CN103742857A - 一种自供电路灯以及节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种自供电路灯，能够降低了光伏板在外力作用下从高处坠下的可能性，避免了电池模块雨天进水的可能，并且在安装电池模块时无需挖掘填埋的空间，减少了工程量，从而节约了建设成本。本发明实施例方法包括：光伏板组件，用于将接收到的太阳能转化为电能，并传输到电池模块中存储起来，电池模块，用于存储所述光伏板组件传输过来的电能，并输出电能提供给照明设备，灯杆，用于支撑安装在灯杆上的照明设备，照明设备，用于接收所述电池模块输出的电能来照明，灯杆基座，用于固定位置并支撑灯杆。本发明实施例还提供节能控制系统。

Description

一种自供电路灯以及节能控制系统

技术领域

本发明涉及照明领域，尤其涉及一种自供电路灯以及节能控制系统。

背景技术

随着技术的发展及节能环保意识的增强，太阳能路灯因其安全节能无污染，无需人工操作工作稳定可靠而得到越来越多的应用和欢迎。

太阳能路灯工作原理说明：白天太阳能路灯在智能控制器的控制下，太阳能电池板经过太阳光的照射，吸收太阳能光并转换成电能，白天太阳电池组件向蓄电池组充电，晚上蓄电池组提供电力给LED灯光源供电，实现照明功能。

然而，现在的太阳能路灯一般是在灯杆上加挂光伏板，给灯杆增加了风阻，因此存在光伏板在外力作用下从高处坠下的安全隐患。而电池一般采用地埋式电池箱，放置在路灯底座附近，在雨天有进水的隐患，同时在安装太阳能路灯时需要为电池箱挖掘填埋的空间，增加了工程量，从而增加了建设成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种自供电路灯以及节能控制系统，能够降低了光伏板在外力作用下从高处坠下的可能性，避免了电池模块雨天进水的可能，并且在安装电池模块时无需挖掘填埋的空间，减少了工程量，从而节约了建设成本。

一种自供电路灯，包括：

光伏板组件，通过贴装方式安装在灯杆的表面，用于将接收到的太阳能转化为电能，并传输到电池模块中存储起来；

所述电池模块，安装在灯杆的内部，用于存储所述光伏板组件传输过来的电能，并输出电能提供给照明设备；

所述灯杆，与灯杆基座连接，用于支撑安装在灯杆上的照明设备；

所述照明设备，安装在灯杆上，用于接收所述电池模块输出的电能来照明；

所述灯杆基座，与灯杆连接，用于固定位置并支撑灯杆。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供了一种自供电路灯，包括：光伏板组件，通过贴装方式安装在灯杆的表面，用于将接收到的太阳能转化为电能，并传输到电池模块中存储起来，包括：所述电池模块，安装在灯杆的内部，用于存储所述光伏板组件传输过来的电能，并输出电能提供给照明设备，包括：所述灯杆，与灯杆基座连接，用于支撑安装在灯杆上的照明设备，包括：所述照明设备，安装在灯杆上，用于接收所述电池模块输出的电能来照明，包括：所述灯杆基座，与灯杆连接，用于固定位置并支撑灯杆。在本发明实施例中，光伏板组件通过贴装方式安装在灯杆的表面，有效地减少了给灯杆带来的风阻，贴装方式增加了光伏板组件与灯杆表面的固定面积，使光伏板组件在灯杆表面稳固牢靠，降低了光伏板在外力作用下从高处坠下的可能性。同时，电池模块安装在灯杆的内部，避免了雨天进水的可能，并且在安装时无需挖掘填埋的空间，减少了工程量，从而节约了建设成本。

附图说明

图1为本发明实施例中一种自供电路灯一个实施例结构图；

图2为本发明实施例中一种自供电路灯另一个实施例结构图；

图3为本发明实施例中一种自供电路灯另一个实施例结构图；

图4为本发明实施例中一种自供电路灯另一个实施例结构图；

图5为本发明实施例中一种自供电路灯一个实施例结构示意图；

图6为本发明实施例中节能控制系统一个实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种自供电路灯以及节能控制系统，能够降低了光伏板在外力作用下从高处坠下的可能性，避免了电池模块雨天进水的可能，并且在安装电池模块时无需挖掘填埋的空间，减少了工程量，从而节约了建设成本。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中的一种自供电路灯的一个实施例包括：

光伏板组件101，通过贴装方式安装在灯杆103的表面，用于将接收到的太阳能转化为电能，并传输到电池模块102中存储起来；

电池模块102，安装在灯杆103的内部，用于存储该光伏板组件101传输过来的电能，并输出电能提供给照明设备104；

灯杆103，与灯杆基座105连接，用于支撑安装在灯杆103上的照明设备104；

照明设备104，安装在灯杆103上，用于接收该电池模块102输出的电能来照明；

灯杆基座105，与灯杆103连接，用于固定位置并支撑灯杆103。

需要说明的是，本实施例中灯杆103和灯杆基座105将不在图1中示出，具体请参阅图2。

本实施例提供了一种自供电路灯，包括：光伏板组件101，通过贴装方式安装在灯杆103的表面，用于将接收到的太阳能转化为电能，并传输到电池模块102中存储起来，包括：电池模块102，安装在灯杆103的内部，用于存储该光伏板组件101传输过来的电能，并输出电能提供给照明设备104，包括：灯杆103，与灯杆基座105连接，用于支撑安装在灯杆103上的照明设备104，包括：照明设备104，安装在灯杆103上，用于接收该电池模块102输出的电能来照明，包括：灯杆基座105，与灯杆103连接，用于固定位置并支撑灯杆103。在本实施例中，光伏板组件101通过贴装方式安装在灯杆103的表面，有效地减少了给灯杆103带来的风阻，贴装方式增加了光伏板组件101与灯杆103表面的固定面积，使光伏板组件101在灯杆103表面稳固牢靠，降低了光伏板在外力作用下从高处坠下的可能性。同时，电池模块102安装在灯杆103的内部，避免了雨天进水的可能，并且在安装时无需挖掘填埋的空间，减少了工程量，从而节约了建设成本。

为便于理解，下面以一个具体实例对本发明实施例中的一种自供电路灯进行详细描述，请参阅图2，本发明实施例中一种自供电路灯另一个实施例包括：

光伏板组件201，通过贴装方式安装在灯杆203的表面，用于将接收到的太阳能转化为电能，并传输到电池模块202中存储起来；

电池模块202，安装在灯杆203的内部，用于存储该光伏板组件201传输过来的电能，并输出电能提供给照明设备204；

灯杆203，与灯杆基座205连接，用于支撑安装在灯杆203上的照明设备204；

照明设备204，安装在灯杆203上，用于接收该电池模块202输出的电能来照明；

灯杆基座205，与灯杆203连接，用于固定位置并支撑灯杆203。

需要说明的是，若该灯杆203为多边形灯杆，则该光伏板组件201由至少三块光伏板拼接而成，采用贴装方式将光伏板对应安装到该多边形灯杆的表面；若该灯杆203为圆形灯杆，则该光伏板组件201由柔性光伏组件组成，采用贴装方式将柔性光伏组件安装到该圆形灯杆的表面。电池模块202可以是锂聚合物电池。

在本实施例中，光伏板组件201通过贴装方式安装在灯杆203的表面，有效地减少了给灯杆203带来的风阻，贴装方式增加了光伏板组件201与灯杆203表面的固定面积，使光伏板组件201在灯杆203表面稳固牢靠，降低了光伏板在外力作用下从高处坠下的可能性。并且，光伏板组件201可以根据灯杆203为多边形灯杆或圆形灯杆对应选择使用多块光伏板拼接组成或使用柔性光伏组件组成，使得光伏板组件201在很大程度上适应多种形状的灯杆203使用，提高了本实施例中自供电路灯的使用范围。同时，电池模块202安装在灯杆203的内部，避免了雨天进水的可能，并且在安装时无需挖掘填埋的空间，减少了工程量，从而节约了建设成本。

上面实施例主要从光伏板组件的组成部分进行了描述，下面将具体描述如何对自供电路灯进行智能调节，请参阅图3，本发明实施例中一种自供电路灯另一个实施例包括：

光伏板组件301，通过贴装方式安装在灯杆303的表面，用于将接收到的太阳能转化为电能，并传输到电池模块302中存储起来；

电池模块302，安装在灯杆303的内部，用于存储该光伏板组件301传输过来的电能，并输出电能提供给照明设备304；

灯杆303，与灯杆基座305连接，用于支撑安装在灯杆303上的照明设备304；

照明设备304，安装在灯杆303上，用于接收该电池模块302输出的电能来照明；

灯杆基座305，与灯杆303连接，用于固定位置并支撑灯杆303。

本实施例中一种自供电路灯还包括：

控制器模块306，安装在灯杆303的内部，用于调节照明设备304的输出亮度。

本实施例中控制器模块306具体包括：

亮度控制器3061，与照明设备304连接，用于调节照明设备304的输出亮度；

光伏控制器3062，与光伏板组件301连接，用于对该光伏板组件301进行最大功率点跟踪；

无线收发器3063，与该亮度控制器3061和/或光伏控制器3062连接，用于与远端建立通信，收发远端的控制指令，使得远端通过该亮度控制器3061和/或光伏控制器3062对自供电路灯进行相应的操作。

需要说明的是，控制器模块306中的亮度控制器3061可以包括恒流输出控制电路，可以做到控制照明设备304的输出亮度0至100%连续可调。

需要说明的是，控制器模块306中的光伏控制器3062可以对光伏板组件301进行最大功率点跟踪，即MPPT跟踪，使得光伏板组件301保持着最大的发电功率。同时，光伏控制器3062还可以为电池模块302提供过充、过放保护。

需要说明的是，控制器模块306中的无线收发器3063与远端建立通信，该远端可以是通过无线连接的操作平台、操作系统，也可以是云端系统。无线收发器3063与远端通信的内容可以包括：自供电路灯的工作状态、输出亮度数据、光伏板组件301的发电功率、电池模块302的存储电量等，若在自供电路灯上外置了监控摄像头，无线收发器3063还可以与远端进行视频数据传输，具体此处不作限定。值得注意的是，无线收发器3063的天线需要放置在灯杆303外部，根据灯杆303材质及结构的不同，选择放置在不同的位置，以便更好的收发数据，保证与主机的通信正常。

本实施例中，控制器模块306中的亮度控制器3061控制照明设备304的输出亮度0至100%连续可调，可以根据实时的环境亮度进行相应的调节，既保证了输出亮度的充足，又保证了能源的合理利用。控制器模块306中的光伏控制器3062对光伏板组件301进行最大功率点跟踪，保证了光伏板组件301的最大发电功率，提高了自供电路灯的能源可靠性。控制器模块306中的无线收发器3063与远端建立通信，收发远端的控制指令，使得远端通过该亮度控制器3061和/或光伏控制器3062对自供电路灯进行相应的操作，实现了自供电路灯的远程操作，提高了操作和维护的便捷性。

上面主要描述了如何对自供电路灯进行调节，下面将具体描述如何让自供电路灯实现自调节和自诊断，请参阅图4，本发明实施例中一种自供电路灯另一个实施例包括：

光伏板组件401，通过贴装方式安装在灯杆403的表面，用于将接收到的太阳能转化为电能，并传输到电池模块402中存储起来；

电池模块402，安装在灯杆403的内部，用于存储该光伏板组件401传输过来的电能，并输出电能提供给照明设备404；

灯杆403，与灯杆基座405连接，用于支撑安装在灯杆403上的照明设备404；

照明设备404，安装在灯杆403上，用于接收该电池模块402输出的电能来照明；

灯杆基座405，与灯杆403连接，用于固定位置并支撑灯杆403。

本实施例中一种自供电路灯还包括：

控制器模块406，安装在灯杆403的内部，用于调节照明设备404的输出亮度。

本实施例中控制器模块406具体包括：

亮度控制器4061，与照明设备404连接，用于调节照明设备404的输出亮度；

光伏控制器4062，与光伏板组件401连接，用于对该光伏板组件401进行最大功率点跟踪；

无线收发器4063，与该亮度控制器4061和/或光伏控制器4062连接，用于与远端建立通信，收发远端的控制指令，使得远端通过该亮度控制器4061和/或光伏控制器4062对自供电路灯进行相应的操作。

本实施例中控制器模块406还包括：

监测控制器4064，用于测量该光伏板组件401、电池模块402、照明设备404的电路参数；

预测控制器4065，与该监测控制器4064连接，用于从该监控控制器4064中获取该电路参数，并对该电路参数进行分析，从而得到预测结果。

本实施例中亮度控制器4061包括：

光值传感器40611，用于感受灯杆外的太阳光强度，并将强度数值送给亮度控制器，使得亮度控制器根据该强度数值调节照明设备的输出亮度。

需要说明的是，控制器模块406中的亮度控制器4061可以包括恒流输出控制电路，可以做到控制照明设备404的输出亮度0至100%连续可调。

需要说明的是，控制器模块406中的光伏控制器4062可以对光伏板组件401进行最大功率点跟踪，即MPPT跟踪，使得光伏板组件401保持着最大的发电功率。同时，光伏控制器4062还可以为电池模块402提供过充、过放保护。

需要说明的是，控制器模块406中的无线收发器4063与远端建立通信，该远端可以是通过无线连接的操作平台、操作系统，也可以是云端系统。无线收发器4063与远端通信的内容可以包括：自供电路灯的工作状态、输出亮度数据、光伏板组件401的发电功率、电池模块402的存储电量等，若在自供电路灯上外置了监控摄像头，无线收发器4063还可以与远端进行视频数据传输，具体此处不作限定。值得注意的是，无线收发器4063的天线需要放置在灯杆403外部，根据灯杆403材质及结构的不同，选择放置在不同的位置，以便更好的收发数据，保证与主机的通信正常。

需要说明的是，控制器模块406中的监测控制器4064可以测量光伏板组件401、电池模块402、照明设备404的电路参数，该电路参数包括电压、电流、功率等。

需要说明的是，控制器模块406中的预测控制器4065可以对该电路参数进行分析，从而得到预测结果。该预测结果包括该电池模块402的剩余供电时间、该自供电路灯的工作状态。其中，该自供电路灯的工作状态包括正常状态和故障状态。

电池模块402的剩余供电时间预测具体可以是预测控制器4065根据从监测控制器4064中获得的电池模块402的开路电压，负载电压及负载功率，可以计算出电池模块402的内阻，通过计算可以得出电池模块402的剩余电量，然后，预测控制器4065根据该剩余电量和负载功率可以计算出电池模块402的剩余供电时间。若该电池模块402的剩余供电时间低于预置的数值，则该预测控制器4065通过无线收发器4063向远端反馈相关电量信息。

自供电路灯的工作状态预测具体可以是预测控制器4065将从监测控制器4064中获得的电路参数于预设的标准参数区间进行对比，若该电路参数落在标准参数区间内，则自供电路灯的工作状态为正常状态；若该电路参数落在标准参数区间外，则自供电路灯的工作状态为故障状态，此时预测控制器4065通过无线收发器4063向远端发送报警信号。同样的，还可以是预测控制器4065检测无线收发器4063与远端的通信是否正常，若不正常，则自供电路灯的工作状态为故障状态。具体应用情况可以有很多种，具体此处不作限定。

需要说明的是，亮度控制器4061中的光值传感器40611的光敏电阻需要安装在灯杆外部，以保证光敏电阻正常感光。

本实施例中，控制器模块406中的监测控制器4064将测量得到的自供电路灯的电路参数提供给预测控制器4065，使得预测控制器4065能够得出电池模块402的剩余供电时间和自供电路灯的工作状态，从而让远端更好地监控、管理和维护自供电路灯。同时，亮度控制器4061中的光值传感器40611使得亮度控制器根据其提供的强度数值自动调节照明设备的输出亮度，从而自供电路灯无需指令操作而自动根据环境的变化调节亮度，在保证输出亮度充足的同时节约了能源。

为便于理解，根据图4所描述的实施例，下面以一个实际应用场景对本发明实施例中的一种自供电路灯进行描述，请参阅图5，本发明实施例中的一种自供电路灯的另一个实施例包括：

图5中自供电路灯的具体组成：1、光伏板组件，2、灯杆电器盒，3、路灯控制器，4、光伏控制器，5、电池，6、灯杆，7、灯杆基座，8、LED灯。

其中，路灯控制器3包含亮度控制器、无线收发器、监测控制器和预测控制器。

光伏板组件1使用贴装方式安装在灯杆6上，铺满灯杆6外表面一定高度以上的部分，安装前后对灯杆6外观的改变可忽略不计。光伏板组件1从各个角度吸收太阳光，将光能转化为电能存储到电池5中。电池5安装在灯杆电器盒2内，灯杆电器盒2的存在是为了方便电池5的日常维护和更换，同时可以存放备用的小物件等。

路灯控制器3通过外设在灯杆表面的光敏电阻得知周围环境的实时亮度，并根据环境的亮度调节LED灯8发光的亮度，在使用的过程中，路灯控制器3会监测光伏板组件1、电池6、LED灯8的电路参数，如电压、电流、功率等，并根据该电路参数计算电池5的剩余供电时间和自供电路灯的工作状态，若发现电池5的剩余供电时间低于2小时，则通过无线收发器告知远端监控平台，若自供电路灯出现故障状态，则向远端监控平台发送告警信息。

光伏控制器4则对光伏板组件1进行最大功率点跟踪，始终保持着光伏板组件1的最大发电功率，保证自供电路灯的电能稳定充足。

上面实施例对自供电路灯进行了相关描述，下面将描述一个节能控制系统的实施例，请参阅图6，本发明实施例中一个节能控制系统的一个实施例包括：

远端601，用于与自供电路灯602建立通信，接收来自自供电路灯602的信息，向该自供电路灯602发送指令；

自供电路灯602，用于将接收到的太阳能转化为电能，并存储起来，将存储起来的电能提供照明，可调节自身的输出亮度，可对自供电路灯602的光伏板组件进行最大功率点跟踪，与远端601建立通信，收发远端601的控制指令，并根据远端601的指令进行相应的操作，测量自供电路灯602的电路参数，对该电路参数进行分析，从而得到预测结果，感受外界的太阳光强度，根据外界的太阳光强度调节自供电路灯602的输出亮度。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种自供电路灯，其特征在于，包括：

光伏板组件，通过贴装方式安装在灯杆的表面，用于将接收到的太阳能转化为电能，并传输到电池模块中存储起来；

所述电池模块，安装在灯杆的内部，用于存储所述光伏板组件传输过来的电能，并输出电能提供给照明设备；

所述灯杆，与灯杆基座连接，用于支撑安装在灯杆上的照明设备；

所述照明设备，安装在灯杆上，用于接收所述电池模块输出的电能来照明；

所述灯杆基座，与灯杆连接，用于固定位置并支撑灯杆。

2.根据权利要求1所述的自供电路灯，其特征在于，

若所述灯杆为多边形灯杆，则所述光伏板组件由至少三块光伏板拼接而成，采用贴装方式将光伏板对应安装到所述多边形灯杆的表面；

或，

若所述灯杆为圆形灯杆，则所述光伏板组件由柔性光伏组件组成，采用贴装方式将柔性光伏组件安装到所述圆形灯杆的表面。

3.根据权利要求1所述的自供电路灯，其特征在于，还包括：

控制器模块，安装在灯杆的内部，用于调节照明设备的输出亮度。

4.根据权利要求3所述的自供电路灯，其特征在于，所述控制器模块具体包括：

亮度控制器，与照明设备连接，用于调节照明设备的输出亮度；

光伏控制器，与光伏板组件连接，用于对所述光伏板组件进行最大功率点跟踪；

无线收发器，与所述亮度控制器和/或光伏控制器连接，用于与远端建立通信，收发远端的控制指令，使得远端通过所述亮度控制器和/或光伏控制器对自供电路灯进行相应的操作。

5.根据权利要求4所述的自供电路灯，其特征在于，所述控制器模块还包括：

监测控制器，用于测量所述光伏板组件、电池模块、照明设备的电路参数，所述电路参数包括电压、电流、功率。

6.根据权利要求5所述的自供电路灯，其特征在于，所述控制器模块还包括：

预测控制器，与所述监测控制器连接，用于从所述监控控制器中获取所述电路参数，并对所述电路参数进行分析，从而得到预测结果；

所述预测结果包括所述电池模块的剩余供电时间、所述自供电路灯的工作状态；

其中，所述自供电路灯的工作状态包括正常状态和故障状态，若自供电路灯的工作状态为故障状态，则所述预测控制器通过无线收发器向远端发送报警信号；

其中，若所述电池模块的剩余供电时间低于预置的数值，则所述预测控制器通过无线收发器向远端反馈相关电量信息。

7.根据权利要求4所述的自供电路灯，其特征在于，所述亮度控制器包括：

光值传感器，用于感受灯杆外的太阳光强度，并将强度数值送给亮度控制器，使得亮度控制器根据所述强度数值调节照明设备的输出亮度；

所述光值传感器的光敏电阻安装在灯杆外部。

8.一种节能控制系统，其特征在于，包括：

远端以及权利要求4至7中任一项所述的自供电路灯；

远端，用于与所述自供电路灯建立通信，接收来自所述自供电路灯的信息，向所述自供电路灯发送指令。

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