CN104197266A - 一种双节能路灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双节能路灯，包括路灯、灯杆、太阳能光板、雨水收集装置、步进电机；所述雨水收集装置安装在灯杆上，所述太阳能光板镶嵌在雨水收集装置内，所述雨水收集装置的下方设置一个储水箱，水箱底部设有落水管，在落水管的靠近底部端设有用于水力发电的步进电机和用于调整太阳能光板角度的发电机，所述在所述灯杆内部设有控制器，在灯杆的底端设有电源箱，所述控制器和电机连接通过控制步进电机控制太阳能光板角度；所述控制器和路灯、电源箱连接；所述太阳能光板、步进电机连接电源箱，将产生的电能输入电源箱。能够利用太阳能和雨水势能，且装有太阳光跟踪装置能有效利用太阳能和雨水的双节能路灯。

Description

一种双节能路灯

技术领域

本发明涉及一种路灯，特别涉及一种双节能路灯，属于节能环保领域。

背景技术

常规路灯是一个耗电大户，由于路灯的线路长，不仅路灯耗电，而且线路上的耗电也很大，特别是远离电源点的市郊公路、高速公路及高速公路二边的大型广告牌更是耗电大户。目前，我国很多城市市郊公路和高速公路都没有安装路灯，这势必会存在许多安全隐患。在能源日益紧迫、环境恶化所带来危机的推动下，“节能减排”已成为现阶段城市道路节能的指导思想。

随着中国的城镇化的快速发展，越来越多的路灯被安装在路边，以供道路照明，现有技术的路灯一般是由支架、灯罩、LED 灯具组成，其在照明过程中一般是使用电能，并且由于路灯一般是整晚都亮，故一定程度上造成了大量的电能浪费，加重了电网供电的负担，也有采用太阳能供电，其虽然一定程度上可以简单电网供电压力。

目前，现有的路灯大多靠太阳能电池板发电，不仅利用太阳能的效率低，然而其在连续阴雨天时，太阳能电池板就难以满足路灯供电需要，也会对电网供电造成一定的负荷，节能效果较差，难以满足节能路灯的需要，适用性有限。

例如，申请号为“201420053836.3”的一种集成风光互补供电系统的路灯，包括灯杆、太阳能板、控制器、电池箱，太阳能板通过支撑架固定在灯杆上，太阳能板下方的灯杆内部安装有控制器，灯杆的底端安装有电池箱，电池箱内放置有蓄电池，太阳能板通过导线与蓄电池连接，蓄电池通过导线与控制器连接，虽然提供一种结构简单、成本低、低风速工况下风能利用率高、耗电量少，高风速工况下系统机构可靠、使用寿命长的集成风光互补供电系统的路灯。但是在连续阴雨天时，太阳能电池板就难以满足路灯供电需要，也会对电网供电造成一定的负荷，节能效果较差，难以满足节能路灯的需要。

又如，申请号为“201310253973.1”的一种新型节能路灯，包括电源模块、蓄电池、电源转换电路、灯体；所述的电源模块包括太阳能聚光板和风叶发电机，所述的太阳能聚光板和风叶发电机与所述的蓄电池相连接，给蓄电池充电，所述的蓄电池通过电源转换电路对灯体进行供电。该发明分利用了可再生能源太阳能和风能发电，从根本上解决了路灯的能耗问题，有效节约了电能，在灯体的灯罩内壁为反光集成材质，有效的将光能聚集，有效的减少了能源损耗。但是该发明不仅利用太阳能的效率低，而且在连续阴雨天时，太阳能电池板就难以满足路灯供电需要，也会对电网供电造成一定的负荷，节能效果较差，仍难以满足节能路灯的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种结构简单，能够利用太阳能和雨水势能，且装有太阳光跟踪装置能有效利用太阳能和雨水的双节能路灯。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

    一种双节能路灯，包括路灯、灯杆、还包含用于太阳能发电的太阳能光板，用于收集雨水的雨水收集装置；所述雨水收集装置安装在灯杆上，所述太阳能光板镶嵌在雨水收集装置内，所述雨水收集装置的下方设置一个储水箱，储水箱底部设有落水管，在落水管的靠近底部端设有用于水力发电的发电机和用于调整太阳能光板角度的步进电机，在所述灯杆内部设有用于控制路灯开闭的控制器，在灯杆的底端设有电源箱，所述控制器和步进电机连接并通过控制步进电机控制太阳能光板角度；所述发电机和太阳能光板将产生的电能输入电源箱。

优选的，所述雨水收集装置为塑料制成的圆台反光装置，所述圆台反光装置内壁贴上反光锡纸，用于将照射在圆台反光装置内的阳光能够充分反射到太阳能光板上。

优选的，所述储水箱为回字形，当储水箱内水位达到一定高度时，储水箱中的水沿落水管带动发电机发电。

优选的，所述控制器包含一单片机和一光敏电阻模块，所述光敏电阻模块将采集的光感信息传输至单片机，控制路灯的开闭。

优选的，所述电源箱内设有可充电蓄电池。

优选的，所述发电机为水力发电机。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、结构简单、易于实现。

2、利用光敏电阻控制模块控制两个步进电机实现太阳能电池板跟踪太阳光，并利用光的反射原理使电池板周围充足的太阳光反射到电池板上。

3、通过收集雨水汇聚到水箱，利用水的势能带动叶轮转动进行发电，达到节能环保的作用。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

图中标号具体如下：1-路灯，2-太阳能光板，3-雨水收集装置，4-储水箱，5-落水管，6-发电机，7-电源箱，8-控制器，9-步进电机，10-灯杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示， 一种双节能路灯，包括路灯1、灯杆10、还包含用于太阳能发电的太阳能光板2，用于收集雨水的雨水收集装置3，以及储水箱4、落水管5、步进电机7、控制器8、发电机6；所述雨水收集装置安装在灯杆10上，所述太阳能光板镶嵌在雨水收集装置3内，所述雨水收集装置的下方设置一个水箱4，水箱底部设有落水管5，在落水管5的靠近底部端设有用于水力发电的发电机6和用于调整太阳能光板角度的步进电机9，在所述灯杆内部设有控制器8，在灯杆的底端设有电源箱7，所述控制器8和步进电机连接并通过控制电机控制太阳能光板角度；所述控制器和路灯、电源箱连接；所述发电机和太阳能光板将产生的电能输入电源箱。

其中，所述雨水收集装置3为塑料制成的圆台反光装置，所述圆台反光装置内壁贴上反光锡纸，用于将照射在圆台反光装置内的阳光能够充分反射到电池板上。一个塑料制的圆台反光装置，将圆形的电池板镶嵌在圆台反光装置内，电池板与圆台反光装置的底面平行，电池板的正面对着圆台反光装置的广口，在圆台反光装置的广口到电池板之间的圆台反光装置内壁贴上反光锡纸，根据光的反射原理使照射在圆台反光装置内壁的阳光能够充足反射到电池板上。同时该装置还能够收集雨水，即在电池板的下端安置一个水箱，水箱的底部连接有流水管道，在管道的底部放置水轮和发电机6，利用雨水的重力作用和自由落体运动使其带动发电机运行，以达到利用雨水发电的功能。

其中，所述储水箱为回字形，储水箱侧面设有浮标，储水箱4内水位达到一定高度时，连杆打开谁管开关，储水箱内的水沿落水管5带动发电机6发电。

其中，所述控制器8包含一单片机和一光敏电阻模块，所述光敏电阻将采集的光感信息传输至单片机，控制路灯的开闭及通过步进电机9控制太阳能光板1，使其最大吸收太阳能，所述电源箱7内设有可充电蓄电池，所述发电机为带水力发电机6。

光敏电阻感应光线强作，传输至单片机控制步进电机转动太阳能光板，使太阳能光板更好的吸收太阳光。

下雨天时，通过雨水收集装置3收集雨水到储水箱中，其中水箱设计成一个回字形，有支撑架支撑，使储水箱4有水时可以受力平衡。储水箱4下部连接一个水管，在储水箱4侧面设有一个浮标，当水位达到一定高度时，由于浮标的浮力作用，连杆打开落水管5开关，利用水的势能带动发电机6发电，同时将水势能转换的电能存储至电池箱中。我们把路灯安在水箱下面，路灯由光敏电阻模块感应，通过单片机控制开闭，当天色变暗时，路灯自动打开。

雨水收集装置3的个别设定，圆台反光装置的斜面与电池板的平面的夹角为120度，反光装置的高为10厘米，保证了垂直阳光照射时，反射光都能照在太阳能电池板上。有太阳光时，由于太阳光跟踪系统，保证太阳能电池板的周围的阳光始终反射到电池板上。当下雨时，由单片机控制步进电机运行，使太阳能圆台反光装置水平放置，这样圆台反光装置就变成了雨水收集装置，进而将雨水储存到水箱，利用雨水的势能为发电机发电做准备。

该装置包括路灯1、灯杆10、还包含用于太阳能发电的太阳能光板2，用于收集雨水的雨水收集装置3，储水箱4、落水管5、步进电机7、控制器8、发电机6；所述雨水收集装置安装在灯杆10上，所述太阳能光板镶嵌在雨水收集装置3内，所述雨水收集装置的下方设置一个水箱4，水箱底部设有落水管5，在落水管5的靠近底部端设有用于水力发电的步进电机9和用于调整太阳能光板角度的发电机6，所述在所述灯杆内部设有控制器8，在灯杆的底端设有电源箱7，所述控制器8和电机连接通过控制电机控制太阳能光板角度；所述控制器和路灯、电源箱连接；所述太阳能光板、步进电机连接电源箱，将产生的电能输入电源箱。

当有阳光时，太阳能光板2能够跟踪太阳光，保证阳光始终垂直电池板，并且雨水收集装置3可以使周围的太阳光都能反射到太阳能板上，更高效率的利用太阳能。当遇到阴雨天或晚上时，利用光敏二极管结合单片机控制系统使电池板始终处于水平状态，这样圆台反光装置就成为了收集雨水的储水箱4。当下雨时，雨水通过圆台反光装置慢慢流入太阳能光板2下面的储水箱4里，因为我们在储水箱4侧面设有浮标，利用杠杆原理，当储水箱4内的水位达到一定高度时与浮标连动的储水箱4下面的自启开关会被连杆打开，进而使雨水沿管道流落出去，就可以带动发电机6叶轮进行发电。

双节能路灯具备两方面优势，一方面可以通过控制步进电机9控制太阳能光板2实现太阳能光板2跟踪太阳光，并利用光的反射原理使太阳能光板周围充足的太阳光反射到太阳能光板2上；另一方面，利用雨水收集装置3收集雨水，收集的雨水汇聚到储水箱4，当水的势能达到预定值，流水便可以带动叶轮转动进行发电。光敏控制模块还可以自动控制路灯的亮灭。

传统太阳能路灯虽然利用了风能，太阳能发电，达到节能环保的目的，但是其太阳能利用率往往很低，并且在连续阴天多雨的季节时，太阳能电池板就难以满足路灯供电需要，也会对电网供电造成一定的负荷，节能效果较差，仍难以满足节能路灯的需要。很难实现路灯的正常运行，特别是对于南方的多雨地区，亟需开发一种新型的节能路灯，而双节能路灯综合利用太阳能和雨水势能，且可以实时控制太阳能光板的角度，且能控制雨水收集装置是周围的光线全部射到太阳能发光板2上，大大加大了太阳光的利用率。能有更好的利用太阳能及雨水能，保护了环境，具有节能减排的显著效果。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双节能路灯，包括路灯、灯杆、其特征在于：还包含用于太阳能发电的太阳能光板，用于收集雨水的雨水收集装置；所述雨水收集装置安装在灯杆上，所述太阳能光板镶嵌在雨水收集装置内，所述雨水收集装置的下方设置一个储水箱，储水箱底部设有落水管，在落水管的靠近底部端设有用于水力发电的发电机和用于调整太阳能光板角度的步进电机，在所述灯杆内部设有用于控制路灯开闭的控制器，在灯杆的底端设有电源箱，所述控制器和步进电机连接并通过控制步进电机控制太阳能光板角度；所述发电机和太阳能光板将产生的电能输入电源箱。

2.根据权利要求1所述的双节能路灯，其特征在于：所述雨水收集装置为塑料制成的圆台反光装置，所述圆台反光装置内壁贴上反光锡纸，用于将照射在圆台反光装置内的阳光能够充分反射到太阳能光板上。

3.根据权利要求1所述的双节能路灯，其特征在于：所述储水箱为回字形，当储水箱内水位达到一定高度时，储水箱中的水沿落水管带动发电机发电。

4.根据权利要求1所述的双节能路灯，其特征在于：所述控制器包含一单片机和一光敏电阻模块，所述光敏电阻模块将采集的光感信息传输至单片机，控制路灯的开闭。

5.根据权利要求1所述的双节能路灯，其特征在于：所述电源箱内设有可充电蓄电池。

6.根据权利要求1所述的双节能路灯，其特征在于：所述发电机为水力发电机。