紅鷹能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)——風(fēng)光互補(bǔ)路燈

鐘苑明

一 引言

風(fēng)光互補(bǔ)路燈是解決道路照明的一種理想自供電系統(tǒng)?！帮L(fēng)光互補(bǔ)”是同時(shí)利用風(fēng)能和太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng)，兩者具有良好的互補(bǔ)性，大大提高了發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

風(fēng)光互補(bǔ)路燈與傳統(tǒng)路燈相比，具有以下優(yōu)勢(shì):(1)規(guī)劃建設(shè)成本相同(部分路段甚至低于常規(guī)路燈建設(shè)成本)；(2)運(yùn)營(yíng)成本低(不消耗電能，只需維護(hù)成本)；(3)防盜措施可靠，安全性能高于普通路燈。

而根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際工程案例，風(fēng)光互補(bǔ)路燈與太陽(yáng)能路燈相比具有的優(yōu)勢(shì)見(jiàn)表1。

表1 風(fēng)光互補(bǔ)路燈與太陽(yáng)能路燈的對(duì)比

1 社會(huì)效益

風(fēng)光互補(bǔ)路燈體現(xiàn)了現(xiàn)代美化環(huán)境、保護(hù)環(huán)境的理念。風(fēng)光互補(bǔ)路燈是一種造型美觀的高科技環(huán)保產(chǎn)品，安裝風(fēng)光互補(bǔ)路燈，不僅與政府的環(huán)保理念相符，而且能向國(guó)民進(jìn)行新能源利用和生態(tài)環(huán)保知識(shí)的直觀教育。迎風(fēng)飛轉(zhuǎn)的風(fēng)車可給道路一種動(dòng)感的點(diǎn)綴，更能突顯我國(guó)人民崇尚環(huán)保、重視節(jié)能和跟蹤高新技術(shù)的理念。推廣風(fēng)光互補(bǔ)路燈對(duì)美化當(dāng)?shù)丨h(huán)境有非常積極的意義。

2 經(jīng)濟(jì)效益

目前的傳統(tǒng)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(shè)施上(因?yàn)槊績(jī)晒锞鸵惭b一個(gè)變壓器，主線電纜成本較高)，再加上安裝、維護(hù)管理及運(yùn)營(yíng)、防盜等其他費(fèi)用，傳統(tǒng)路燈的整體建設(shè)成本也隨之增高。

風(fēng)光互補(bǔ)路燈完全采用自然界取之不盡、用之不竭的風(fēng)能與太陽(yáng)能，風(fēng)光互補(bǔ)路燈自主供電，零排放、零運(yùn)行，蘊(yùn)含了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3 環(huán)境效益

風(fēng)光互補(bǔ)路燈的能源消耗和環(huán)境污染始終為零，具有良好的環(huán)境效益。以常規(guī)2km 132套250W光源，1年使用時(shí)間為例，其與傳統(tǒng)路燈的環(huán)境效益對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 風(fēng)光互補(bǔ)路燈與傳統(tǒng)路燈的環(huán)境效益對(duì)比

二 紅鷹風(fēng)光互補(bǔ)路燈的核心優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

廣州紅鷹能源科技公司作為國(guó)內(nèi)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的領(lǐng)軍制造企業(yè)，不僅引領(lǐng)著國(guó)內(nèi)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新，同時(shí)在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方面的突破，促進(jìn)了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在應(yīng)用領(lǐng)域的規(guī)?；l(fā)展。其生產(chǎn)的HYE系統(tǒng)風(fēng)光互補(bǔ)路燈供電系統(tǒng)，采用世界先進(jìn)的高可靠性永磁高效率風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及高轉(zhuǎn)換率的單晶硅太陽(yáng)能組件組成風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)，并由我國(guó)最大蓄電池生產(chǎn)廠商提供配套的優(yōu)質(zhì)蓄電池及國(guó)內(nèi)一流技術(shù)的LED光源及控制單元。該系統(tǒng)可靠性高、抗臺(tái)風(fēng)，亮燈時(shí)間有保障，有很好的防霧、防塵性能。

紅鷹公司針對(duì)具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)的風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)克服了風(fēng)電和光電系統(tǒng)被防風(fēng)樹(shù)林遮擋的環(huán)境影響，風(fēng)光互補(bǔ)路燈根據(jù)燈具的用電負(fù)荷情況和資源條件進(jìn)行系統(tǒng)容量的合理配置，既可保證風(fēng)光系統(tǒng)供電的可靠性，又能協(xié)調(diào)整體路段景觀。

采用風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是系統(tǒng)中最重要、最應(yīng)優(yōu)先考察的。針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在的幾個(gè)問(wèn)題紅鷹公司給出了解決方案:

(1)振動(dòng)

目前，國(guó)內(nèi)外大部分采用機(jī)械限速方式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其結(jié)構(gòu)不能解決振動(dòng)問(wèn)題。紅鷹公司研發(fā)的電磁限速保護(hù)，從設(shè)計(jì)源頭上根本解決了小型風(fēng)力機(jī)大風(fēng)狀態(tài)下振動(dòng)的問(wèn)題。

(2)噪音

通過(guò)嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝過(guò)程控制及測(cè)試，保證產(chǎn)品的低噪音。

(3)安全可靠性

風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的載荷必須有嚴(yán)格的計(jì)算及制作要求，且塔架的載荷經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核計(jì)算，確保運(yùn)行的安全性。

(4)解決低風(fēng)速啟動(dòng)、低風(fēng)速發(fā)電

風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)要求風(fēng)力發(fā)電機(jī)在很寬的風(fēng)速范圍內(nèi)能有效的工作。該公司研發(fā)了新型5葉片低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)，保證了很寬的風(fēng)速范圍內(nèi)的有效發(fā)電量，解決了低風(fēng)速啟動(dòng)、低風(fēng)速發(fā)電的瓶頸。

三 紅鷹風(fēng)力發(fā)電機(jī)

路燈作為公共場(chǎng)合應(yīng)用的產(chǎn)品，其安全性和可靠性非常重要。用在路燈上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)只能是小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，紅鷹公司生產(chǎn)的高可靠性永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有以下特點(diǎn):

(1)葉片(圖1)由高強(qiáng)度的耐低溫工程塑料精密模具注塑而成，產(chǎn)品成型率及一致性高，可保證葉片的翼形及質(zhì)量的分布一致，從而保證葉片運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng)、低噪音、高強(qiáng)度和優(yōu)越的氣動(dòng)性能。葉片的不平衡引起的振動(dòng)是導(dǎo)致風(fēng)機(jī)故障的主要原因，公司采用的葉片制造技術(shù)從根本上消除了引起葉片振動(dòng)的因素，大大提高了產(chǎn)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(fā)電機(jī)，大大提高了發(fā)電機(jī)的效率，減小了發(fā)電機(jī)的體積和重量。

(3)采用鋁合金壓鑄成型技術(shù)制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)部件，保證每個(gè)部件的一致性，提高了產(chǎn)品的合格率和批量化生產(chǎn)的能力。采用鋁合金材料不僅強(qiáng)度高，而且重量輕、散熱性好，提高了風(fēng)機(jī)的過(guò)載能力。

圖2

圖3

(4)特殊的內(nèi)壓式集電環(huán)結(jié)構(gòu)和鎖線裝置保證發(fā)電機(jī)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(chǎn)品加工質(zhì)量保證發(fā)電機(jī)極低的起動(dòng)阻力矩(小于0.08N·m)，確保HY-400風(fēng)力發(fā)電機(jī)低于1.5m/s的起動(dòng)風(fēng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅保證產(chǎn)品的防腐、防銹、防霉、防紫外線、防塵性能(防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP66的標(biāo)準(zhǔn))，而且使其外表光亮、外形美觀。

(7)失速型葉片設(shè)計(jì)加電磁限速保護(hù)，確保風(fēng)機(jī)的抗大風(fēng)強(qiáng)度。

(8)葉片和發(fā)電機(jī)的匹配設(shè)計(jì)，保證風(fēng)機(jī)有很寬的有效工作風(fēng)速區(qū)域(0～18m/s)，提高了機(jī)組的發(fā)電量。

(9)自動(dòng)調(diào)向靈活，無(wú)明顯振動(dòng)和異常噪音，大規(guī)模使用于風(fēng)光互補(bǔ)路燈和風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)。(10)設(shè)計(jì)壽命為15年。

圖4 秦皇島隴海路路燈

圖5 寧夏香山

四 應(yīng)用范圍

路燈是城市照明的關(guān)鍵設(shè)施，更是展示一座城市現(xiàn)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(guī)劃綱要》中擬定以2005年底為基數(shù)，年城市照明節(jié)電目標(biāo)5%，5年(2006～2010年)累計(jì)節(jié)電25%的目標(biāo)，所以風(fēng)光互補(bǔ)路燈是解決城市照明的必需品。風(fēng)光互補(bǔ)路燈通優(yōu)良的設(shè)計(jì)，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(yuǎn)地區(qū)鄉(xiāng)村照明，沿江河湖海觀光帶照明等的供電應(yīng)用。