風電路燈妝點中國城市風光

李穎

浙江省富陽市中國風力最小的地區(qū)之一。2013年5月23日，在浙江省富陽市的秦望廣場的江邊小路上，立起了一個奇特的路燈，它的頂端有5片藍色扇葉，扇葉頂部還有一塊銀白色太陽能集成板。

2013年11月10日，富陽市路燈管理所給這盞路燈寫出了這樣的評價：該風力發(fā)電路燈節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)能夠滿足路燈所需電能，在富陽常年微風氣象條件下，發(fā)電穩(wěn)定，工作正常。與國產(chǎn)普通路燈相比其光亮度更亮、照射范圍更廣……

據(jù)了解，這是由中國低碳產(chǎn)業(yè)委員會與韓國風力節(jié)能燈株式會社合作并引入國內(nèi)的一款垂直軸微風發(fā)電路燈。

據(jù)中國低碳產(chǎn)業(yè)委員會黃克雨主任介紹，微風發(fā)電路燈解決了在弱風地區(qū)使用風能發(fā)電的問題，韓國風力節(jié)能燈株式會社自主研發(fā)的風力發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)品，3年前已在韓國、日本投入使用，在富陽示范工程的成功證明了這個企業(yè)在微風發(fā)電技術(shù)上具有明顯的優(yōu)勢，可以很好地解決了國內(nèi)風能市場的需求，其市場需求巨大?！?/p>

微風發(fā)電路燈，一個迎合經(jīng)濟發(fā)展需要產(chǎn)生的新事物，在一定程度上將改變我們對待新能源的傳統(tǒng)理念，用高新技術(shù)裝點出美麗都市。

風電：綠色優(yōu)質(zhì)能源

風電是新型綠色能源。有數(shù)據(jù)顯示，風力發(fā)電每生產(chǎn)100萬千瓦時的電量，便能減少排放600噸的二氧化碳。國家鼓勵風電發(fā)展，以實現(xiàn)2020年風電1億千瓦的目標，風電發(fā)展前景廣闊。

根據(jù)中國風力發(fā)電十二五規(guī)劃，2015年風力發(fā)電設(shè)備容量達1億千瓦，年發(fā)電量是1900億千瓦時，占中國發(fā)電總量的3%以上。到2020年，風力發(fā)電容量將超出2億千瓦，年發(fā)電量達到3900千瓦時，占中國發(fā)電總量的5%以上。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國風光互補路燈行業(yè)市場調(diào)研與投資預測分析報告》顯示，中國現(xiàn)有城鄉(xiāng)路燈總數(shù)，大約在2億盞，并以每年20%（4000萬盞/年）的速度增長，其中城市街道照明路燈約1500萬盞：每年新增城市路燈需求量達到300萬盞。2012年，中國新建公路58672公里，2013年新建公路8萬公里，改建農(nóng)村公路20萬公里。假如這2億盞400瓦或250瓦高壓鈉燈全部改成150瓦或100瓦風光互補LED路燈，并且每盞路燈每天工作12小時，在1年內(nèi)將節(jié)約1500億度電。

現(xiàn)狀：風電路燈技術(shù)欠缺

近些年，節(jié)能路燈逐步走進城市的大街小巷，其安裝簡單、外形美觀、靠風力發(fā)電且無須耗費電能的特點著實引起了市民們的關(guān)注，被冠以城市“風光路燈”的美譽。

與普通電燈相比，風電路燈有許多無法比擬的優(yōu)勢：不受供電影響，不必開挖土溝布設(shè)電線，挖一個小坑澆筑好水泥基礎(chǔ)就可安裝；每一盞燈就是一個獨立的發(fā)電照明系統(tǒng)，自動明滅無須專人操控；不消耗常規(guī)能源；只要風力充足就可以就地安裝……等特點，因此受到人們的廣泛關(guān)注，又因其零排放、無污染，而被稱為綠色環(huán)保產(chǎn)品。

在近一年內(nèi)全國多地曝出風光互補路燈頻頻“罷工”問題，2013年12月4日，信息時報報道《萬元節(jié)能路燈中看不中用“瞎了”好幾條路》；2013年12月05日，信息時報報道《路燈為何不亮？是不是招標采購過程有貓膩？》；2013年12月19日，楚天都市報報道《“風光路燈”入漢4年依然難風光》；2014年03月24日，武漢晚報報道《太陽能路燈“遭遇尷尬”裝得起用不起》……引發(fā)社會熱議。這個“路燈”中的優(yōu)等生，近年頻頻遭遇“換燈”的尷尬。

在實際的運行中，這些“風光路燈”發(fā)電效率低，多數(shù)形同擺設(shè)，風光不再。據(jù)了解，這些風電燈當初的安裝費遠遠高于普通路燈，為什么在實際的使用中卻逐步被淘汰呢？中國風電研究所所長——蕭占俊（曾在中國科技網(wǎng)發(fā)表過“關(guān)于小風電機組額定風速高低問題的探討”，用數(shù)據(jù)來告訴我們風機實際發(fā)電效率低下的原因）分析滅燈原因，即風機的額定功率是在滿足額定風速時所能達到的發(fā)電功率（當?shù)仫L能條件即年均風速達不到8～12m/s），風機實際的發(fā)電效率遠低于額定功率，風機實際工作時間很少。

韓國風力節(jié)能燈株式會社自主研發(fā)的七相微風發(fā)電系統(tǒng)突破了這一技術(shù)上的瓶頸，微風發(fā)電即將重現(xiàn)“風光”了。

突破：微風發(fā)電路燈

重現(xiàn)“風光”

亞洲的風在不同季節(jié)、不同時間段其風向變化多端，導致水平軸發(fā)電效率低下，垂直軸微風發(fā)電技術(shù)成為行業(yè)發(fā)展趨勢。

“浙江省富陽市三面環(huán)山，處于弱風區(qū)。富陽是個競技場，國內(nèi)做的風力和太陽能路燈的產(chǎn)品多會選擇到富陽來做試驗，在這能成功的風電路燈，在全國70%的地區(qū)就都沒問題了?！备魂柺锌萍季謱＜腋嬖V記者。

這個安裝在富陽秦望廣場的風力節(jié)能系統(tǒng)富陽路燈“示范工程”。由浙江富陽市科技局牽頭，會同富陽市城建局、富陽市氣象局，在富陽市路燈管理所就“韓國風力節(jié)能燈株式會社”風力混合動力節(jié)能路燈技術(shù)進行綜合分析，并結(jié)合氣象參數(shù)探討了該技術(shù)的適應性，在富陽做示范工程，并委托富陽市路燈管理所承擔實施管理。

半年后成績單公布，富陽市路燈管理所給出了這樣的評價，“該風力發(fā)電路燈節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)能夠滿足路燈所需電能，在富陽常年微風氣象條件下，發(fā)電穩(wěn)定，工作正常。與國產(chǎn)普通路燈相比其光亮度更亮、照射范圍更廣。綜合分析，該路燈產(chǎn)品技術(shù)先進、發(fā)電穩(wěn)定、零排放、零污染、綠色環(huán)保，不僅節(jié)約大量的工程材料費用，而且不使用商用電，低碳、環(huán)保、節(jié)能，總體性價比高”。

據(jù)中國低碳委員會技術(shù)專家黃瑛介紹，韓國風力節(jié)能燈株式會社自主研發(fā)的七相微風發(fā)電系統(tǒng)在超低速/中速/高速旋風環(huán)境中可以高效發(fā)電。由于在60m/s的狂風中，也保持40rpm/min的低轉(zhuǎn)速，有效地保證其系統(tǒng)壽命。同時，自主研發(fā)的LED燈，充分考慮到發(fā)電機的功能和指標，有效地解決了由于發(fā)熱影響LED燈壽命的問題，使其壽命最大化。除了蓄電池需要5年換一次外，其他部件基本上可以半永久性使用，其壽命達到20年以上。該技術(shù)已在韓國、日本、東南亞各國廣泛使用和驗證，在微風發(fā)電技術(shù)上具有明顯的優(yōu)勢，很好地解決了風能市場的需求，其市場需求巨大。

“韓國風力節(jié)能燈株式會社微風發(fā)電路燈”為什么發(fā)電效率高？黃瑛解釋說：“七相微風發(fā)電機結(jié)構(gòu)是特別設(shè)計的。即把原有的加速齒輪和發(fā)電空間融為一體，減少其接觸面、減少阻力損耗，從而提高發(fā)電效率。同時，相鄰的永磁之間形成U型磁場，外部蓋低速旋轉(zhuǎn)（7～40rpm/min）時，裝有永磁的內(nèi)部蓋高速旋轉(zhuǎn)，這樣，大大提高相同永磁所形成的磁場的發(fā)電效率。此外，該風力發(fā)電機還配有智能控制儀，這是該產(chǎn)品的系統(tǒng)指揮中心，可以通過參數(shù)設(shè)定，調(diào)整系統(tǒng)功能。如當發(fā)電量蓄滿蓄電池時，能夠自動切到電阻，此時電能就會轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。在遇到刮旋風、狂風時，控制儀則能夠通過反向電流，控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速，使最高轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在40rpm/min，對整個系統(tǒng)壽命提供保障，對電池也起到保護作用。同時，控制儀還能把太陽板發(fā)的電能和風機發(fā)的電能合并存儲到蓄電池中，并根據(jù)太陽能板光能傳感器測到的光量，控制自動點燈和滅燈?！?/p>

實踐：微風發(fā)電技術(shù)穩(wěn)定

記者在富陽市路燈安裝維修管理所出具的《韓國風力節(jié)能燈（株）風力混合動力節(jié)能系統(tǒng)富陽示范路燈使用報告》上看到：（2013年）5月23日到6月18日，示范路燈亮燈狀態(tài)一切正常。6月19日滅燈。6月22日韓國技術(shù)人員到現(xiàn)場檢查結(jié)果，電是充滿的，重新合閘后，即亮燈了。7月1日再次出現(xiàn)滅燈現(xiàn)象，7月5日卻自動重新點亮，并一直持續(xù)亮燈，工作狀態(tài)良好。以上情況出現(xiàn)，從專業(yè)角度分析不存在技術(shù)方面缺陷，與韓方技術(shù)人員溝通后，所發(fā)生的滅燈和 自動重新點燈現(xiàn)象，是因使用中國產(chǎn)風帆蓄電池與韓國智能控制儀功能不匹配引起的。這種現(xiàn)象，前幾年在日本使用該國蓄電池時也發(fā)生過，后來換成韓國產(chǎn)蓄電池后，再也沒有發(fā)生過類似現(xiàn)象。

4月11日，記者一行來到浙江富陽江邊大道旁的秦望廣場，看到了示范工程中所使用的“微風發(fā)電路燈”。據(jù)富陽市科技局專家介紹，由于富陽市三面環(huán)山處于弱風區(qū)，過去在富陽做微風發(fā)電路燈示范工程不少，但都不能穩(wěn)定發(fā)電，以失敗告終，這是目前為止唯一一家在富陽穩(wěn)定發(fā)電的微風發(fā)電示范路燈工程。

“微風發(fā)電路燈”總高約12米，燈頭在離地7米的高度，最高可抵抗60m/s的風力，考慮到當?shù)仫L能條件不太好，為了在微風中穩(wěn)定發(fā)電需要，安裝有5塊蓄電池，目前燈的狀態(tài)一直穩(wěn)定。而在與秦望廣場相隔1000余米的時代廣場，在兩年前曾安裝的3盞風力發(fā)電路燈，至今基本不亮。

全國權(quán)威機電專家蔣棲瑞表示，風力路燈的核心技術(shù)是電機，從目前看，“韓國風力節(jié)能燈株式會社微風發(fā)電路燈”技術(shù)穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化率高、適宜推廣。

前景：國內(nèi)市場發(fā)展空間廣闊

科技部資深研究員孟繁森老先生告訴記者，在中國，“微風發(fā)電路燈”有廣闊的發(fā)展前景。

中國正在進入城鎮(zhèn)化發(fā)展時期，全國各地都在修建新路，大規(guī)模投資基礎(chǔ)設(shè)施，路燈的電耗量越來越多。采用此項技術(shù)安裝微風發(fā)電系統(tǒng)，不但解決路燈電能消耗，還能節(jié)省很多電纜鋪設(shè)等基礎(chǔ)工程，為長遠的綠色環(huán)保型發(fā)展具有深遠意義；國內(nèi)風力發(fā)電應用領(lǐng)域廣闊，國家對新能源的扶持力度大，發(fā)展具有得天獨厚的條件。國內(nèi)有很多地區(qū)沒有電，風力太陽能混合發(fā)電系統(tǒng)是主要的解決方案，風力節(jié)能燈能夠有效解決鋪設(shè)電纜工程比較難的山區(qū)、草原、島嶼及人口密度較小地區(qū)等特殊地理環(huán)境下的電能需求，其用途及發(fā)展前景廣闊，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

當然，作為一種新型科技產(chǎn)業(yè)，風力發(fā)電路燈也有著無法回避的劣勢和風險：風力發(fā)電產(chǎn)品研發(fā)費用相對較高，價格偏貴，初期投入大，但按其壽命分攤的話，也能夠消化投入成本；行業(yè)內(nèi)競爭激烈，需要投資者盡快建立生產(chǎn)、銷售、服務整套系統(tǒng)；此外，中國幅員遼闊，地域較廣，建立輻射全國的服務網(wǎng)絡(luò)還需要時間，在售后服務體系的建立上，還需要一個逐步完善的過程。

黃克雨主任則認為，從中國發(fā)展趨勢上看，風力發(fā)電是低碳、節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)業(yè)，使用風電路燈，保證技術(shù)上的成熟是首要和必然，而且風電路燈也必然是城市公共照明的發(fā)展趨勢。就目前而言，使用風電路燈肯定比普通路燈貴，但通過對先進技術(shù)的引進、消化，國產(chǎn)化、規(guī)模化生產(chǎn)的實現(xiàn)，可以不斷降低成本，使高科技技術(shù)為低碳、節(jié)能、環(huán)保目標服務。政府也應大力扶持微風發(fā)電產(chǎn)業(yè)，為微風發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅速崛起提供政策環(huán)境和技術(shù)研發(fā)支持，使微風資源轉(zhuǎn)化為新能源有效地利用起來。高效微風發(fā)電技術(shù)的突破，將會使微風發(fā)電站、微風發(fā)電路燈、微風發(fā)電基站、微風發(fā)電獨立安保系統(tǒng)、微風發(fā)電社區(qū)、微風發(fā)電邊防哨所等微風發(fā)電世界展現(xiàn)給現(xiàn)代人，為節(jié)能、環(huán)保做出巨大貢獻。從長遠看，常規(guī)能源總有一天會枯竭，最終被節(jié)能環(huán)保的新能源所取代。而要讓節(jié)能環(huán)保理念深入人心，必須從現(xiàn)在開始倡導和宣傳。