风能存储路灯
在跨入21世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题。而能源问题将更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温室效应都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能和风能等清洁能源以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源。
能源的可持续发展是国民经济可持续发展的战略基础。近年来，我国经济的快速增长使能源需求不断增加，常规能源储备呈现不足，大力发展和应用新能源成为当务之急。同时，在国际上，我国也面临着巨大的节能减排压力。我国已向世界承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%、非化石能源占一次能源消费的比重达15%左右，这就意味着每年新能源、可再生能源消费比重要提升1%。
要解决能源瓶颈、实现对国际社会的节能减排承诺，必须大力开发与利用新能源。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》明确提出，“推动能源生产和利用方式变革，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系”。
基于以上现状和发展趋势，我国近几年出台了大量政策，促进以风能、太阳能为主的新能源产业，其关键是要最大化地应用风能、太阳能。
但目前，在风能、太阳能利用方面，国家政策导向尚以强调其产业的相关部件制造为主。在应用方面，以发展大型风电、大型光伏电站为主。大型电站建设用地需求大，多位于远离用电负荷的西北、华北、东北等工业基础薄弱、电网支撑体系较差的地区，所发电力无法就地消纳；远距离输送又面临并网技术、长途损耗等短时期内无法破解的难题。
这些瓶颈的存在，使我国的风能和太阳能产业，面临看上去发展得蓬蓬勃勃、实际应用规模极小的尴尬局面。
作为国家两型社会试验区，湖南积极开发新能源和清洁能源，是缓解国家能源压力的责任之举，也是寻求自身可持续发展的战略之举。
然而，尴尬的是，湖南的生物质能、核能等新能源的开发尚处于初级阶段。湖南身处内陆，属于低风能地区，梅雨季节较长，在发展大型风电、大型光伏电站方面难以发力。
如何采用新的思路和技术途径，最大化利用我国风能、太阳能资源，成为促进新能源产业发展的新课题。
寻求突破，必须另辟蹊径。“在发展大型风电、大型光伏电站面临重重困境的情况下，只有大力推广风能、太阳能小型化综合应用，才能使风能和太阳能成为新能源发展的新增长极，在国民经济领域和社会发展中起到巨大的推动作用。”中科恒源负责人表示。
风能、太阳能小型化综合应用，是指中小型风机分布式发电和光伏分布式发电的综合应用。系统集合风力发电和光伏发电，通过智能控制等技术，成为独立可再生供电系统，实现对负载供电。
目前发展较快且应用前景较广的是风光互补离网储能供电系统。该系统通过风能、太阳能的综合应用，很好地解决了单独使用风力发电或太阳能发电受季节和天气等因素制约的问题，使得风、光在昼夜变化和季节变化上形成了很强的互补性，提高了供电系统的稳定性和可靠性。
作为一家专业从事清洁能源开发与利用的高科技企业，中科恒源一直专注于风能和太阳能发电系统集成产品的开发制造，如零电费、零排放的风光互补路灯、风光互补发电系统等。
2006年，中科恒源与中国科学院广州能源研究所等共同研发了微风发电技术，解决了微风不能发电的难题。
传统的风力发电机通常在风速达到3米每秒时才能启动，3.5米每秒～4米每秒时才能发电，无法应用于占国土面积四分之三的低风速区。而微风启动技术由于大大降低了机械摩擦阻力，使电机的启动风速降到1.5米/秒以下，发电风速降到2米/秒，且在同等风速下比同型号风力发电机增加发电输出功率20%。
1.5米/秒的电机启动风速,破除了风电领域的技术“天花板”，也破除了湖南风能资源不足的坚冰！
据中科恒源负责人介绍，采用这一项技术，我国80％以上低风速地区的风能资源都能得到有效利用与开发。这项成果荣获第35届日内瓦国际发明博览会特别金奖、中国第16届发明博览会金奖，被评为“世界十大绿色能源发明”之首。
从海南三亚，到甘肃金昌，从黄河湿地，到云南昆明……我们看到，中科恒源的风光互补发电系统在路灯、景观灯、监控、道路指示等方面的广泛应用。风光互补新能源，正描画出更多靓丽的风景。
由于传统风电、光电产品制造成本高，销售价格高，太阳能和风能一直被认为是新能源中的“贵族”，让人难以亲近。于是有人可能要问，既然风光互补新能源适用性这样强、又节能环保，那么成本该怎样算？
中科恒源负责人给我们算了一笔“经济账”：以中科恒源在湖北武汉光谷建设的一条路为例，以一公里40杆路灯计算，常规供电路灯，包括灯体材料、电缆铺设、配电设备和土建安装，大约需要100.4万元；风光互补路灯，可省去电缆铺设和配电设备安装，总造价108.6万元。一次性投入，风光互补路灯略高。
但若以10年投资期计算，常规路灯维修及电费高达60多万元，风光互补路灯则省去了这两项费用。两者相比，后者节约60多万元。
从经济角度考虑，后者替代前者将带来巨大的市场空间。2010年，全国路灯耗电量约占全国总发电量的4%~5%，相当于三峡水力发电站的年发电量（1000亿千瓦时），是2011年全国风力发电总量（501亿千瓦时）的2倍。如能实现全国路灯的新能源改造，实现全网“零耗电”，则相当于每年新建一个三峡水电站。
除替代传统路灯外，风能、太阳能小型化综合应用还将催生出全新的、更大的市场空间。从农村基础设施建设、病虫害防治、森林防火监控、提水灌溉，到交通、市政建设领域，再到通信、气象环保领域，若风能、太阳能小型化综合应用实现在国民经济中的广泛应用，至2020年，至少可带来1.8万亿的市场空间。
算了经济账，再算一笔生态账。
一杆风光互补路灯，一年可节约用电1000度（千瓦时）以上。按火电折算，一年节约标准煤400公斤以上，减少二氧化碳排放量1000公斤以上，减少二氧化硫排放量30公斤以上，减少灰尘、炉灰等大气污染物排放量270公斤以上。
一项调查表明，如果在全国范围大力推行风能、太阳能小型化综合应用供电方式，综合测算各领域应用前景，保守估计每年新增装机容量可达60GW，年发电量可达600亿千瓦时，每年可节约标准煤达2200万吨标准煤、每年减少二氧化碳排放约6000万吨，节能减排效应十分明显。
两笔账一算，个中高下，已见分晓。
困局求变： 亟盼同等待遇与政策支持
2011年春，湖南郴州市4093户偏远地区的无电户，终于告别了无电的日子，点上了白炽灯，看上了大彩电。
这一切得益于财政部、科技部、国家能源局联合实施的“金太阳”示范工程。这一工程，是国家为推动太阳能小型化应用而实施的产业扶持政策。郴州市政府联合中科恒源向国家申请“郴州偏远无电用户地区太阳能风光互补独立供电系统示范工程”，并纳入了国家“金太阳”示范工程。
然而，与这些无电户的喜悦相比，作为新能源产业的重要组成部分，风能、太阳能小型化综合应用现在还高兴不起来，它所面临的，是一种孤立无援的尴尬。
当前，我国在风能、太阳能应用方面，仍大多以发展大型风电、大型光伏电站为主，同时，由于国家特许审批制度的存在，大多数风电站、光伏电站建设为极少数国有大型发电集团所掌握，导致行业竞争度小、行业发展欠活力，总体呈现企业规模普遍偏小、自主创新能力较低、分布不均衡、竞争无序化，且相关产业配套程度不高、集中度差、产品应用面不广等情况。
各方对风能、太阳能小型化综合应用的重视程度不够，社会认知度不高，导致在现行政策条件和市场规则下，风能、太阳能小型化综合应用无法与大型风电、光伏并网电站建设一样，得到同等的待遇和政策支持。
2012年全国“两会”期间，吴建平等许多全国人大代表纷纷提交建议，呼吁大力推广风能、太阳能小型化综合应用。
这些建议提出，切实提升风能、太阳能小型化综合应用在我国新能源产业发展中的战略地位。将“大力发展风能、太阳能小型化综合应用”列入国家《可再生能源中长期发展规划》、《“十二五”新兴能源产业发展规划》，并开辟独立篇章，予以全面审视和支持。国家及各级政府应出台具体支持政策，明确计量标准、补贴标准和方式，建议中央财政将风能、太阳能小型化综合应用纳入补贴范畴，将风光互补供电系统中太阳能板、风机、蓄电池、逆变器等关键部件同等享受“金太阳”补贴。
在审批方面，改变现有的特许审批制。根据项目大小，由中央授权，进行分级管理，各级地方政府根据年度预算，决定风能、太阳能小型化综合应用项目的建设，政府成为建设主体，全民参与分享风能、太阳能小型化综合应用项目带来的便利。同时发挥政府采购职能，大力推广符合要求的风能、太阳能小型化综合应用供电系统互补路灯、农村道路太阳能路灯等。
人大代表们还呼吁，要尽快理顺投资主体与管理主体的关系，改变二者之间的脱节现状；由政府主导制订行业标准，提高投资方和管理方在推动使用风能、太阳能小型化综合应用供电系统方面的积极性，促使新能源产业发生质的飞跃，为国民经济的快速发展作出积极贡献。
2010年，上海世博会上，有“零碳馆”之称的伦敦馆备受世人瞩目。在这所“中国目前唯一零排放的房子”里，中科恒源占据着一席之地，其离网型风光互补发电技术为零排放提供了可能。
世博会代表着未来，也代表着人们“让生活更美好”的愿望。那么，在不久的将来，以风光互补发电技术为代表的风能、太阳能小型化综合应用，是否能真正广泛运用到生活中，让人们美梦成真？
我们期盼着，这样的无限“风光”早日到来。
风能、太阳能小型化综合应用领域广泛
1、边远无电地区居民生活领域：照明、电视、洗衣机等生活用电供电系统；
2、建筑领域：别墅独立供电系统、公共建筑屋项用户侧并网供电系统；
3、交通领域：路灯供电系统、道路监控供电系统、航标灯供电系统、交通/铁路信号灯供电系统、交通警示/标志灯供电系统、加油站供电系统、收费站供电系统；
4、市政建设领域：路灯供电系统、景观灯供电系统、户外广告牌照明供电系统、公交候车亭供电系统；
5、通信领域：通信基站供电系统、微波中继站供电系统、光缆维护站供电系统等；
6、石化领域：油气管网安全监控系统的电源供电、石油钻井平台应急备用电源；
7、海洋领域：渔船生活用电供电系统、船用通信供电系统，小型海水淡化设备供电系统、近海养殖供电系统；
8、气象环保领域：气象监控站供电系统、水文观测设备供电系统等；
9、农林水利领域：太阳能杀虫灯、森林防火监控供电系统、湿地保护监测站供电系统、防洪堤道路及景观照明供电系统、提水灌溉供电系统；
10、国防领域：边防监控供电系统、雷达、导航站供电系统、边防哨所供电系统。
1.1化石能源带来的问题
（1）能源短缺：由于常规能源的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需要。从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。因此，如不尽早设法解决化石能源的替代能源，人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面。
(2)环境污染：当前，由于燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；局部地区形成酸雨，严重污染水土。这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。
(3)温室效应：化石能源的利用不仅造成环境污染，同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，引起全 球气候变化。这一问题已提到全球的议事日程，其影响甚至已超过了对环境的污染，有关国际组织已召开多次会议，限制各国CO2等温室气体的排放量。
1.2 太阳能资源及其开发利用特点
（1）储量的“无限性” ：太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量大约是1.6×1023kW，其中到达地球的能量高达8×1013kW，相当于6×109t标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×1013千亿t，是目前世界主要能源探明储量的一万倍。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。
(2)存在的普遍性：虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。
(3)利用的清洁性：太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，开发利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，是人类理想的替代能源。
(4)利用的经济性：可以从两个方面看太阳能利用的经济性。一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接收太阳能时不征收任何“税”，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入较高，但其使用过程不耗能，而电热水器和燃气热水器在使用时仍需耗费。随着科技的发展以及人类开发利用太阳能的技术突破，太阳能利用的经济性将会更明显
1.3 光源的选择
光源选用路灯专用LED光源，该光源具有以下特点： 首创散热器与灯壳一体化设计， LED直接与外壳紧密相接，通过外壳散热翼与空气对流散热，充分保证了LED路灯50000小时的使用寿命。按照每天工作10个小时计算，其寿命也在12年以上，维护费用极低；
灯壳采用铝合金压铸成型，可以有效的散热和防水、防尘。灯具表面进行了耐紫外线抗腐蚀处理，整体灯具达到IP65标准；
采用单体椭圆反射腔配合球状孤面来设计，针对性地将LED发出的光控制在需要范围内，提高了灯具出光效果的均匀性和光能的利用率，更能凸显LED路灯节能优点。与传统的钠灯相比，可节电60%以上；
无不良眩光、无频闪。消除了普通路灯不良眩光所引起的刺眼、视觉疲劳与视线干扰，提高驾驶的安全性；
启动无延时，通电即达正常亮度，无须等待，消除了传统路灯长时间的启动过程；
绿色环保无污染：不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染；
与太阳能结合是绝好搭档，充分发挥LED直流低压工作与节能环保的优点，太阳能光伏板与LED光源相结合，为客户实现最佳性价比和高可靠性
1.4风机的选型
本系统选用300W磁悬浮风力发电机，风机输出三相交流电，经过风光智能控制器给蓄电池充电。 全永磁悬浮风力发电机是专门为低风速区应用而研发的，用全永磁悬浮推力轴承平衡由于风压作用在叶轮上引起的轴向压力增加而产生的轴向摩擦力，以减少传统风机因叶轮在超大风速作用下旋转时的轴向摩擦力，这对提高风机旋转速度，减小轴向摩擦，增加发电量，意义重大；同时风机转子系统在旋转时的径向摩擦力可减小70%以上，极大地减少了摩擦阻力，起动风速为1.5米/秒，明显优于普通风力发电机。 a、在性能方面：采用新一代专利技术的径向磁路永磁转子结构，无滑环，无励磁绕组，定、转子气隙大，使发电机具有中、低速发电性能好，效率高、比功率大的特点，能适应高转速的使用场合； b、在可靠性方面：使用全永磁悬浮轴承，使整个转子处于微摩擦状态，辅助轴承则采用专用的宽系列双橡胶圈密封进口轴承（内含长寿命、耐高温润滑脂）；以先进真空沉浸工艺使发电机具有可靠性高、寿命长、结构简单、免维护的特点，同时能使发电机在极恶劣的环境条件下可靠工作
1.5蓄电池
蓄电池采用地表下安装方式。由于蓄电池在低温或高温环境工作都会影响其工作性能，尤其是在低温下，其工作容量将会下降很多，这是蓄电池特性所决定的。在地表下1米-1.5米处，其环境温度受地温的影响较明显，起到一定的“恒温”作用，使其在冬季温度觉地表以上高，在夏季炎热时又比地表上温度低，有利于蓄电池性能的发挥
1.6路灯杆设计要求及说明
灯杆必须满足抗10级风荷载的强度要求。 本系统应用于公路及人行道照明，光灯杆高度设计为10米，光源距地面8.0米，采用一杆双灯的款式；该款式可根据客户具体要求作调整，或者使用客户指定的灯杆款式，下口径不小于200mm,上管径不得小于100㎜，管壁厚度≥4毫米（未镀锌前），优质钢材，必须热镀锌喷塑灯杆，寿命10年以上，杆体锥型、样式和外观颜色符合结构要求。
