伸，还需要设升压系统，所以，在远郊的公路，路灯的供电线路成本高，线路上消耗的电能也多。而风光互补路灯不需要地埋电缆，不需要考虑铺设距离过远而产生电能损耗，有明显的经济效益。

　　2． 可作为新能源领域的科普教材

　　目前，随着国家对新能源项目的重视，低碳、减排已经和大众的生活起居息息相关，民众也迫切希望能够了解环保和新能源方面的知识，而风光互补路灯能最直接的向人们展示太阳能和风能这种大自然赋予我们的清洁能源应用前景的广阔。

　　3． 造型优美，可作为道路景观

陀螺型加蓝红相衬美丽的外观，尤如中国结，红绣球，在中国传统文化中是带来好运的吉祥物，造型优美的风车沿公路排列，迎风飞舞，将成为道路的风景线。

二、 人们对应用风光互补路灯所担心的问题

　　1． 安全性问题

担心风机和太阳能电池板会被风吹落到公路上伤及车辆和行人。

垂直轴磁悬浮风力发电机100%采用轻型铝合金、钛金、不锈钢紧固件等轻型特殊材料制造，材料经过无鉻达克罗处理，符合欧盟ROHS指令、EUP指令、ELV指令。结构十分牢固，抗12级台风，经过海南和辽宁实际工程案例，在强台风和恶劣天气情况下得到了很好的检验。

　　实际上，风光互补路灯的风机和太阳能电池板的受风面积远小于公路指示牌和灯杆广告牌，而且，路灯的强度设计也是按抗12级台风的标准设计的，不会出现安全上的隐患。

　　2． 亮灯时间不保证

担心风光互补路灯受天气影响，亮灯时间不保证。

风的形成是由于温度差形成气压，成为气流，加上地球自转的昼夜而产生温差，这样由于地球表面各处的温度、气压变化，气流就会从压力高处向压力低处运动，以便把热量从热带向两极输送，因此形成不同方向的风，并伴随不同的气象变化。因此，风的流动会受到地形地貌的影响；如滤网一般，将风速逐步过滤；而泰玛磁悬浮风力发电机正式据此孕育而生，解决微风状态下发电储能的问题。配合太阳能板已达到天衣无缝的梦幻组合效果。

　　风光互补路灯系统配有足够的储能系统，能保证路灯有充足的电源（平常每天晚上照明10-12H，阴雨天保证七天，每天十小时照明）。

　　3． 造价高

　　人们普遍认为风光互补路灯造价高。实际上，随着科技进步，节能型照明产品的普及，风机和太阳能产品的技术水平提高且价格降低，风光互补路灯的造价已接近常规路灯造价的平均水平。但由于风光互补路灯不消耗电能，所以，其运行成本远低于常规路灯。

风光互补路灯在远离电源的道路路灯和户外广告牌以及通讯机站上应用，其经济效益非常明显。

三、 选用风光互补路灯要注意的问题

　　1． 风机的选择

　　风机是风光互补路灯的标志性产品，风机的选择最关键的是要风机的运行平稳。灯杆是无拉索塔，最担心因风机运行时的振动引起灯罩和太阳能支架的固定件松脱。选择风机的另一个主要因素就是风机的造型要美观，重量要轻，减小塔杆的负荷。

　　深圳市泰玛风光能源科技有限公司自主研发的垂直轴磁悬浮风力发电作为发电主体，它有如下几大优点：

　　a、故障率低（转速慢、无转向机构）；

　　b、磁悬浮技术的合理应用，风机在无任何机械磨擦情况下转动，高效、安全、平稳运行，无噪音；

　　c、发电曲线饱满（启动风速低、小风发小电，大风发大电）；

　　d、不受风向及近地面团风的影响；

　　e、抗台风能力较强（抗风能力达到45m/s）。

　　2． 供电系统最佳配置的设计

保证路灯的亮灯时间是路灯的重要指标，风光互补路灯作为一个独立供电系统，从路灯灯泡的选择到风机，太阳能电池及储能系统容量的配置都有一个最佳配置设计的问题，需要结合安装路灯地点的自然资源条件来进行系统最佳容量配置的设计。

常规路灯与风光互补路灯比较
项目内容	常规路灯	风光互补路灯
灯杆高度	6 － 12 米	6 － 12 米
路灯光源	高压钠灯	LED 灯
光源寿命	8 千－ 1 万小时	5 万小时（寿命比传统路灯长 5 倍，节能 60 ％以上）
供电方式	电网供电	绿色清洁能源
年耗电量	约 1200 度 / 年	0 耗电
年维护成本	维护频繁、费用高	维护较少、费用低
亮灯控制	光控或时间控制	智能化控制
线路设备及施工	开挖电缆沟，铺设管线	无需铺设线管
	长距离需安装配电设备及增容	再长距离也不需供电增容
建设安装	周期长、安装难度大	周期短、安装难度小
安全性	触电及火灾隐患	低压无触电及火灾隐患
风力发电机	无	15 年免维护
太阳能板	无	20 年免维护
蓄能电池	无	>5 年寿命
外型	造型多样化	景观设计造型，太阳能板及风机可增添动感

3． 灯杆的强度设计

要根据选定的风机及太阳能电池的容量及安装高度要求，结合当地的自然资源条件进行灯杆强度的设计，确定合理的灯杆尺寸和结构形式。

环保和节能是社会可持续发展的保证，风光互补路灯是集环保和节能为一体的产品，随着全球常规能源短缺情况的加剧，风能和太阳能这种清洁可再生的自然能源的利用将会普及，风光互补路灯将代表着未来路灯的发展方向。

希望能从经济效益明显的风光互补路灯做起，增强人们对新能源的认识和理解，为我国全面推广新能源的应用打好基础。

名称	泰玛牌系列风光互补路灯
太阳能电池组件	单晶 / 多晶硅太阳能电池组件，功率： 80Wp-240Wp 寿命 20 － 25 年
垂直轴磁悬浮风力发电机组	TM-400W,TM-600W 12V 24V ， 20 年免维护
蓄电池	高性能、免维护太阳能专用电池， 12V （ 50Ah-200Ah ）
控制器	具有过充电保护，过放电保护，防雷，光控与时控,追踪充电等功能。
光源	LED 灯（ 30-120W ）使用寿命大于 5 万小时
灯具	压铸铝合金，喷漆，防护等级： IP65
灯杆	杆高 6-12 米 , 上 ф100mm ，下 ф220mm ，厚度： 4 mm, 底板 400×400×20mm ，钢制 热镀锌 喷塑 抗风力：60 m/s
电缆	6 mm2 电缆
太阳能板支架	4X4 角钢 热镀锌 喷塑
工作模式	工作时间 6-12 小时
连续工作天数	连续阴雨天气工作 5-7 天
适用温度范围	-30 ℃ -50 ℃
参考太阳日照时间	4 小时－ 8 小时
质量保证	整灯自出厂之日起一年内保修

风光互补路灯设计图样：

四、风光互补照明与普通市电照明相比，有着十分明显的综合优势：（见下表1）

风光互补路灯是利用完全清洁的自然能源发电系统，大量推广风光互补路灯可以节约常规电能，减少石化能源的消耗，从而减少对大气的污染。以广东省为例，如果全省1%的路灯采用风能和太阳能发电，则每年可以省电7亿千瓦时（广东省建设厅的统计数据），可减少26.46万吨标准煤，减少二氧化碳排放76.8万吨，减少二氧化硫排放5600吨，减少烟尘排放2100吨，其经济性和环保作用是非常明显的。（平均每1000支路灯每年耗电1095000千瓦时，相当于耗标准煤413吨，产生二氧化碳1198吨。）

    深圳市大力推广安装新能源路灯，可体现深圳在建设现代化大都市进程中的和谐社会、美化环境、保护环境的理念。
    风光互补路灯是一种造型美观的21世纪高科技环保产品，建设风光互补路灯，不仅与政府的环保理念相符，而且能向国民进行新能源利用和生态环保知识的直观教育。迎风转动的风车可给道路一种动感的点缀，更能突显我国人民崇尚环保、重视节能和跟踪高新技术的理念。推广风光互补路灯对美化当地环境有非常积极的意义。我相信，随着城市建设的不断推进，泰玛科技垂直轴磁悬浮风光互补路灯将会为城市节能改造，美化城市环境作出突出贡献。