CN102573200B - 具有供电装置的照明设备、用于照明设备的控制装置以及用于控制照明设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明设备，其包括供电装置(2)，其具有适合用于产生直流电的发电单元(21)以及用于储存发电单元(21)的电能的储电单元(22)，此外，所述照明设备包括发光机构单元(3)，其包括多个能够借助直流电工作的发光机构(31)并且连接到储电单元(22)上，以用于获得直流电，其中在发电单元(21)和发光机构(31)之间不设置有用于将直流电转换成交流电或者将交流电转换成直流电的装置。此外，本发明涉及一种用于照明设备(1)的控制装置(4)以及一种用于控制照明设备(1)的方法。

Description

具有供电装置的照明设备、用于照明设备的控制装置以及用于控制照明设备的方法
技术领域
本发明涉及一种具有供电装置的照明设备、一种用于照明设备的控制装置以及一种用于控制照明设备的方法。
背景技术
本专利申请要求德国专利申请102010046299.3的优先权，其公开内容通过参引并入本发明。
越来越多地使用如尤其是太阳能的可再生能源来供电。在尤其是也在私人家庭中使用的光伏设备中，在太阳能电池中产生直流电，所述直流电馈入例如蓄电池的储电器内。储存在蓄电池中的电能通常借助于逆变器转换成用于家庭供电的标准的交流电压，例如230伏特的交流电压，以便能够连接在商业上通用的发光机构和其他电器。光伏设备和照明设备的控制在此彼此独立地进行。
发明内容
本发明的目的基于，提供一种具有供电装置的照明设备，其具有改善的效率和由此导致的少量的电能消耗的特点。此外，本发明提供一种适合用于控制该照明设备的控制装置和一种用于控制该照明设备的有利的方法。
这个目的通过一种具有供电装置的照明设备、一种用于照明设备的控制装置以及一种用于控制照明设备的方法得以实现。本发明有利的实施形式和改进方案在下文中说明。
根据一个实施形式，照明设备包括供电装置，其具有适合用于产生直流电的发电单元以及用于储存发电单元的电能的储电单元。此外照明设备包括发光机构单元，其包括多个能够借助直流电工作的发光机构并且连接到储电单元上，以用于获得直流电。有利的是，在发电单元和发光机构之间不设置有用于将直流电转换成交流电或者将交流电转换成直流电的装置。
由于在照明设备的发光机构单元内使用可借助直流电工作的发光机构，这些发光机构能够直接地连接到适合用于产生直流电的供电装置的储电单元上，其中特别是在发电单元和发光机构之间不设置有用于将直流电转换成交流电的装置。
此外照明设备也不包括用于将交流电转换成直流电的装置，当希望借助家用供电的标准交流电压使可借助直流工作的发光机构工作时，所述装置例如是必需的。尤其能够省去在发电单元和发光机构之间的电源。
由于在照明设备中不使用用于将直流电转换成交流电或者将交流电转换成直流电的装置，因此避免此外在转换时出现的损耗。以这种方式提高照明设备的效率以及降低电能消耗。
照明单元的发光机构尤其能够具有一个或多个LED光源。LED光源能够为单独的LED或者例如LED阵列的LED组件。LED光源还能够包括平面的LED发光机构，所述平面的LED发光机构尤其为有机LED(OLED)。
供电装置的发电单元尤其能够是光伏设备。光伏设备能够具有多个太阳能电池，其产生馈入储电单元内的直流电。
供电装置的储电单元尤其能够为蓄电池。蓄电池作为用于最好借助于光伏设备所产生的电能的暂存器。
在优选的实施形式中，供电装置和发光机构单元具有共同的控制装置。因此有利的是，供电装置的，尤其是光伏设备的控制和发光机构单元的控制集成到单独的仪器内和/或彼此相关地进行。
控制装置最好借助适合用于双向数据传输的数据线与供电装置连接。控制装置尤其能够从供电装置接收关于进入的和/或所储存的电能的数据。控制装置尤其适合于，根据进入的和/或所储存的电能来控制发光机构。控制装置例如能够在所储存的电能和/或进入的电能具有低的值的情况下减少所驱动的发光机构的亮度和/或数量，以便能够在尽可能长的时段内保持为设定的照明目的而预设的最小照明强度。
因为在光伏设备情况下，在发电单元中所产生的电能与入射的太阳光的强度有关，所以进入的电能的由控制单元所测定的数据依据日间亮度来控制发光机构单元。在这种情况下有利的是，发电单元同时作为用于发光机构单元的控制的亮度传感器。
控制装置优选能够在控制发光机构时考虑到对于在可预见的时段内进入的电能的预测。该预测特别能够以天气预报为基础。为此控制装置有利地连接到气象站上和/或设置用于通过互联网接收天气数据。
控制装置此外优选设置为，控制尤其是光伏设备的发电单元。控制装置尤其能够设置为，根据太阳位置定向光伏设备，以便尤其有效率地利用入射的太阳光来产生电能。
控制装置有利地通过另一适合用于数据传输的数据线与发光机构单元连接。优选的是，数据线适合用于双向数据传输。从控制装置传输给发光机构单元的信号尤其包括应该借助何种强度使哪些发光机构工作的信息。优选的是，控制装置能够从发光机构单元接收关于发光机构的工作状态的数据，例如工作温度和/或发光机构的当前的电能消耗。
发光机构单元此外能够具有一个或多个传感器，以便例如测量入射到待照明的空间内的日光的强度。控制装置能够根据这些数据有利地控制发光机构，使得在待照明的空间内达到所希望的照明强度。
用于照明设备的在此描述的控制装置设置为，控制包括多个可借助直流电工作的发光机构的发光机构单元，以及控制设置为用于为发光机构单元供应直流电的供电装置。
控制装置为此优选地具有至少一个接口，所述接口用于将数据发送给发光机构单元，并且有利的是，也从发光机构单元接收数据。此外，控制装置具有另一接口，所述接口用于将数据发送给供电装置发送数据，并且有利的是，也从供电装置接收数据。
控制装置有利地设置用于从气象站和/或互联网接收天气数据。
从控制装置的结合照明设备所说明的实施形式中获得控制装置的另一有利的实施形式，并且反之亦然。
在用于控制前述照明设备的方法中，照明设备的供电装置和发光机构单元由共同的控制装置来控制。
供电装置的发电单元尤其能够是光伏设备，其中光伏设备借助于控制装置根据太阳位置来定向。为此，光伏设备例如具有用于根据太阳光的入射角度定向太阳能电池的活动机构。关于太阳光的依据日期和时间的入射角度的数据有利地储存在控制装置中。
此外在所述方法中有利的是，由控制装置确定储存在供电装置的储电单元内的电能，并且根据所储存的电能来控制发光机构单元。当储存在储电单元内的电能低于理论值时，控制装置例如能够关掉发光机构单元的各个发光机构和/或降低其强度。
此外优选的是，借助于控制装置根据从互联网和/或从气象站接收的天气数控来控制发光机构单元。当基于天气预报可预见，在可预见的时段内进入的电能少时，发光机构例如能够以节能模式工作。控制装置因此能够不仅使用储电器的当前的状态，还能够使用对在发电单元内的未来待预期的电能输入的预测来控制发光机构单元。因此照明设备具有预测的电能管理的特点。
从之前结合照明设备和控制装置说明的实施形式中获得所述方法的另一有利的实施形式，并且反之亦然。
附图说明
接下来根据附图进一步描述本发明。
图1示出根据本发明的实施例的具有供电装置的照明设备。
具体实施方式
在图中描述的组成部分以及组成部分的相互尺寸比例不视为是按比例的。
图1中所描述的照明设备1包括发光机构单元3。发光机构单元3包括多个可借助直流电工作的发光机构31。发光机构31尤其为LED光源，所述发光机构分别具有一个或多个LED32。如在图1中所描述，发光机构31例如能够是LED阵列。但是可代替的是，一个或多个发光机构31可能具有仅一个单独的LED。
发光机构31例如能够具有发射白光的LED32。可替代地还可能的是，发光机构31具有彩色的或者多种彩色的LED32，所述LED例如借助于添加的颜色混合实现多种照明颜色。
发光机构31能够为有机LED，其尤其能够构成为平面的光源。发光机构单元3还尤其能够包括不同类型的可借助直流电工作的发光机构31。
发光机构单元3连接到供电装置2上以用于供电。供电装置2包括发电单元21和储电单元22。发电单元21适合用于产生直流电，其中有利的是，发电基于可再生能源的利用。发电单元21尤其能够是光伏设备。
供电装置2此外包括储电单元22，所述储电单元尤其能够为蓄电池。借助于发电单元21所产生的直流电馈入储电单元22内并且暂存在那里。
储电单元22作为用于发光机构单元3的直流电源。发光机构单元3优选直接借助于至少一个电流导线23连接到供电装置2的储电单元22上，其中直流电流过所述电流导线。特别地，在储电单元22和发光机构31之间不具有用于将直流电转换成交流电或者将交流电转换成直流电的装置。也就是说，储存在储电单元22内的电能没有如传统方式一样，转换成例如230伏特的电源交流电压，而是发光机构单元3直接连接到用作直流电源的储电单元22上。以这种方式避免在将直流电转换成交流电时出现的损耗。
此外还不是必需的是，发光机构单元3配设有用于将交流电转换成直流电的电源，如其通常在LED光源31借助电源电压工作时是必需的。由于在照明设备1中避免了将直流电转换成交流电并且避免了将交流电转换成直流电，照明设备1具有改善的效率和因此少的电能消耗的特点。
照明设备1此外具有控制装置4，其控制供电装置2和发光机构单元3。特别地，供电装置2和发光机构单元3的控制不是彼此独立地进行，而是在充分利用控制装置4从供电装置2和发光机构单元3接收的数据的情况下，有利地通过共同的控制装置4协调。
控制装置4有利地借助于双向数据线42连接到供电装置2上。控制装置4能够从供电装置2中尤其接收关于储存在储电单元22内的电能的数据以及关于当前借助于发电单元21所产生的电能的数据。
控制装置4此外通过优选双向数据线43与发光机构单元3连接。控制装置4尤其能够通过数据线43向发光机构单元3发送控制信号，以便借助于发光机构31产生所希望的照明情况。控制装置4尤其能够在控制发光机构单元时考虑到储电单元22的充电状态。发光机构单元3例如能够在储电单元22中的低充电状态时自动地在节能模式下工作。例如可能的是，为了节能而关掉发光机构31的各个LED32和/或使发光机构31以低功率工作。
在优选的实施形式中，控制装置4在发光机构单元3的工作时不仅考虑到储电单元21的当前的充电状态，还考虑到对于在发电单元21内在可预见的时段内可产生的电能的预测。
当发电单元21是光伏设备时，所产生的电能尤其与太阳位置和气候有关。为了接收当前的用于太阳位置和/或气候的数据，控制装置4有利地借助于数据线45与气象站5连接。可代替地或者可附加地，控制装置4能够借助于数据线46与互联网6连接，以便尤其接收太阳位置或者对于天气发展的预测的数据。当由于待预期的少量的太阳入射能够估计到在发电单元21内的少量的发电时，控制装置4例如能够利用从气象站5和/或从互联网6中接收的数据来降低发光机构31的电耗。
当发电单元21是光伏设备时，控制装置4优选设置为，根据太阳位置来定向光伏设备。为此控制装置4能够利用所储存的数据和/或从气象站5和/或从互联网6中接收的数据。包含在光伏设备21内的太阳能电池例如能够借助于适合的活动机构定向为，使得所述太阳能电池尽可能地吸收入射的太阳光。因为光伏设备具有在确定的温度下的最佳的工作点，所以还可设想，在冷天利用发光机构单元3的余热来加热并且因此提高光伏设备的效率。
此外有利的是，控制装置4通过双向数据连接线43从发光机构31中接收工作数据并且用于控制发光机构。控制装置4尤其能够接收关于各个发光机构31的电能消耗的数据。此外可能的是，发光机构单元3包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器例如测量LED32的工作温度和/或环境亮度。当发光机构单元3例如包含环境光线传感器时，控制装置4能够将发光机构31的功率匹配于环境亮度，尤其是日光的变化的入射。控制装置4尤其能够设置为，在充分利用现有的电能储备的情况下尽可能好地实现由用户预设的照明情况。在发射白光的发光机构单元3中，——其中白色光线的产生例如基于彩色的LED的添加的颜色混合——，能够在需要时改变色温，以便在少量的电能消耗的情况下达到预设的照明强度。
本发明不局限于根据实施例的说明。相反，本发明包括每个新的特征以及每个特征组合，这尤其包括每个特征组合，即使这些特征或者特征组合本身没有明确地实施例中说明。

Claims (10)

1.一种照明设备(1)，包括：
-供电装置(2)，其具有适合用于产生直流电的发电单元(21)以及用于储存所述发电单元(21)的电能的储电单元(22)，以及
-发光机构单元(3)，其包括多个能够借助直流电工作的发光机构(31)并且连接到所述储电单元(22)上，以用于获得直流电，
其中在所述发电单元(21)和所述发光机构(31)之间不设置有用于将直流电转换成交流电或者将交流电转换成直流电的装置，
-所述发光机构单元发射白光，
-所述供电装置(2)和所述发光机构单元(3)具有共同的控制装置(4)，所述控制装置(4)连接到气象站(5)和/或设置用于通过互联网(6)接收天气数据，并且所述控制装置(4)设置为，根据对于在所述发电单元(21)内的未来待预期的电能输入的预测来控制所述发光机构单元(3)，其中
-所述发光机构(31)是彩色LED，
-白色光线的产生通过彩色的LED的添加的颜色混合实现，以及
-所述控制装置(4)设置为改变发射白色光线的发光机构单元(3)的色温，以便在少量的电能消耗的情况下达到预设的照明强度。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述发光机构(31)包括一个或多个LED光源。
3.根据上述权利要求之一所述的照明设备，其中所述发电单元(21)是光伏设备。
4.根据权利要求1或2所述的照明设备，其中所述储电单元(22)是蓄电池。
5.根据权利要求1或2所述的照明设备，其中所述控制装置(4)通过适合用于双向数据传输的数据线(42)与所述供电装置(2)连接。
6.根据权利要求1或2所述的照明设备，其中所述控制装置(4)通过另一适合用于双向数据传输的数据线(43)与所述发光机构单元(3)连接。
7.一种用于照明设备的控制装置(4)，设置为，
-控制发光机构单元(3)，其包括多个能够借助直流电工作的发光机构(31)，以及
-控制供电装置(2)，其设置用于供给所述发光机构单元(3)直流电，所述供电装置(2)具有发电单元(21)，其中
-所述发光机构单元(3)发射白光，
-所述控制装置(4)连接到气象站(5)和/或设置用于通过互联网(6)接收天气数据，并且所述控制装置(4)设置为，根据对于在所述发电单元(21)内的未来待预期的电能输入的预测来控制所述发光机构单元(3)，其中
-所述发光机构(31)是彩色LED，
-白色光线的产生通过彩色的LED的添加的颜色混合实现，以及
-所述控制装置(4)设置为改变发射白色光线的发光机构单元(3)的色温，以便在少量的电能消耗的情况下达到预设的照明强度。
8.一种用于控制根据权利要求1至6之一所述的照明设备的方法，其中所述供电装置(2)和所述发光机构单元(3)由共同的控制装置(4)来控制，其中
-所述发光机构单元发射白光，
-所述控制装置(4)连接到气象站(5)和/或设置用于通过互联网(6)接收天气数据，并且所述控制装置(4)设置为，根据对于在所述发电单元(21)内的未来待预期的电能输入的预测来控制所述发光机构单元(3)，其中
-发光机构(31)是彩色LED，
-白色光线的产生通过彩色的LED的添加的颜色混合实现，以及
-所述控制装置(4)设置为改变发射白色光线的发光机构单元(3)的色温，以便在少量的电能消耗的情况下达到预设的照明强度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述发电单元(21)是光伏设备，并且所述光伏设备借助于所述控制装置(4)根据太阳位置来定向。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中在所述储电单元(22)内所储存的电能由控制装置(4)来确定，并且根据所储存的电能来控制所述发光机构单元(3)。
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