路灯是我们日常生活中最常见的照明系统，它给我们夜晚的生活带来光明。美观的路灯把道路的夜晚装点的多姿多彩。但路灯是一个高耗能产品，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，以至于很多市郊公路和高速公路都没有安装路灯。
风光互补系统是一种将光能和风能转化为电能的装置。由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统弥补了风能与光能独立系统在资源上的间断不平衡、不稳定。可以根据用户的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置。既可保证风光互补系统供电的可靠性，又可降低发电系统的造价。同时，风光互补系统是一套独立的分散式供电系统，xx不依赖电网独立供电，不消耗市电，不受地域限制，既环保又节能，还可作为一道典雅的风景为城市景观增姿添彩。风光互补路灯系统正好解决了这一世界性的难题。
 二、建设风光互补路灯的意义
   2.1、社会效益
     风光互补路灯处处体现了现代建美化环境、保护环境的理念。风光互补路灯是一种造型美观的高科技环保产品，安装风光互补路灯，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。迎风飞转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。
    风光互补新能源路灯最直接的向人们展示太阳能和风能这种清洁和自然能源的应用，展示人类如何利用可再生能源保护地球的生态环境，可作为普及新能源知识的好教材。
   2.2、 环境效益
每盏常规路灯10年消耗18250KW.h 电能，按火力发电标准煤耗400g/KW. h 计算，共消耗标准煤7.3吨，一座中等城市仅路灯一项10年消耗87.6万吨标准煤，增加二氧化碳排放300万吨、二氧化硫1.75万吨、二氧化氮1.3万吨，杂质、粉末15.5万吨。杂质、粉末直接污染环境；二氧化碳排放会使地面表面升温，产生“温室效应”；
二氧化硫和二氧化氮随着雨水排放到地面形成“酸雨”会使水库、河流、湖泊的酸度增加影响植物生长，鱼类繁殖，引起建筑物、材料、文化资源的腐蚀，影响人体健康。风光互补路灯的能源消耗和环境污染始终为“零”。
2.3、经济效益
每盏常规路灯设备输配电设施和灯具耗费8000元，初装的设备费用5000元，每年的灯具维护费用为120元/年，每年耗电1825KW.h，折合电费约为1300元/年，按10年使用寿命期间更换一次输电设备和灯具光源耗费6000元，总费用33200元（不含初装的设备费用）。而风光互补路灯系统采用专业安装，每年的维护费用为80元，不消耗电能，期间更换两次储能及控制系统约为5000元。按10年共计费用5800元，相比每套路灯在安装和维护费用上节约27400元/套，一个城市按10万盏路灯，其经济效益就凸显出来了。
随着化石能源资源的减少，常规能源的价格不断升高，以及对排放污染进行环保处理，常规能源的代价又进一步攀升趋势，届时风光互补路灯的经济效益比常规路灯将更具优势。
三、风光互补路灯系统设计方案
   依据我国《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）风光路灯的配置方案如下：
   配置方案
   (1)路灯配置设计
     路灯配置采用一台400W风力发电机、两块75Wp太阳能电池板、一套60W  LED灯以及2只150AH/12V铅酸阀控蓄电池(胶体免维护蓄电池)，组成一支独立的风光互补路灯。每天可靠亮灯10小时以上。
   (2)配置清单
部  件  型号及规格 数   量 备  注
风力发电机 HY-400/24V 1台 微风发电
太阳能电池板 75Wp 2块 单晶硅
储能蓄电池 150AH/12V 2块 太阳能专用
光源（含灯具） 60W LED 1套 超高亮度
风光互补控制器 HY400/150-24 1台 智能升压型
灯杆（含灯臂等） Q235  8-12米 1根 独立式
附  件 螺丝、紧固件等 1套 
(3)发电量计算
    以III类太阳能资源，每年风速3m/s以上时间超过3500小时地区为例来计算，这样的资源状况在我国普遍达到。
    太阳能资源属III类可利用区（1KW太阳能电池板转换太阳能辐射量为4500-5500 MJ/year），为安全计，取转换太阳能辐射总量为4500 MJ/year，配置的太阳能板的日均发电量应为：
    Q1=4500/365/3.6*0.15*0.8=0.411KW.h (式中0.8为安全系数)
    由于公路装灯点的障碍物状况不确定性，装灯点的年平均风速低估为4m/s，配置的风力发电机的平均功率为0.1KW，日均发电量应为:
    Q2=0.1*3500÷365*0.8=0.767KW.h (式中0.8为安全系数)
    风光路灯配置的日均总发电量为1.178KWh
考虑到蓄电池的转换效率为0.7，则实际有效日均发电量为：1.178KW.h*0.7=0.82KW.h
    鉴于风能与太阳能的良好互补性，以年均资源换算而得的日均资源的可靠性良好，加之风光发电的计算值均取低值，并各考虑了0.8的安全系数，所得的日均发电量数据是安全可靠的。
  (4)用电量计算
     配置选用60W的LED灯，以每天亮灯10小时计算，灯具每天耗用电量为0.60 KWH。
配置的蓄电池容量为：Q=150×24÷1000=3.6KWh
蓄电池充满的情况下放电量按60%计算，连续放电的时间为：3.6*0.06÷0.6=36小时，即蓄电池能满足4天不充电且每天可靠亮灯10小时。
司、路灯灯具布置设计实例
   ★13米宽道路的路灯设计
   根据这种道路一般为人车混用的支路，车流少、车速低和路面是13米宽的水泥混凝土路面，可以选用单侧布置（如图1）。
    灯具高度H=8米，间距S=30米，灯具悬挑长   1.5米则有效路宽为11.5米，根据国家照明标准要求其照明平均照度Eav不低于3.5Lx，平均照度均匀度Emin/Eav不小于0.3。
    灯具采用截光型P44照明灯具，60W LED灯来做光电源，其光通量为8000Lm，其等高8米道路平面等照度曲线图(如右图)：
    选用路灯利用系数U=0.32(国际照明委员会推荐0.3),维护系数K=0.8;则其路面平均照度为：
    Eav=U*Φ*N*K/W*S=0.32*8000*1*0.8/11.5*30=5.93lx；
    根据灯具的等照度曲线可以得出其最小照度值Emin不小于3 lx则其平均均匀度为：Emin/Eav=3/5.93=0.5。
    所以该安装方案路面平均照度Eav=5.93lx,平均均匀度Emin/Eav=0.5符合国家标准要求。
★30米宽道路的路灯设计
     根据这种道路一般为次于干路，车流较多、车速较快和路面是30米宽的水泥混凝土路面，可以选用双侧对称布置。（如图2）
     灯具高度H=8米，间距S=25米，灯具悬挑长2米则有效路宽为26米，根据国家照明标准要求其照明平均照度Eav不低于5.6Lx,照度均匀度Emin/Eav不小于0.35。
     灯具采用截光型P44照明灯具，60W LED灯做光电源，其光通量为8000Lm，其灯高8米道路平面等照度曲线图.(如右图)
     选用路灯利用系数U=0.32(国际照明委员会推荐0.3)，维护系数K=0.8;则其路面平均照度为：
    Eav=U*N*K/W*S=0.32*8000*1*0.8/13*25=6.3Lx
    根据灯具的等照度曲线图可以得出其最小照度值Emin不小于3Lx则其平均均匀度为:Emin/Eav=36.3=0.47
    所以该安装方案路面平均照度Eav=6.3Lx，平均均为度Emin/Eav=0.47符国家标准要求。
五、风光互补路灯主要技术参数
1、 风力发电机启动风速 2.3米/秒
2、 风力发电机额定风速 10.0米/秒
3、 工作模式：风光互补
4、 风力发电额定功率 400W
5、 太阳能板 17.5V /75Wp*2块
6、 风力发电机组具有抗大风机械及电磁刹车装置
7、 免维护太阳能蓄电池：12V 150AH*2  2块
8、 连续阴雨5天环境下确保路灯点亮8小时以上
9、 照度≥15Lux（直流LED光源每瓦的光效比交流高压钠灯高8-10倍）
10、 风光互补控制器有延长电池寿命功效，同时具有防雷保护、反接保护、太阳能防反充保护、蓄电池开路保护、过风速和过电压刹车保护。
11、使用环境温度：-10℃ - +60℃
12、相对湿度：85%
六、技术（验收）标准
1、  GB 17646-1998  《小型风力发电机组 安全要求》
2、  GB/T 19068.1-2003 《离网型风力发电机组 第1部分：技术条件》
3、  GB/T 19068.2-2003 《离网型风力发电机组 第2部分：试验方法》
4、  GB/T 19115.1-2003 《离网型户用风光互补发电系统 第1部分：技术条件》
5、  GB/T 19115.2-2003 《离网型户用风光互补发电系统 第2部分：试验方法》
6、  GB/T 10760.1-2003 《离网型风力发电机组用发电机 第1部分：技术条件》
7、  GB/T 10760.2-2003 《离网型风力发电机组用发电机 第2部分：试验方法》
8、  GB/T 13981-92  《风力机设计通用要求》
9、  GB 8116-1987   《风力发电机组型式与基本参数》
七，HuaYu-power 400W型风力发电机组技术说明
7.1，HuaYu-power 400W风力发电机组特点：
1、风力发电机采用钕铁硼稀土永磁材料；
2、叶片采用铝合金材料，中空拉制成型，质量误差≤0.3g动平衡性能良好；
3、启动风速低、抗台风、防腐蚀、抗风沙性能优越；
4、集电磁制动和机械制动为一体限速方式、自动导航；
5、造型美观、免维护、安装方便；
6、低压24V直流输出，无触电危险；
7、使用寿命达15-20年。
7.2，HuaYu-power 400W型风力发电机组技术参数
叶片直径           2.2m
起动风速           2. 3m/s
工作风速范围       3～25m/s
额定风速           10m/s
输出电源等级       DC24V
额定功率           400W
{zd0}抗风强度       60m/s
叶片数量             3
风轮气动效率       ≥0.36
发电机额定转速      450r/min
机组噪音           ≤45（dB）
发电机型式          永磁三相交流
调速方式            机械制动、电磁调速
防护性能           具有防潮、防霉性能
八、硅太阳能电池组件技术标准
8.1，采用标准
1.GB/T9535-1998 eqv IEC1215：1993地面用晶体，硅光伏组件设计鉴定和定型
2.GB/T14007-92  陆地用太阳电池组件总规范
8.2，硅太阳能电池组件特点
1.使用寿命长：使用寿命长达25年以上
2.密封性能好：能防雨、水、气体的侵蚀   
3.使用安全、可靠、使用期间无需维护、电性能稳定可靠。
4.环境适应性好：能抗冰雹冲击，并能在高低温剧变的恶劣环境下正常使用
5.安装灵活方便:：根据用户要求进行安装，施工周期短，安装简便
6.产品特性优良：电性能参数稳定，峰值功率充足，测试功率均符合国家标准要求。
可见，为了获得良好的转换效率，应当选用单晶硅太阳能电池。本次设计的风光互补路灯系统选用的单晶硅太阳能电池组件具备如下特点：
1)树脂封装晶体硅技术和{yl}的封装工艺 ；
2)采用进口溶面玻璃，具有极高的透光性 ；
3)电池组件背面采用TEDLAR封固，能抵抗潮气及雨水侵蚀 ；
4)工作温度： -45℃-+80℃ ；
5)相对湿度： 0-{bfb} ；
6)抗风{zd0}风速： ＞200公里/小时。
九、蓄电池的技术标准
9.1，产品说明
1、密封反应率≥99%，无须补加水，实现真正的免维护，使用方便，可随意放置，适合各种方式安装。JB/T9653-19999 储能型铅酸蓄电池行业标准。
2、紧装配设计，体积小、比能量高，寿命长，内阻小，高倍率特性好。
3、采用特殊的合和特殊的铅膏配方，处放电率低，耐深放电能力和较强的容量恢复能力。
4、 电池配方中不含对环境有污染和不易回收的镉物质，且不会有电池泄漏现象，真正保证了电池的环保和安全。
5、 较宽的使用温度-40℃—60℃，适用于各种环境的户外使用。
9.2，技术性能
电池内阻
Battery interior resistance 电池xx充电
completely charges（25℃） ≤10mΩ
不同温度下电池容量
Under different temperature battery capacity 40℃ 105％
 25℃ 100％
 0℃ 85％
 －10℃ 70％
不同小时率容量
Different hour rate capacity 10hr {bfb}C10
 30hr 110%C10
电池存放容量
Battery depositing capacity 1个月(months)（25℃） 95％
 3个月(months)（25℃） 90％
 6个月(months)（25℃） 88％
{zd0}充电电流
Biggest charging current 0.25C10（A）
充电限压
Charge limiting voltage 均充充电电压
Average charging voltage 14.4V/12V－25mV/℃
 浮充充电电压
float charge voltage 13.5 V/12V－20mV/℃
十，风光互补控制器技术标准
10.1 采用的标准
1、JB/T6939.1-2004 离网型风力发电机组控制器    第I部分：技术部分
2、JB/T6939.1-93     >
3、JB/T7143.1-93   >
4、GB/T17626.2-1998>
5、GB/T17626.3-1998>
6、GB/T17626.4-1998>
7、GB/T17626.5-1998>
10.2性能特点
1. 控制电路与主电路xx隔离，可正接地也可负接地。
2. LED、LCD显示功能，可显示当前蓄电池电压、太阳能电池阵列输出电流、负载蓄电池充电电流、日发电量、累计发电量。
3. 多路（6路/12路/18路等）太阳能可以同时接入。
4. 阶梯式控制方式，可使太阳能电池发出的电{zd0}限度向蓄电池充电，效果大大提高。
5. 各路充电压检测具有“回差”控制功能，可防止静态开关进入振荡状态。
6.过充、过放、过载、短路、接反、过热等一系列报警和保护功能。
7.霍尔电流互感器检测电流。
8.温度补偿调节电压。
9.最近30天的电量数据采集，没电时电量可以存储。
10.太阳能每天累计发电量，太阳能历史累计发电量，掉电数据不丢失。
11.具有RTC功能，可以查寻当前时间，在任何时候出现异常（过充、过放、过载、短路等），会把不同故障发生的时间分别记录下来，送上位机显示。
12.提供标准RS232/RS485接口。
13.根据客户不同需要，可安装不同等级防雷器。
14.根据系统需要，可提供光控、油机、备用电源等功能。
15.控制器内置大功率风机卸载电阻，无级调节，逐级投入，使蓄电池不会经受突变大电流充电，大大提高蓄电池使用寿命，另使风机平稳降速，有效防止风机飞车。
10.3技术参数
技术指标 风光互补控制器
直接输出部分 输出额定电压（Vdc） 24
 输出{zd0}电流（A） 4.6
直接输入部分 输入额定电压（Vdc） 24
 欠压 欠压（VDC） 21.6+-0.1
  恢复（VDC） 24.6+-0.1
风力发电机输入部分 额定风力发电机总功率 400W
 风机额定电压 24V
 风机卸载电压 30V
 卸载后恢复充电电压 28V
 卸载电阻功率 600W
太阳能电池板部分 额定光伏阵列功率 80W
 太阳能电池板{zj0}工作电压 18.38VDC
 太阳能电池板开路电压 22.14VDC
 太阳能电池过充电      保护电压 28.8VDC
 太阳能充电后恢复      充电电压 27.2VDC
 太阳能电池{zd0}充电电流 2.5A
空载电流（A） 0.1
电压降落（V） 太阳能电池与蓄电池之间 0.4
 蓄电池与负载之间 0.1
外形尺寸（mm） 300*320*200      （长、宽、高）
参考重量（Kg） 6
使用环境温度 -10℃--+40℃
使用海拔（m）  0.5) 。
•本灯具採全遮蔽式设计，左右铅直角80~90度处光强度极低, 可有效防止眩光。
•独特专利散热设计，散热板採用高散热系数的铝板,并在背面銲接铝鰭片加热管设计，利用热导管的超快速导热能力及超大表面积铝鰭片与 空气的对流散热原理，将LED產生的热快速且有效的带开，让LED结温保持在 80°C以下，确保LED寿命在50,000小时以上。
•{jj0}导热组装：确保LED灯源铜材底座到散热器的温差在5℃之内。
•光源及电源部分採用密闭式防水防尘设计，防护等级可做到IP66。
•光源前罩部分採用透光度>96%的钢化玻璃，可提升灯具效率。
•採用恒流驱动式开关电源及90~264VAC，9V-30VDC宽范围输入电压，避免因输入电压的变动而造成光通量的变动；电源转换效率约90%，减少灯具总光效的损失。
•光源及电源採分离式设计，易於维修。
•啟动时间短、不闪频。
•灯具重量轻，易於安装。
•操作环境温度范围大，信赖度佳。
•环保、安全、无污染，符合RoHS规范。
13.2 LED灯技术参数
参数 数值
输入电压 24V
光通量 60W
 6300 lm
色温 4500-6000K（暖白）
操作温度 -300C-+400C
功率因数 >0.9
光束角 {zd0}光强角度  55

 偏心角度 200
防水等级 IP66
寿命时间 >50,000hrs
外型尺寸 475×318×155mm
重量 7Kg
13.3技术性能
可瞬时启动，再启动，恒功率输出，电压变化不影响灯泡亮度。
设有开路保护，短路保护，高温保护等功能。
EMC标准通过国家电视产品质量监督检测中心中国监督检测中心，中国赛宝实验室，浙江方圆检测集团等xx机构的检测获得合格证书并通过韩国KETI产品安全认证。
十四、工程施工方案
安装风光互补路灯照明系统之前，应建设基础，并将预先之制作好的钢筋地脚笼埋入混凝土地基中，混凝土地基埋入地下的深度应当根据安装地的地质条件决定。地基表面应当用水平尺校正，以保证塔杆竖起后，与地面垂直。如果采用塔杆与控制箱分离的机构方式，应当在地基中预埋电缆管，以便将电缆引入控制箱中。
14.1，如右图所示挖掘地脚坑和电池坑（如土质过松软可适当增大地脚坑尺寸）。   2坑之间距离不易过大（300mm～1000mm之间，由土质均定）；
坑距离较近时，可在同一坑下挖掘出地脚坑与电池坑。
以上图方式将地脚笼事先放置正确方向。如右图处进行浇灌混凝土（混凝土配比为C25），为便于定位盘的水平调整，浇灌不要掩埋地脚笼上的螺纹柱。基础保养期内不得安装风机。如周围有较高的建筑物或物体时，接地桩可无需安置；电池坑浇灌按图实施，电池坑深度根据当地气候而定，原则要求为恒温、干燥及防盗的深度。混凝土厚度在50～80mm之间。
14.2， 穿线
1）将塔杆运至现场。
2）将风光互补发电机连接电缆，太阳能电池板连接电缆，负载连线电缆，分别从塔杆上部穿入（在穿入部位打结，以防电线滑落），从塔杆底部引出。
3）可以使用铁丝等物辅助穿线。
4）将太阳能电池板连接电缆在塔杆底部那一侧的线头分别用绝缘胶布封住，以防止安装太阳能电池板时发生短路。
5）将风光互补发电机连接电缆在塔杆底部那一侧的线头短路连接在一起。
  穿线时请务必小心，切勿将电缆刮伤，以免引起漏电或短路。
14.3，塔架安装
1）风机安装应请专业安装人员或风机相关技术人员安装。
2）参照下图所示进行组装，组装时需用物体或三脚架将塔杆顶部抬高1.3米，并且三脚架的安放位置不能影响太阳能板的安装。组装风机的顺序是：先将风机放在1.2米高的支撑物上，将风机引出线和风机线进行牢固的连接（红色或棕色为正，以下接线同理），同时对风机引线进行短路；其次将多余线缆塞入塔杆中，抬起后将风机法兰和塔杆法兰对接起来，并拧紧螺丝（螺栓超出螺母部的高度不得影响风机的转向）；{zh1}安装顺序是取下盖型螺母→取下导流罩→旋松所有的内六角螺栓→取下风叶压板→放置风叶→压上风叶压板并旋紧螺栓→放置导流罩→拧上盖型螺母。
3）将太阳能板放置到太阳能架上，用螺栓连接固定。太阳能板采用串联。将太阳能板架放置离风机叶片30cm以上位置，调整其方向正南偏西5°位置后，用抱箍锁紧；随后把太阳能板引出线和引线进行牢固连接，检测强光下太阳能引出线的电压以判断是否导通(光照下电压为20V以上)。将蓄电池引线事先从pvc管中穿出并留出40cm的预留线，预留线需防止吊装时被塔杆压住。
5）组装完毕后进行塔杆的吊装，吊装时需有人引导塔杆底部落到地脚的正确位置（灯朝道路方向），紧固地脚螺栓并将塔杆调节垂直。
6）蓄电池放入坑内，2对蓄电池进行串联并连接好引线。引线的塔杆底部一端需用胶布包裹防止短路。
注：在吊装之前需测试太阳能板引线、风机引线、负载引线是否导通，如有异常需进行检查。