CN102141227A - 自调式太阳能和风能照明道路的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

自调式太阳能和风能照明道路的方法及装置，该装置是在路灯杆的顶端安装太阳能电池和风能发电装置，所述太阳能电池和风能发电装置所产生的电能，分别通过各自的单向导电元件与蓄电池电连结，所述蓄电池通过光控开关与直流路灯电连结。本发明具有可利用无污染的太阳能和风能转化获得的电能为道路交通照明，无需投入变压器等配电设备和敖设地下电缆或架空电线由电网远距离供电等电网电源的限制，使路灯照明供电自给，节能和无污染的优点。

Description

自调式太阳能和风能照明道路的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种利用新能源的方法及装置，特别是一种改进的自调式利用太阳能和风能照明道路的方法及装置。
背景技术
根据世界能源权威机构的分析，世界已探明的主要矿物燃料储量和开采量不容世人乐观。石油剩余可采年限仅有41年，其年占世界能源总消耗量的40.5％；天然气剩余可采年限61.9年，其年占世界能源总消耗量的24.10％；煤炭剩余可采年限230年，其年占世界能源总消耗量的25.2％；铀剩余可采年限73年，其年占世界能源总消耗量的7.6％；另有水力，其年占世界能源总消耗量的2.6％。
传统的燃料能源正在一天天减少，能源问题已经成为不容忽视的全球性问题。充分利用可再生的能源，已经成为当务之急。而每天丰富的太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的，无污染，廉价，是人类能够自由利用的能源，成为最先纳入人们视野的最佳选择。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，如果把地球表面0.1％的太阳能转为电能，转变率为5％，每年发电量可达5.6×1012万千瓦时，相当于目前世界上能耗的40倍左右。
风能作为另一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。
利用风力发电的尝试，早在本世纪初就已经开始了。三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机，广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。最早的风力发电机基本都是水平轴式的风力发电机，但是，这种风力发电机机翼较大，只适合于较大场合使用。
近年来，人们研究出了垂直轴内力发电机，这种风力发电机由于采用垂直的风叶，所以占地面积小，特别适合于制作小功率风力发电机。如可制作15，40，45，100，225千瓦的风力发电机。
可是，现有的太阳能光伏电站大多为大功率太阳能光伏电站，而小功率太阳能光伏电站一般用于家居房顶用于自家发电等。而将太阳能单独用于路灯的太阳能路灯也有文献记载，可是，这种太阳能路灯由于受到天气的影响而不能正工作，只能与市电互补；由于风力发电受风力和风向的影响，电能不是很稳定，故不能直接用于给路灯供电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种利用太阳能和风能照明道路的方法，使照明供电由太阳能和风能转化获得，减少燃烧化学燃料发电对环境的污染。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种实现上述方法的装置。
本发明所要解决的技术问题之一通过以下技术方案来实现。
提供一种利用太阳能和风能照明道路的方法，将太阳能电池和风能发电装置安装在同一路灯上；太阳能电池将太阳能转换电能和风能发电装置将风能转换为电能，通过单向导电元件都储存在同一蓄电池内，并通过光控开关向路灯供电。
本发明的方法中，可通过智能控制系统使太阳能板与风能发电装置自动调节位置以最佳朝向获得太阳光及风能最强能量。
本发明的方法中，可用供电控制器对风能与太阳能发电系统产生的电能进行有效调控，从而达到最大限度的获取风力资源和太阳能。
本发明的方法中，所述太阳能电池由硅材料制成多种所需的形状，并将太阳能电池安装在灯杆上，不仅可以起到产生电能的作用，同时还具有装饰作用。
本发明所要解决的技术问题之二可通过以下技术方案来实现。
提供一种太阳能风能互补的路灯，在路灯杆的顶端安装太阳能电池和风能发电装置，所述太阳能电池和风能发电装置所产生的电能，分别通过各自的单向导电元件与蓄电池电连结，所述蓄电池通过光控开关与直流路灯电连结。
所述风能发电装置包括风叶系统、变速器和发电机，风叶系统通过变速器带动发电机旋转，发电机与单向导电元件串联后，再与蓄电池联结。
所述太阳能电池安装在风能发电装置的顶部表面上。
所述直流路灯是LED路灯。
所述太阳能电池是用硅材料制成而成的。
所述硅材料是单晶硅或多晶硅。
本发明在路灯杆的顶端安装太阳能电池板和风能发电装置。太阳能电池板安装在风能发电装置的顶部表面上，并与单向导电元件串联后和蓄电池电连结，太阳能电池吸收太阳能将其转化成电能储存于蓄电池内。风能发电装置由风能动力机、变速器和发电机组成，发电机与单向导电元件串联后也和蓄电池电源连结，风能发电装置吸收风能所产生的电能与太阳能电池吸收太阳能所产生的电能都储存在同一蓄电池内。蓄电池通过光控开关与路灯电连结，当外界环境光照强度变弱时，光控开关导通，储存在蓄电池内的电能向路灯供电。
这样，本发明就具有可利用无污染的太阳能和风能转化获得的电能为道路交通照明，无需投入变压器等配电设备和敖设地下电缆或架空电线由电网远距离供电等电网电源的限制，使路灯照明供电自给，节能和无污染的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
图1是实现本发明方法的实施例的电路原理图；
图2是实现本发明方法的实施例的装置结构示意图；
图3是图2的A-A向剖视图。
具体实施方式
本具体实施方式以风帆式竖直轴风能动力机为例，实际上风能发电装置中的风能动力机可以为各种类型。
在图1中，太阳能电池1与单向导电元件301串联，发电机203与单向导电元件302串联，路灯6与光控开关501串联，蓄电池4与总开关502串联，这四对串联支路互相并联。单向导电元件301使电流只能从太阳能电池1流向蓄电池4对其充电，同时，单向导电元件302使电流也只能从发电机203流向蓄电池4对其充电。人为开通总开关502后，对外界环境光照强度变弱时，光控开关501导通，蓄电池4为直流路灯6照明供电，本发明中的直流路灯6可以采用LED灯。
在图2和图3中，路灯杆7的顶端安装太阳能电池1和风能发电装置2。太阳能电池1安装在风能发电装置2的顶部表面上，吸收太阳能将其转化为电能储存徐电池4内。风能装置2由风能动力机201、变速器202和发电机203组成，其中风能动力机201通过对称设置的风翼211吸收风能将其转化为机械转动能，并经变速器202输入给发电机203转化为电能，风能发电装置2吸收风能所产生的电能也储存与蓄电池4内。变速器202、发电机203、蓄电池4和相关电器元件被安置在风能动力机201的下方整流罩8内，路灯6设置在整流罩8外。
本发明所提供的一种利用太阳能和风能照明道路的方法，是将太阳能电池和风能发电装置安装在同一路灯上；太阳能电池将太阳能转换电能和风能发电装置将风能转换为电能，通过单向导电元件都储存在同一蓄电池内，并通过光控开关向路灯供电。本发明的方法中，可通过智能控制系统使太阳能板与风能发电装置自动调节位置以最佳朝向获得太阳光及风能最强能量。本发明的方法中，可用供电控制器对风能与太阳能发电系统产生的电能进行有效调控，从而达到最大限度的获取风力资源和太阳能。本发明的方法中，所述太阳能电池由硅材料制成多种所需的形状，并将太阳能电池安装在灯杆上，不仅可以起到产生电能的作用，同时还具有装饰作用。
本发明中的智能控制系统可以采用新型定日镜，它能有效跟踪太阳的旋转，这种定日镜的镜面对任何方位太阳光的入射，均能有效地消除由镜面设计的缺陷而造成的像差，能有效地跟踪太阳的旋转，其控制体系能由通常定日镜所需二维控制降为只需进行一维控制。这样，可使太阳能聚光镜成本的大幅度降低，如此可以达到实用的目的。

Claims (10)

1.一种自调式太阳能和风能照明道路的方法，其特征在于：将太阳能电池和风能发电装置安装在同一路灯杆上；太阳能电池将太阳能转换为电能和风能发电装置将风能转换为电能，再通过各自的单向导电元件将电能储存在同一蓄电池内，蓄电池通过光控开关向直流路灯供电。
2.根据权利要求1所述的自调式太阳能和风能照明道路的方法，其特征在于：通过智能控制系统使太阳能电池与风能发电装置的风叶系统自动调节位置，以最佳朝向获得太阳光及风能最强能量。
3.根据权利要求1所述的自调式太阳能和风能照明道路的方法，其特征在于：用供电控制器对风能与太阳能发电系统产生的电能进行有效调控，从而达到最大限度的获取风力资源和太阳能。
4.根据权利要求1所述的自调式太阳能和风能照明道路的方法，其特征在于：所述太阳能电池由硅材料制成多种所需的形状，并将太阳能电池安装在灯杆上，不仅可以起到产生电能的作用，同时还具有装饰作用。
5.一种太阳能风能互补的路灯，其特征在于：在路灯杆的顶端安装太阳能电池和风能发电装置，所述太阳能电池和风能发电装置所产生的电能，分别通过各自的单向导电元件与蓄电池电连结，所述蓄电池通过光控开关与直流路灯电连结。
6.根据权利要求5所述的太阳能风能互补的路灯，其特征在于：所述风能发电装置包括风叶系统、变速器和发电机，风叶系统通过变速器带动发电机旋转，发电机与单向导电元件串联后，再与蓄电池联结。
7.根据权利要求6所述的太阳能风能互补的路灯，其特征在于：所述太阳能电池安装在风能发电装置的顶部表面上。
8.根据权利要求7所述的太阳能风能互补的路灯，其特征在于：所述直流路灯是LED路灯。
9.根据权利要求8所述的太阳能风能互补的路灯，其特征在于：所述太阳能电池是用硅材料制成而成的。
10.根据权利要求9所述的太阳能风能互补的路灯，其特征在于：所述硅材料是单晶硅或多晶硅。
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Applicant after: SHENZHEN SUNTOP GREEN ENERGY Co.,Ltd.

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Address before: Lung Cheung Road Park in Longgang District of Shenzhen City, Guangdong province 518000 earth garden room 36A801

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