CN104349564A - 太阳能氙气灯控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种太阳能氙气灯控制系统,包括太阳能电池板、与所述太阳能电池板电连接的控制器、分别与所述控制器电连接灯具和蓄电池,所述灯具为大功率的氙气灯。所述灯具采用真空镀膜的钻石面反光罩。所述太阳能电池板为单晶硅太阳能电池板。所述蓄电池为硅能蓄电池。所述控制器采用ASIC专用集成电路。所述控制器电连接有风力发电机。所述控制器设有便于维护升级的通讯接口。采用本发明,解决了现有太阳能路灯不能应用与快速路、主干路等国家城市主要交通道路的问题,同时具有使用成本低、节能环保的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种绿色环保照明设备,尤其涉及一种太阳能氙气灯控制系统。
背景技术
目前市场上采用太阳能技术作为路灯光源的电源供电的太阳能路灯应用系统,主要有:大功率LED路灯、直流节能灯路灯、直流无极灯路灯、直流驱动的低压纳灯路灯等。此类等主要缺陷如下:
1、太阳能能大功率LED路灯:光源一般由多个大功率LED芯片(灯珠)并联组成或集成式芯片组成,普遍存在如下问题:A、大功率LED路灯的发热量大、散热性差、光衰严重,容易造成LED灯珠坏灯或整灯死灯,实际使用寿命短;B、在户外应用环境比较复杂、恶劣的情况下,LED路灯系统的稳定性差,维护成本高;C、LED为固体发光的直射光,光线的照度不均匀,光线散不开;D、LED光源的本色光谱为单色白光,穿透力弱,物体反射能力差,在单色白光的长期照射下驾车,司机眼睛容易疲劳;E、LED路灯的采购成本价格较高。
2、太阳能大功率节能灯(荧光灯)路灯:主要缺陷有:A、节能灯的光效偏低(<65Lm/W);B、一体化紧凑型的结构导致镇流器热量不易散出,严重影响节能灯的寿命,寿命一般小于1000小时;C、节能灯的功率偏低,一般小于100W;D、节能灯的光线穿透力差,不适合作为主干道光源,只能应用于辅道和人行道上。
3、太阳能无极灯路灯:主要缺陷有:A、光效偏低(65lm/w);B、光源的体积偏大,不容易配灯具;C、无极灯由高频或低频的强磁场作用于荧光粉而发光,电磁(EMC)的干扰性强,大面积使用会造成电信信号干扰,存在较严重的电磁污染问题;D、无极灯光源的穿透力差;
4、太阳能低压钠灯路灯:主要缺陷有:A、低压钠灯是目前标称光效最高的电光源(>160lm/w),但主要发出589nm的单色黄光,显色性极低(近似0),辨识度较差;B、低压钠灯的有效光效不足,功率因素较低(一般小于85%)。
由于上述太阳能路灯存在上述问题,所以上述太阳能路灯一般只能在次干路、支路或者小路上使用,并难以在主干道、快速路以及主要照明场所大规模使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种太阳能氙气灯控制系统,解决了现有太阳能路灯不能应用与快速路、主干路等国家城市主要交通道路的问题,同时具有使用成本低、节能环保的特点。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种太阳能氙气灯控制系统,包括太阳能电池板、与所述太阳能电池板电连接的控制器、分别与所述控制器电连接灯具和蓄电池,所述灯具为大功率的氙气灯。
对于上述技术方案的改进,所述灯具采用真空镀膜的钻石面反光罩。
对于上述技术方案的进一步改进,所述太阳能电池板为单晶硅太阳能电池板。
对于上述技术方案的进一步改进,所述蓄电池为硅能蓄电池。
对于上述技术方案的进一步改进,所述控制器采用ASIC专用集成电路。
对于上述技术方案的进一步改进,所述控制器电连接有风力发电机。
对于上述技术方案的进一步改进,所述控制器设有便于维护升级的通讯接口。
综上所述,本发明采用大功率的氙气灯替代现有的LED灯、节能灯、无极灯、低压钠灯,由于其光效是最高的电光源之一,光效超过110lm/w,而且在人眼可见光(380nm~780nm)范围内具有连续光谱,是最近似太阳光的电光源之一,有极高的显色性(Ra>80)。道路照明是介于明视觉(>3cd/m2)和暗视觉(<10-3cd/m2)的中间视觉,氙气灯在510nm~550nm波段有非常高的辐射量,超过高压钠灯的光效,更有助于司机行驶的安全。
实施本发明实施例,具有如下有益效果:
(1)光效高;
(2)能够运用于快速路、主干路等主要交通道路;
(3)成本低;
(4)节能环保。
附图说明
图1是本发明所述的太阳能氙气灯控制系统在实施例中结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示,本发明所述的太阳能氙气灯控制系统,包括太阳能电池板1、控制器2、灯具3和蓄电池4,所述灯具3采用的是大功率的氙气灯,其光效高达1101m/w;所述太阳能电池板1为单晶硅太阳能电池板,以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池板,其转换效率超过17%,并且成本低;所述控制器2采用的是以军工级MCU为控制核心,太阳能电池板1将收集的光能转为电能,通过MOS管与所述蓄电池4共正极串联,所述MCU内置可用于检测蓄电池剩余容量的模型,从而控制蓄电池实现最优放电;采用ASIC专用集成电路,将接入的直流电压进行DC-DC转换,从而输出400V的直流电;驱动端则采用全桥驱动IC,低频交流驱动氙气灯,防止出现声共振问题;采用脉冲点火,可以产生3-5KV的高压启动氙气灯,同时MCU通过对氙气灯电压、电流采样,达到精准的恒功率,减缓了氙气灯的老化,从而延长了氙气灯的使用寿命。
对于上述技术方案的改进,所述氙气灯采用的是真空镀膜的钻石面反光罩,其真空镀膜为铝膜,具有极高的反光率(>96%),同时钻石面罩可以生成更加均匀的光分布,符合《城市道路照明设计标准》(CJJ45-2006)。
对于上述技术方案的进一步改进,所述蓄电池4为硅能蓄电池,绿色环保,与现有采用的铅酸蓄电池相比,在制造和使用的过程中,不会造成环境污染以及危害。对于二者的详细参数,可以参见以下表一:
序号 | 比较内容 | 同类蓄电池 | 硅能蓄电池 | 对比结果 |
1 | 重量比能量 | 35-40WH/KG | 40-47WH/KG | 能量大 |
2 | 循环寿命(充放次) | ≥280 | ≥400 | 寿命长 |
3 | 充放电记忆 | 低压区有记忆 | 完全无记忆 | 无记忆 |
4 | 大电流放电能力(C) | 3-7C | 3-30C | 可大电流放电 |
5 | 波动负载放电特性 | 与恒流放电基本相同 | 比恒流放电大30﹪ | 容量大 |
6 | 放电限压电位(V) | 1.8V/单格 | 1.2-1.6V/单格 | 放电限压低 |
7 | 常规充电时间(H) | 4-8H | 2-4H | 充电时间短 |
8 | 快速放电时间(H) | 2-3H | 0.5-1H | 放电能力强 |
9 | 电池容量恢复性能 | 较差 | 特强 | 可应急使用 |
10 | 蓄电池内阻(毫欧) | 100-180毫欧 | 0.4-20毫欧 | 内阻极小 |
11 | 电池自放电率 | 每月≤15﹪ | 每年≤10﹪ | 自放电小 |
12 | 蓄电池电解液 | 硫酸溶液 | 复合硅盐 | 无污染 |
13 | 工作环境温度(℃) | -15-50℃ | -40-70℃ | 范围更宽 |
14 | 低温特性 | ≤0℃时能力骤减 | -40℃可正常使用 | 低温效果好 |
15 | 免充电存放期 | 3-6月 | 12-24月 | 免充电时间长 |
16 | 储存期(年) | 1-3年 | 5-6年 | 储存时间长 |
17 | 使用寿命(年) | 1-2年 | 2-5年 | 使用寿命长 |
18 | 电池密封 | 有酸雾溢出 析氢 | 密封无酸雾无析气 | 完全无腐蚀 |
19 | 维护性能 | 需经常维护 | 完全免维护 | 免维护 |
20 | 电池启用 | 需加液静置充电 | 荷电出厂即可使用 | 启用方便 |
表一
对于上述技术方案的进一步改进,所述控制器2还可以电连接风力发电机5,即增加另一种环保能源,即在没有太阳,但有风的情况下,同样可以储蓄电能。
对于上述技术方案的进一步改进,所述控制器2设有便于维护升级的通讯接口。所述通讯接口用于后期维护过程中对控制器2内部软件进行升级。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种太阳能氙气灯控制系统,包括太阳能电池板(1)、与所述太阳能电池板(1)电连接的控制器(2)、分别与所述控制器(2)电连接灯具(3)和蓄电池(4),其特征在于:
所述灯具(3)为大功率的氙气灯。
2.根据权利要求1所述的太阳能氙气灯控制系统,其特征在于:
所述灯具(3)采用真空镀膜的钻石面反光罩。
3.根据权利要求1所述的太阳能氙气灯控制系统,其特征在于:
所述太阳能电池板(1)为单晶硅太阳能电池板。
4.根据权利要求1所述的太阳能氙气灯控制系统,其特征在于:
所述蓄电池(4)为硅能蓄电池。
5. 根据权利要求1所述的太阳能氙气灯控制系统,其特征在于:
所述控制器(2)采用ASIC专用集成电路。
6.根据权利要求1或5所述的太阳能氙气灯控制系统,其特征在于:
所述控制器(2)电连接有风力发电机(5)。
7.根据权利要求1或5所述的太阳能氙气灯控制系统,其特征在于:
所述控制器(2)设有便于维护升级的通讯接口。
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