LED路灯蓄电池组的风光互补匹配设计

风光互补LED路灯采用的储能装置是蓄电池，其中与太阳能电池方阵、风力发电机配套的蓄电池通常工作在浮充状态下，其电压随太阳能电池组件发电量、风力发电机发电量和负载用电量的变化而变化。它的容量比负载所需的电量大得多。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。为了与太阳能电池组件和风力发电机匹配，要求蓄电池工作寿命长且维护简单。

能够和太阳能电池组件和风力发电机配套使用的蓄电池种类很多，目前广泛采用的有阀控密封式铅酸蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种。国内目前主要使用阀控密封式铅酸蓄电池，因为其固有的免维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于要求性能可靠的风光互补LED路灯。普通铅酸蓄电池由于需要经常维护及其对环境污染较大，所以主要用于有维护能力或要求不高的使用场合。碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、过放性能，但由于其价格较高，仅适用于较为特殊的场合。风光互补LED路灯必须配备蓄电池才能工作，这是因为：

1）太阳能电池组件和风力发电机只能在有日照辐射和风速大于风力发电机启动风速时才能进行光—电和风—电转换，在太阳能电池组件和风力发电机不能进行光—电和风—电转换期间，由蓄电池为负载提供电能。风光互补LED路灯配置的蓄电池必须储备当地连续几个阴天与低于风力发电机启动风速天数期间的用电负载所需的电能。

2）太阳能电池组件和风力发电机输出的电能极不稳定，配备蓄电池后，用电负载才能稳定正常工作。(www.xing528.com)

太阳能电池组件和风力发电机及蓄电池容量的优化组合，是在保证用电负载可靠性需要的前提下，确定使用最少的太阳能电池组件、风力发电机功率和蓄电池容量，以优化设计达到可靠性和经济性的最佳结合。

确定蓄电池容量的基本条件是保证在太阳光照连续低于平均值、风力低于风力发电机启动风速的情况下，用电负载仍可以正常工作。若蓄电池是在充满电的状态下，在光照度低于平均值、风力低于风力发电机启动风速的情况下，风光互补LED路灯发电部分发出的电能不能完全补充由负载从蓄电池中消耗的能量，蓄电池就会处于未充满状态。如果连续光照度仍然低于平均值、风力连续低于风力发电机启动风速，蓄电池不但不能补充电能，还要继续为用电负载供电，蓄电池的荷电状态将继续下降，直到蓄电池的荷电状态到达设定的终止放电值。为了量化评估太阳光照连续低于平均值和风力连续低于风力发电机启动风速的情况，在进行设计时，需要引入一个不可缺少的参数：自给天数，即系统在没有任何外来能源的情况下负载仍能正常工作的天数。依据这个参数可选择所需使用的蓄电池容量的最小值。

一般来讲，自给天数的确定与两个因素有关：负载对电源的要求程度；风光互补LED路灯安装地点的气象条件即最大连续阴雨天数及风力低于风力发电机启动风速的天数。通常可以将风光互补LED路灯安装地点的最大连续阴雨天数和连续风力低于风力发电机启动风速天数的差值天数作为系统设计中的自给天数，但还要综合考虑风光互补LED路灯安装地点对照明安全的要求。对照明安全要求不是很严格的场合，在设计中通常取自给天数为3～5天。如对照明安全要求很严格的，则在设计中通常取自给天数为5～7天。