风能作为一种比较利于开发利用的能源，与太阳能具有很大的互补性，将太阳能与风能相结合，开发风光互补灯具，可以弥补太阳能和风能相互之间的不足（见图1）。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大，风能就会加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有成为{zj0}匹配的可能性，采用风光互补技术，可以在一定程度上减少太阳能电池组件的配比，并降低了灯具的成本。价格低、性能稳定的风光互补灯具比单一能源的太阳能灯具更加容易被消费者所接受，更利于推广。
图（1）
目前在市场上，常见的风光互补灯具主要有两种用途，一种是户用风光互补系统。大都是在远离电网或不利于铺设电缆导线的地区，如安装在内蒙古偏远牧区的风光互补系统，已普遍被牧民们使用，国家也给于很好的补贴和支持，这种绿色环保的电能给牧民的生活水平带来很大的提高。与此同时由于气候环境的恶劣，大风天气的时候作用于风轮的能量过大，使风轮飞车可能对整个系统造成一定的破坏。在这种情况下，牧民在风机尾舵上用绳子人工对尾舵进行侧偏，使风机叶轮旋转平面与风向形成一定的夹角，从而减少风能的吸收，避免了风轮飞车对整个系统造成的破坏。另外风机大都采用同步三相交流发电机，接线电缆直接由发电机通过灯杆引入控制器，再由控制器将交流整流后存入蓄电池进行蓄能。因为风向的变化性，灯杆中的电缆经过一段时间就会产生一定的缠绕，这时需要人工进行解缆，以避免电缆缠绕造成系统的短路或者断路。另一种是风光互补路灯。在这些灯具上大多采用泄荷电阻进行单一的制动刹车，风力过大时通过在三相交流发电机的输出端接入泄荷电阻，也可以采用输出端进行断路，以减小风轮的转速来达到控制飞车的目的。
风光互补路灯的构成与技术原理
1.风光互补路灯的构成
图2给出了风光互补路灯的结构图。发电部分由负载（光源）、太阳能电池方阵、风力发电机、控制器及蓄电池组组成。
图2 风光互补路灯的结构框图
2.总布局及主要部件概述
风光互补路灯主要由灯杆、灯头(含光源)、太阳能电池组件、风力发电机、蓄电池、控制器、侧偏尾舵、回转体以及连接导线等部件组成，如图3所示。
风光互补路灯的技术创新点、创新性
1.图示中的风光互补路灯采用六叶片风轮，实现低风速启动，动态不平衡量相互抵消，运转更加平稳可靠，有效解决了大风飞车及不稳定风速和风向带来的安全隐患。叶片尖速比降低，减少叶片受力，保证风机叶片的运行平稳，减小震动和噪音。当风速小于起动风速时，风机不能转动。风速达到起动风速后，风机开始转动，带动发电机发电。输出电能供给负载以及给蓄电池充电。当蓄电池组端电压达到设定的{zg}值时，由电压检测得到信号电压，通过控制电路进行开关切换，使系统进入稳压闭环控制，既得保持对蓄电池充电，又不致使蓄电池过充。在风速超过截止风速时，风机通过机械限速机构使风力机在一定转速下限速运行或停止运行，以保证风力机不致损坏。
2.风光互补路灯通过优化设计尾舵和回转体之间的空间角度倾斜，jq计算尾舵的尺寸，合理设计尾舵的重量及分布，优化外形设计。在风力较小的时候，依靠尾舵重力控制风机叶片迎风方向，达到低风速启动的目的，并且风力发电机轴心和灯杆回转体轴心侧偏；在风力超过额定风速时，通过空间角度侧偏尾舵的适当调整使叶片迎风角度最为合理，以达到减速的目的，侧偏尾舵的摆动使风机更好更合理地吸收风能，提高整个系统的安全性能。当风速过大时通过侧偏尾舵使风轮尽量减小迎风面积、少吸收风能，从而避免大风对整个系统造成的破坏。
3.改进风机回转体结构。回转体是灯杆和风力发动机的连接部件，功能是使风力发动机在水平方向上实现迎风旋转。通过jq计算和严格实验设计发电机轴线和灯杆轴线的偏侧距离，配合空间角度侧偏尾舵实现对风机的机械调速。回转体中置入集电环和电刷，将灯杆和集电环固定在一起，实现了不管rh风向都能将风力发电机输出的电能都能通过电刷和集电环导入控制器，这样灯杆中的电缆就不会缠绕，实现了无人职守免解缆的目的，彻底解决灯杆中的线缆缠绕问题，提高了系统的可靠性和安全性。
4.控制器利用常闭触点确保系统安全，大风情况下即使继电器损毁也能启动泄荷电阻，起到保护的功能。同时控制器中加入测速装置，采用脉冲频率检测原理精密检测风机转速，达到预定转速时继电器自动跳转，确保风力发电机在大风飞车前接入泄荷电阻，使风机及时刹车限速；风速减小风机转速降低至预定值时，测速装置又会自动跳转到蓄电池端，保证风机及时供电。
产品特点
环保节能：以太阳能、风能为能源，绿色环保、省电节能。
使用安全：系统电压低于36V，符合安全用电标准。
造型美观：采用qfw造型设计，美化城市照明环境。
安装简单：不用铺设电缆，安装维护简单、方便。
成本降低：能源互补，减少配置，降低成本。
使用方便：置入集电环，实现无人职守，免解缆。
功效更高：低风速启动，合理吸收风能，大风限速保护系统。
风光互补路灯使用方便，实现无人职守，免解缆。低风速启动，合理吸收风能，大风切出保护系统。使整个系统更加安全可靠，大大减少太阳能电池组件的配比，降低了灯具的设计成本，可以收到良好的社会和经济效益。风光互补路灯属于国家产业政策大力提倡的领域，具有极大的经济效益和社会效益。
