文/本刊記者 李穎
浙江省富陽(yáng)市中國(guó)風(fēng)力最小的地區(qū)之一。2013年5月23日,在浙江省富陽(yáng)市的秦望廣場(chǎng)的江邊小路上,立起了一個(gè)奇特的路燈,它的頂端有5片藍(lán)色扇葉,扇葉頂部還有一塊銀白色太陽(yáng)能集成板。
2013年11月10日,富陽(yáng)市路燈管理所給這盞路燈寫(xiě)出了這樣的評(píng)價(jià):該風(fēng)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(yáng)常年微風(fēng)氣象條件下,發(fā)電穩(wěn)定,工作正常。與國(guó)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(guó)低碳產(chǎn)業(yè)委員會(huì)與韓國(guó)風(fēng)力節(jié)能燈株式會(huì)社合作并引入國(guó)內(nèi)的一款垂直軸微風(fēng)發(fā)電路燈。
據(jù)中國(guó)低碳產(chǎn)業(yè)委員會(huì)黃克雨主任介紹,微風(fēng)發(fā)電路燈解決了在弱風(fēng)地區(qū)使用風(fēng)能發(fā)電的問(wèn)題,韓國(guó)風(fēng)力節(jié)能燈株式會(huì)社自主研發(fā)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)品,3年前已在韓國(guó)、日本投入使用,在富陽(yáng)示范工程的成功證明了這個(gè)企業(yè)在微風(fēng)發(fā)電技術(shù)上具有明顯的優(yōu)勢(shì),可以很好地解決了國(guó)內(nèi)風(fēng)能市場(chǎng)的需求,其市場(chǎng)需求巨大。”
微風(fēng)發(fā)電路燈,一個(gè)迎合經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要產(chǎn)生的新事物,在一定程度上將改變我們對(duì)待新能源的傳統(tǒng)理念,用高新技術(shù)裝點(diǎn)出美麗都市。
風(fēng)電:綠色優(yōu)質(zhì)能源
風(fēng)電是新型綠色能源。有數(shù)據(jù)顯示,風(fēng)力發(fā)電每生產(chǎn)100萬(wàn)千瓦時(shí)的電量,便能減少排放600噸的二氧化碳。國(guó)家鼓勵(lì)風(fēng)電發(fā)展,以實(shí)現(xiàn)2020年風(fēng)電1億千瓦的目標(biāo),風(fēng)電發(fā)展前景廣闊。
根據(jù)中國(guó)風(fēng)力發(fā)電十二五規(guī)劃,2015年風(fēng)力發(fā)電設(shè)備容量達(dá)1億千瓦,年發(fā)電量是1900億千瓦時(shí),占中國(guó)發(fā)電總量的3%以上。到2020年,風(fēng)力發(fā)電容量將超出2億千瓦,年發(fā)電量達(dá)到3900千瓦時(shí),占中國(guó)發(fā)電總量的5%以上。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國(guó)風(fēng)光互補(bǔ)路燈行業(yè)市場(chǎng)調(diào)研與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》顯示,中國(guó)現(xiàn)有城鄉(xiāng)路燈總數(shù),大約在2億盞,并以每年20%(4000萬(wàn)盞/年)的速度增長(zhǎng),其中城市街道照明路燈約1500萬(wàn)盞:每年新增城市路燈需求量達(dá)到300萬(wàn)盞。2012年,中國(guó)新建公路58672公里,2013年新建公路8萬(wàn)公里,改建農(nóng)村公路20萬(wàn)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(fēng)光互補(bǔ)LED路燈,并且每盞路燈每天工作12小時(shí),在1年內(nèi)將節(jié)約1500億度電。
現(xiàn)狀:風(fēng)電路燈技術(shù)欠缺
近些年,節(jié)能路燈逐步走進(jìn)城市的大街小巷,其安裝簡(jiǎn)單、外形美觀、靠風(fēng)力發(fā)電且無(wú)須耗費(fèi)電能的特點(diǎn)著實(shí)引起了市民們的關(guān)注,被冠以城市“風(fēng)光路燈”的美譽(yù)。
與普通電燈相比,風(fēng)電路燈有許多無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì):不受供電影響,不必開(kāi)挖土溝布設(shè)電線,挖一個(gè)小坑澆筑好水泥基礎(chǔ)就可安裝;每一盞燈就是一個(gè)獨(dú)立的發(fā)電照明系統(tǒng),自動(dòng)明滅無(wú)須專(zhuān)人操控;不消耗常規(guī)能源;只要風(fēng)力充足就可以就地安裝……等特點(diǎn),因此受到人們的廣泛關(guān)注,又因其零排放、無(wú)污染,而被稱(chēng)為綠色環(huán)保產(chǎn)品。
在近一年內(nèi)全國(guó)多地曝出風(fēng)光互補(bǔ)路燈頻頻“罷工”問(wèn)題,2013年12月4日,信息時(shí)報(bào)報(bào)道《萬(wàn)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(shí)報(bào)報(bào)道《路燈為何不亮?是不是招標(biāo)采購(gòu)過(guò)程有貓膩?》;2013年12月19日,楚天都市報(bào)報(bào)道《“風(fēng)光路燈”入漢4年依然難風(fēng)光》;2014年03月24日,武漢晚報(bào)報(bào)道《太陽(yáng)能路燈“遭遇尷尬”裝得起用不起》……引發(fā)社會(huì)熱議。這個(gè)“路燈”中的優(yōu)等生,近年頻頻遭遇“換燈”的尷尬。
在實(shí)際的運(yùn)行中,這些“風(fēng)光路燈”發(fā)電效率低,多數(shù)形同擺設(shè),風(fēng)光不再。據(jù)了解,這些風(fēng)電燈當(dāng)初的安裝費(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通路燈,為什么在實(shí)際的使用中卻逐步被淘汰呢?中國(guó)風(fēng)電研究所所長(zhǎng)——蕭占?。ㄔ谥袊?guó)科技網(wǎng)發(fā)表過(guò)“關(guān)于小風(fēng)電機(jī)組額定風(fēng)速高低問(wèn)題的探討”,用數(shù)據(jù)來(lái)告訴我們風(fēng)機(jī)實(shí)際發(fā)電效率低下的原因)分析滅燈原因,即風(fēng)機(jī)的額定功率是在滿足額定風(fēng)速時(shí)所能達(dá)到的發(fā)電功率(當(dāng)?shù)仫L(fēng)能條件即年均風(fēng)速達(dá)不到8~12m/s),風(fēng)機(jī)實(shí)際的發(fā)電效率遠(yuǎn)低于額定功率,風(fēng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)間很少。
韓國(guó)風(fēng)力節(jié)能燈株式會(huì)社自主研發(fā)的七相微風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)突破了這一技術(shù)上的瓶頸,微風(fēng)發(fā)電即將重現(xiàn)“風(fēng)光”了。
突破:微風(fēng)發(fā)電路燈
重現(xiàn)“風(fēng)光”
亞洲的風(fēng)在不同季節(jié)、不同時(shí)間段其風(fēng)向變化多端,導(dǎo)致水平軸發(fā)電效率低下,垂直軸微風(fēng)發(fā)電技術(shù)成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。
“浙江省富陽(yáng)市三面環(huán)山,處于弱風(fēng)區(qū)。富陽(yáng)是個(gè)競(jìng)技場(chǎng),國(guó)內(nèi)做的風(fēng)力和太陽(yáng)能路燈的產(chǎn)品多會(huì)選擇到富陽(yáng)來(lái)做試驗(yàn),在這能成功的風(fēng)電路燈,在全國(guó)70%的地區(qū)就都沒(méi)問(wèn)題了?!备魂?yáng)市科技局專(zhuān)家告訴記者。
這個(gè)安裝在富陽(yáng)秦望廣場(chǎng)的風(fēng)力節(jié)能系統(tǒng)富陽(yáng)路燈“示范工程”。由浙江富陽(yáng)市科技局牽頭,會(huì)同富陽(yáng)市城建局、富陽(yáng)市氣象局,在富陽(yáng)市路燈管理所就“韓國(guó)風(fēng)力節(jié)能燈株式會(huì)社”風(fēng)力混合動(dòng)力節(jié)能路燈技術(shù)進(jìn)行綜合分析,并結(jié)合氣象參數(shù)探討了該技術(shù)的適應(yīng)性,在富陽(yáng)做示范工程,并委托富陽(yáng)市路燈管理所承擔(dān)實(shí)施管理。
半年后成績(jī)單公布,富陽(yáng)市路燈管理所給出了這樣的評(píng)價(jià),“該風(fēng)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(yáng)常年微風(fēng)氣象條件下,發(fā)電穩(wěn)定,工作正常。與國(guó)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(jìn)、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(fèi)用,而且不使用商用電,低碳、環(huán)保、節(jié)能,總體性?xún)r(jià)比高”。
據(jù)中國(guó)低碳委員會(huì)技術(shù)專(zhuān)家黃瑛介紹,韓國(guó)風(fēng)力節(jié)能燈株式會(huì)社自主研發(fā)的七相微風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)在超低速/中速/高速旋風(fēng)環(huán)境中可以高效發(fā)電。由于在60m/s的狂風(fēng)中,也保持40rpm/min的低轉(zhuǎn)速,有效地保證其系統(tǒng)壽命。同時(shí),自主研發(fā)的LED燈,充分考慮到發(fā)電機(jī)的功能和指標(biāo),有效地解決了由于發(fā)熱影響LED燈壽命的問(wèn)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(dá)到20年以上。該技術(shù)已在韓國(guó)、日本、東南亞各國(guó)廣泛使用和驗(yàn)證,在微風(fēng)發(fā)電技術(shù)上具有明顯的優(yōu)勢(shì),很好地解決了風(fēng)能市場(chǎng)的需求,其市場(chǎng)需求巨大。
“韓國(guó)風(fēng)力節(jié)能燈株式會(huì)社微風(fēng)發(fā)電路燈”為什么發(fā)電效率高?黃瑛解釋說(shuō):“七相微風(fēng)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)是特別設(shè)計(jì)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(shí),相鄰的永磁之間形成U型磁場(chǎng),外部蓋低速旋轉(zhuǎn)(7~40rpm/min)時(shí),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(chǎng)的發(fā)電效率。此外,該風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(guò)參數(shù)設(shè)定,調(diào)整系統(tǒng)功能。如當(dāng)發(fā)電量蓄滿蓄電池時(shí),能夠自動(dòng)切到電阻,此時(shí)電能就會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。在遇到刮旋風(fēng)、狂風(fēng)時(shí),控制儀則能夠通過(guò)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)壽命提供保障,對(duì)電池也起到保護(hù)作用。同時(shí),控制儀還能把太陽(yáng)板發(fā)的電能和風(fēng)機(jī)發(fā)的電能合并存儲(chǔ)到蓄電池中,并根據(jù)太陽(yáng)能板光能傳感器測(cè)到的光量,控制自動(dòng)點(diǎn)燈和滅燈。”
實(shí)踐:微風(fēng)發(fā)電技術(shù)穩(wěn)定
記者在富陽(yáng)市路燈安裝維修管理所出具的《韓國(guó)風(fēng)力節(jié)能燈(株)風(fēng)力混合動(dòng)力節(jié)能系統(tǒng)富陽(yáng)示范路燈使用報(bào)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(guó)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)重新點(diǎn)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(zhuān)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(dòng)重新點(diǎn)燈現(xiàn)象,是因使用中國(guó)產(chǎn)風(fēng)帆蓄電池與韓國(guó)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(guó)蓄電池時(shí)也發(fā)生過(guò),后來(lái)?yè)Q成韓國(guó)產(chǎn)蓄電池后,再也沒(méi)有發(fā)生過(guò)類(lèi)似現(xiàn)象。
4月11日,記者一行來(lái)到浙江富陽(yáng)江邊大道旁的秦望廣場(chǎng),看到了示范工程中所使用的“微風(fēng)發(fā)電路燈”。據(jù)富陽(yáng)市科技局專(zhuān)家介紹,由于富陽(yáng)市三面環(huán)山處于弱風(fēng)區(qū),過(guò)去在富陽(yáng)做微風(fēng)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(yáng)穩(wěn)定發(fā)電的微風(fēng)發(fā)電示范路燈工程。
“微風(fēng)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(fēng)力,考慮到當(dāng)?shù)仫L(fēng)能條件不太好,為了在微風(fēng)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(chǎng)相隔1000余米的時(shí)代廣場(chǎng),在兩年前曾安裝的3盞風(fēng)力發(fā)電路燈,至今基本不亮。
全國(guó)權(quán)威機(jī)電專(zhuān)家蔣棲瑞表示,風(fēng)力路燈的核心技術(shù)是電機(jī),從目前看,“韓國(guó)風(fēng)力節(jié)能燈株式會(huì)社微風(fēng)發(fā)電路燈”技術(shù)穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化率高、適宜推廣。
前景:國(guó)內(nèi)市場(chǎng)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(guó),“微風(fēng)發(fā)電路燈”有廣闊的發(fā)展前景。
中國(guó)正在進(jìn)入城鎮(zhèn)化發(fā)展時(shí)期,全國(guó)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(lái)越多。采用此項(xiàng)技術(shù)安裝微風(fēng)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(zhǎng)遠(yuǎn)的綠色環(huán)保型發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義;國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域廣闊,國(guó)家對(duì)新能源的扶持力度大,發(fā)展具有得天獨(dú)厚的條件。國(guó)內(nèi)有很多地區(qū)沒(méi)有電,風(fēng)力太陽(yáng)能混合發(fā)電系統(tǒng)是主要的解決方案,風(fēng)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?br />
當(dāng)然,作為一種新型科技產(chǎn)業(yè),風(fēng)力發(fā)電路燈也有著無(wú)法回避的劣勢(shì)和風(fēng)險(xiǎn):風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)品研發(fā)費(fèi)用相對(duì)較高,價(jià)格偏貴,初期投入大,但按其壽命分?jǐn)偟脑?,也能夠消化投入成本;行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈,需要投資者盡快建立生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)整套系統(tǒng);此外,中國(guó)幅員遼闊,地域較廣,建立輻射全國(guó)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)還需要時(shí)間,在售后服務(wù)體系的建立上,還需要一個(gè)逐步完善的過(guò)程。
黃克雨主任則認(rèn)為,從中國(guó)發(fā)展趨勢(shì)上看,風(fēng)力發(fā)電是低碳、節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)業(yè),使用風(fēng)電路燈,保證技術(shù)上的成熟是首要和必然,而且風(fēng)電路燈也必然是城市公共照明的發(fā)展趨勢(shì)。就目前而言,使用風(fēng)電路燈肯定比普通路燈貴,但通過(guò)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消化,國(guó)產(chǎn)化、規(guī)?;a(chǎn)的實(shí)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(biāo)服務(wù)。政府也應(yīng)大力扶持微風(fēng)發(fā)電產(chǎn)業(yè),為微風(fēng)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(fēng)資源轉(zhuǎn)化為新能源有效地利用起來(lái)。高效微風(fēng)發(fā)電技術(shù)的突破,將會(huì)使微風(fēng)發(fā)電站、微風(fēng)發(fā)電路燈、微風(fēng)發(fā)電基站、微風(fēng)發(fā)電獨(dú)立安保系統(tǒng)、微風(fēng)發(fā)電社區(qū)、微風(fēng)發(fā)電邊防哨所等微風(fēng)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(xiàn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,常規(guī)能源總有一天會(huì)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(kāi)始倡導(dǎo)和宣傳。《中國(guó)質(zhì)量萬(wàn)里行》2014年5月刊