CN104482491A - 一种自动追踪光强的太阳能路灯及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动追踪光强的太阳能路灯及其系统，其中，所述太阳能路灯包括：太阳能采集装置、储能装置，照明装置，光感装置，处理器装置，开关装置以及驱动装置；所述处理器装置根据所述光感装置接收的太阳光照，判断当前光线强度，以及太阳光照的角度；所述开关装置根据当前光线强度，控制所述照明装置的启闭；所述驱动装置调用驱动电机并使所述太阳能采集装置与太阳处于正对应状态。有益效果是：（1）通过光感装置对当前环境的判断，使路灯的开关不受时间影响，只要是在无光照环境下路灯均可自动打开；（2）通过光感装置追踪太阳的位置，使太阳能板始终能够正对太阳，提高了太阳能板的利用效率，大大增加了总的发电量。

Description

一种自动追踪光强的太阳能路灯及其系统
技术领域
本发明涉及太阳能路灯技术领域，尤其是涉及一种自动追踪光强的太阳能路灯及其系统。
背景技术
随着社会经济的不断发展，能源短缺日益制约着我国的经济发展。目前，我国照明消耗的电能约占电力生产总量的10％—20％，而城市公共照明在照明耗电中更是占据了30％的份额。如何有效降低能耗，实现绿色照明，减少市政开支成为当务之急。在道路照明中，传统的钠灯在照明的舞台上扮演着重要的角色，而未来越来越多的路灯将采用太阳能LED路灯，不仅是因为它有着出色的照明表现，更因为它的使用寿命更长，功率却更低，是钠灯照明的理想替代产品。现有太阳能路灯由太阳能量采集装置，储能装置，和照明装置三部分组成。太阳能采集装置完成光能转换成电能，其主要部分为太阳能电池板。储能装置实现将转换后的电能存储起来，主要由蓄电池组完成。照明装置一般为路灯、监控装置等耗电设备。为了满足照明系统的续航时间，一般采用增大太阳能板的结构尺寸，进而增大采光面积来实现储能的提升，但增加了成本。另一方面，现有的太阳能路灯的亮灭依赖于提前写入的时间程序，固定时间亮起或熄灭，而在阴雨天或者大雾天气下不能很好的实现照明功能。同时由于冬夏阳光升起时间不同，采用固定时间操作其启闭，往往会造成能量的浪费，尤其是夏天经常出现阳光已经升起很高了，路灯依然处于高亮状态。
因此，本发明提出了一种自动追踪光强的太阳能路灯及其系统，通过感光矩阵追踪光强最高点，调整太阳能板的对光角度，完成最大化的接收太阳光照，同时根据光感模块控制路灯的启闭。
发明内容
本发明提供一种自动追踪光强的太阳能路灯及其系统，以解决现有技术中的不能有效的吸收光能，采用固定时间孔路灯的启闭造成能力的浪费等问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种自动追踪光强的太阳能路灯，包括：
太阳能采集装置，用以将光能转换成电能；
储能装置，用以将转换后的电能存储起来；
照明装置，用以照明；
光感装置，用以接收太阳光照；
处理器装置，根据所述光感装置接收的太阳光照，判断当前光线强度，以及太阳光照的角度；
开关装置，根据当前光线强度，控制所述照明装置的启闭；
驱动装置，根据太阳光照的角度，调用驱动电机调整所述太阳能采集装置的角度，并使所述太阳能采集装置与太阳处于正对应状态。
作为优选的技术方案，所述太阳能采集装置为太阳能电池板。
作为优选的技术方案，所述储能装置为蓄电池。
作为优选的技术方案，所述光感装置由两块相互交叉垂直设置的遮光板以及分别落入两块所述遮光板之间的感光二极管组组成。通过不同区域的所述感光二极管组对光照的信号响应，以判断太阳光照的强度及角度。
作为优选的技术方案，所述感光二极管组由多个矩形列阵排布的感光二极管组成。
本发明还提出了一种自动追踪光强的太阳能路灯系统，包括：
太阳能采集模块，用以将光能转换成电能；
储能模块，用以将转换后的电能存储起来；
照明模块，用以照明；
光感模块，用以接收太阳光照；
处理器模块，根据所述光感模块接收的太阳光照，判断当前光线强度，以及太阳光照的角度；
开关模块，根据当前光线强度，控制所述照明模块的启闭；
驱动模块，根据太阳光照的角度，调用驱动电机调整所述太阳能采集模块的角度，并使所述太阳能采集模块与太阳处于正对应状态。
作为优选的技术方案，所述光感模块由两块相互交叉垂直设置的遮光板以及分别落入两块所述遮光板之间的感光二极管组组成，通过不同区域的所述感光二极管组对光照的信号响应，以判断太阳光照的强度及角度。
作为优选的技术方案，所述感光二极管组由多个矩形列阵排布的感光二极管组成。
作为优选的技术方案，所述开关模块控制所述照明模块的启闭的方法包括：
通过所述光感模块获取太阳光照；
通过所述处理器模块根据光线强度与预设的启闭值进行对比；
当当前的光线强度大于预设的启闭值时，关闭所述照明模块；
当当前的光线强度小于预设的启闭值时，关闭所述照明模块。
作为优选的技术方案，所述驱动模块调用驱动电机调整所述太阳能采集模块的角度的方法包括：
通过所述光感模块获取太阳光照；
通过所述处理器模块计算出太阳光照的角度；
驱动电机调整所述太阳能采集模块的角度。
本发明具有的有益效果是：(1)通过光感装置对当前环境的判断，使路灯的开关不受时间影响，只要是在无光照环境下路灯均可自动打开；(2)通过光感装置追踪太阳的位置，使太阳能板始终能够正对太阳，提高了太阳能板的利用效率，达到40％以上，大大增加了总的发电量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明：一种自动追踪光强的太阳能路灯的结构示意图；
图2为本发明：一种自动追踪光强的太阳能路灯的光感装置的结构示意图；
图3为本发明：一种自动追踪光强的太阳能路灯系统的原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参照图1所示，一种自动追踪光强的太阳能路灯，包括：太阳能采集装置1、储能装置2，照明装置3，光感装置4，处理器装置5，开关装置6以及驱动装置7，其中，太阳能采集装置1为太阳能电池板，用以将光能转换成电能；储能装置2为蓄电池，用以将转换后的电能存储起来；照明装置3为路灯，用以照明；光感装置4用以接收太阳光照；处理器装置5根据所述光感装置4接收的太阳光照，判断当前光线强度，以及太阳光照的角度；开关装置6根据当前光线强度，控制所述照明装置3的启闭；驱动装置7根据太阳光照的角度，调用驱动电机调整所述太阳能采集装置1的角度，并使所述太阳能采集装置1与太阳处于正对应状态。
参照图2所示，本发明中的所述光感装置4由两块相互交叉垂直设置的遮光板41以及分别落入两块所述遮光板41之间的感光二极管组42组成。通过不同区域的所述感光二极管组42对光照的信号响应，以判断太阳光照的强度及角度。其中，所述感光二极管组42由多个矩形列阵排布的感光二极管43组成。
具体的，当太阳并没有完全升起时，其中，第一和第四单元的感光二极管组42首先接收到光照，由于遮光板41的阻挡，第二和第三单元的感光二极管组无法收到光照，从而处理器装置5判断出太阳光照的角度，太阳处于光感装置4的第一和第四单元方向，驱动装置7从而调用驱动电机调整所述太阳能采集装置1的角度。
当第一、第二、第三和第四单元的感光二极管组42均收到光照时，且感光二极管组42上的每个感光二极管43都受到光照，处理器装置5判断出太阳光照的角度与光感装置4垂直。
参照图3所示，本发明还提出了一种自动追踪光强的太阳能路灯系统，包括：太阳能采集模块11，储能模块12，照明模块13，光感模块14，处理器模块15，开关模块16，驱动模块17，其中，太阳能采集模块11用以将光能转换成电能；储能模块12用以将转换后的电能存储起来；照明模块13用以照明；光感模块14用以接收太阳光照；处理器模块15根据所述光感模块14接收的太阳光照，判断当前光线强度，以及太阳光照的角度；开关模块16根据当前光线强度，控制所述照明模块13的启闭；驱动模块17根据太阳光照的角度，调用驱动电机调整所述太阳能采集模块11的角度，并使所述太阳能采集模块11与太阳处于正对应状态。
其中，所述光感模块14由两块相互交叉垂直设置的遮光板以及分别落入两块所述遮光板之间的感光二极管组组成，通过不同区域的所述感光二极管组对光照的信号响应，以判断太阳光照的强度及角度。优选的，所述感光二极管组由多个矩形列阵排布的感光二极管组成。
本发明中的所述开关模块16控制所述照明模块13的启闭的方法包括：
通过所述光感模块14获取太阳光照；
通过所述处理器模块15根据光线强度与预设的启闭值进行对比；
当当前的光线强度大于预设的启闭值时，关闭所述照明模块13；
当当前的光线强度小于预设的启闭值时，关闭所述照明模块13。
本发明中的所述驱动模块17调用驱动电机调整所述太阳能采集模块11的角度的方法包括：
通过所述光感模块14获取太阳光照；
通过所述处理器模块15计算出太阳光照的角度；
驱动电机调整所述太阳能采集模块11的角度。
本发明通过光感装置对当前环境的判断，使路灯的开关不受时间影响，只要是在无光照环境下路灯均可自动打开；通过光感装置追踪太阳的位置，使太阳能板始终能够正对太阳，提高了太阳能板的利用效率，达到40％以上，大大增加了总的发电量。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种自动追踪光强的太阳能路灯，其特征在于，包括：
太阳能采集装置，用以将光能转换成电能；
储能装置，用以将转换后的电能存储起来；
照明装置，用以照明；
光感装置，用以接收太阳光照；
处理器装置，根据所述光感装置接收的太阳光照，判断当前光线强度，以及太阳光照的角度；
开关装置，根据当前光线强度，控制所述照明装置的启闭；
驱动装置，根据太阳光照的角度，调用驱动电机调整所述太阳能采集装置的角度，并使所述太阳能采集装置与太阳处于正对应状态。
2.根据权利要求1所述的一种自动追踪光强的太阳能路灯，其特征在于，所述太阳能采集装置为太阳能电池板。
3.根据权利要求1所述的一种自动追踪光强的太阳能路灯，其特征在于，所述储能装置为蓄电池。
4.根据权利要求1所述的一种自动追踪光强的太阳能路灯，其特征在于，所述光感装置由两块相互交叉垂直设置的遮光板以及分别落入两块所述遮光板之间的感光二极管组组成。
5.根据权利要求4所述的一种自动追踪光强的太阳能路灯，其特征在于，所述感光二极管组由多个矩形列阵排布的感光二极管组成。
6.一种自动追踪光强的太阳能路灯系统，其特征在于，包括：
太阳能采集模块，用以将光能转换成电能；
储能模块，用以将转换后的电能存储起来；
照明模块，用以照明；
光感模块，用以接收太阳光照；
处理器模块，根据所述光感模块接收的太阳光照，判断当前光线强度，以及太阳光照的角度；
开关模块，根据当前光线强度，控制所述照明模块的启闭；
驱动模块，根据太阳光照的角度，调用驱动电机调整所述太阳能采集模块的角度，并使所述太阳能采集模块与太阳处于正对应状态。
7.根据权利要求6所述的一种自动追踪光强的太阳能路灯系统，其特征在于，所述光感模块由两块相互交叉垂直设置的遮光板以及分别落入两块所述遮光板之间的感光二极管组组成，通过不同区域的所述感光二极管组对光照的信号响应，以判断太阳光照的强度及角度。
8.根据权利要求7所述的一种自动追踪光强的太阳能路灯系统，其特征在于，所述感光二极管组由多个矩形列阵排布的感光二极管组成。
9.根据权利要求6所述的一种自动追踪光强的太阳能路灯系统，其特征在于，所述开关模块控制所述照明模块的启闭的方法包括：
通过所述光感模块获取太阳光照；
通过所述处理器模块根据光线强度与预设的启闭值进行对比；
当当前的光线强度大于预设的启闭值时，关闭所述照明模块；
当当前的光线强度小于预设的启闭值时，关闭所述照明模块。
10.根据权利要求6所述的一种自动追踪光强的太阳能路灯系统，其特征在于，所述驱动模块调用驱动电机调整所述太阳能采集模块的角度的方法包括：
通过所述光感模块获取太阳光照；
通过所述处理器模块计算出太阳光照的角度；
驱动电机调整所述太阳能采集模块的角度。
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