CN105122170B - 用于太阳能供电照明的增强安全性的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了太阳能供电的设备（LU 10）和用于控制太阳能供电的设备（LU 10）的功率超驰功能的方法（图8和9）。太阳能供电的设备（LU 10）包括光伏单元（1）、耦合到光伏单元的太阳能充电器（2）、能量存储单元（3）、布置成控制到负载（7）的能量供应的控制引擎（4）、通信接口（6）和控制器（5）。控制器（5）布置成经由通信接口（6）接收超驰功能信号。超驰功能信号请求与负载（7）的能量消耗有关的变化。控制器（5）还布置成确定在能量存储单元（3）中的当前可用存储能量数量是否可针对在负载（7）的能量消耗中的变化提供足够的能量，并估计由于能量消耗中的变化而耗尽的能量的量是否可由在该量被耗尽之后的至少一个或多个随后的天中的太阳能发电恢复。如果当前可用存储能量可提供足够的能量且耗尽的能量的量可恢复，则控制器改变负载（7）的能量消耗。

Description

用于太阳能供电照明的增强安全性的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于提供太阳能供电照明的增强的照明安全性的方法和系统，且更具体地，涉及控制何时调光超驰功能被允许以便限制和/或防止能量储备在夜晚期间被耗尽的改进的方法和系统。

背景技术

常规街道照明系统可合并调光系统以节省能量。这样的常规调光系统的一个例子是飞利浦Lumistep调光，其可被获得作为用于照明系统的操作员的选项。可使用固定调光曲线对这样的调光系统进行编程。例如，调光一般在午夜时间当没有很多交通时或当操作员仅想节省电时被应用。

在夏季和冬季之间使用的调光曲线中可能也有一些差异。但调光曲线最经常地作为在预定持续时间期间照明水平的固定减小，基于固定编程或当主要电力被接通/切断时的时间或经由另一机制，而被执行。

图1示出常规调光曲线。

通过应用调光曲线，当然存在较少的光，但在没有参考的情况下，人眼将不容易检测到从全亮度水平的30%-40%的减小。一些常规照明系统也可在夜晚的部分期间完全切断光。这也被定义为调光（即100%）。调光也可动态地出现，经由例如运动检测被触发。

太阳能供电的照明系统在本领域中也是已知的。在这样的常规太阳能供电的照明系统中，这样的常规调光系统可减小光水平以（很大程度地）进一步节约能量。应理解，太阳能供电的照明系统未连接到电力网。太阳能供电的照明系统的能量预算取决于来自经由光伏（PV）面板收集的太阳辐射的电。所收集的能量存储在电池中。为了便于长操作寿命，电池可实质上是超尺寸的以避免深放电。这是因为深放电强烈地限制电池寿命。例如，图2示出电池能量存储的退化曲线的图。

在这样的太阳能供电的照明系统中，能量收集然而是与天气相关的。这意味着每日能量收集可能不足以覆盖一夜的（照明）负载。

超尺寸的电池也可构成能量缓冲以当没有足够的阳光来收集用于正常操作的能量时渡过一天或多天的坏天气。在一个或多个坏天气期间，太阳能照明系统可能在夜间耗尽部分或全部能量缓冲。然而当存在几天的坏天气时，存储在电池中的能量可能不足以覆盖整个夜晚。

上面讨论的常规照明系统也可包括调光超驰特征。在某些情形例如交通事故或紧急状况中，外部信号被发送到照明单元以超驰所设置的调光水平。外部信号可用于将变暗的光水平设置到全亮度并在该情形被认为已结束时恢复到原始调光光水平。自动重置也可用于恢复原始调光光水平。在自动重置情况中，通常使用预定的时间间隔（例如几小时）来重置原始调光水平。注意，每种情形可能需要它自己的特殊亮度水平用于调光超驰。

然而，这样的调光超驰特征引起太阳能供电的照明系统的问题。调光超驰特征可能耗尽能量存储，因为没有方式来考虑到在随后几天中的天气可能足以恢复另一夜晚所需的能量。此外，当调光超驰被激活时，在电池中的可用能量可能不足以支持直到将导致完全黑暗的情形结束为止的全亮度光水平。

相应地，在本领域中存在对处理上面描述的常规系统的缺点的系统和方法的需要。

发明内容

本发明的一个方面涉及确定在太阳能照明单元的电池中的现有和可用的能量是否可覆盖（1）所请求的实际调光超驰时期以及（2）在电池能量由于调光超驰而被使用之后的随后的夜晚的方法。项目（2）是重要的，因为即使调光超驰时期可被覆盖，坏天气也可能在调光超驰之后的随后几天中限制能量收集，使得在电池中的可用能量不能完全用于覆盖调光超驰时期。否则，太阳能照明单元将不能够在随后的（多个）夜晚中的某个时间提供照明。

本发明的一个实施方式针对控制太阳能供电的设备的功率超驰功能的方法。该方法包括下列步骤：接收超驰功能信号，其中超驰功能信号请求与太阳能供电的设备的负载的能量消耗有关的变化；确定在太阳能供电的设备中的当前可用存储能量的量是否可为负载的能量消耗中的变化提供足够的能量；以及估计由于能量消耗中的变化而耗尽的能量的量是否可由在该量被耗尽之后的至少一个或多个随后的天中的太阳能发电恢复。如果当前可用存储能量可提供足够的能量且所耗尽的能量的量可被恢复，则改变负载的能量消耗。

在本发明的另一实施方式中，用于太阳能供电的设备的能量消耗控制的方法。该方法包括下列步骤：创建太阳能供电的设备的太阳能电力供应模型，创建太阳能供电的设备的电力需求模型，使用增补的数据细化太阳能电力供应模型和电力需求模型，使用太阳能电力供应模型和电力需求模型计算能量平衡模型，以及基于能量平衡模型来确定将增加太阳能供电的设备的负载的能量消耗的超驰能力是否是可能的。

在上面描述的方法的一个方面中，细化电力需求模型的步骤包括下面的技术和算法中的一个或多个：增加的能量消耗的持续时间的统计平均、本地天气现象的统计平均、考虑与太阳能供电的设备有关的其它部件的寄生负载、与太阳能供电的设备有关的防冻操作和后备容量限制。

在上面描述的方法的另一方面中，细化电力供应模型的步骤包括使用与下列项有关的额外数据的一个或多个下面的技术和算法：（1）用于恢复后备容量的天循环中的所需时期、（2）太阳视线障碍、（3）所记录的本地坏天气现象、（4）林克浑浊度数据、（5）本地平均每日和白天温度以及（6）过去的和所记录的太阳能收集器性能。

本发明的另一实施方式针对太阳能供电的照明单元。照明单元包括光伏单元、太阳能充电器、电池、光控制引擎、光产生装置和通信接口。通信接口可与远程控制/维护设施（例如后勤办公室）通信。照明单元还包括控制器。控制器布置成经由通信接口接收调光超驰信号。调光超驰信号请求与光产生装置的光输出有关的变化。控制器还布置成确定在电池中的当前可用存储能量的量是否可针对在光输出中的变化提供足够的能量并估计由于该变化而耗尽的能量是否可由在该量被耗尽之后的一个或多个随后的天中的太阳能发电恢复。如果当前可用存储能量可提供足够的能量且耗尽的能量的量可被恢复，则控制器改变光输出。

通常，本发明的各种方面和实施方式可以用在本发明的范围内的可能的任何方式组合并耦合。特别指出并在说明书的结尾的权利要求中清楚地主张被视为本发明的主题。

附图说明

根据结合附图做出的下面的详细描述，本发明的前述和其它特征和优点将变得清楚。

图1示出常规调光曲线。

图2示出电池能量存储的退化曲线的图。

图3示出根据本发明的实施方式的室外照明系统。

图4示出根据本发明的一个实施方式的离网照明（OSL）单元。

图5示出地区的（PV）电力供应图的例子。

图6示出在图5中使用的同一地区的电力需求图的例子。

图7是示出根据本发明的实施方式的各种方法和算法的流程图。

图8示出在图5中使用的同一地区的黑暗概要图的例子。

图9是示出根据本发明的实施方式的设备和系统的动态控制的概要的流程图。

图10是用于调光超驰决策过程的流程图。

具体实施方式

如图3所示，室外照明系统100包括控制单元20（例如服务中心、后勤办公室、维护中心等）和一个或多个照明单元（LU10 – LU80）。控制单元20可位于LU（LU10 – LU80）附近或在LU（LU10 – LU80）的远程位置处。控制单元20包括通信单元21，并且还可包括数据库22。通信单元21用于与LU（LU10 – LU80）通信。控制单元20通信地直接或间接地耦合到LU（LU10 –LU80）。例如，控制单元20可经由有线和/或无线/无线-网状连接进行直接通信，或经由网络例如互联网、内联网、广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）、陆地广播系统、电缆网络、卫星网络、无线网络、电力线或电话网络（POTS）以及这些和其它类型的网络的部分或组合进行间接通信。

控制单元20包括用于操作、调用接通/断开时间和排序、调光时间和百分比和其它控制功能的算法。控制单元20还可执行参数（例如运行小时或能量使用）的数据记录、警告和调度功能。

图4示出LU 10的一个实施方式，其针对在有阳光的时期期间的白天内产生电的电池供电的光伏系统，电被存储到电池内以在夜晚期间和/或在没有足够的阳光的时期期间给负载（例如光引擎）供电。为了清楚起见没有示出在电池供电的离网照明（OSL）体系结构中典型的一些部件。应认识到，其它实施方式是可能的且并不被图4限制。

如图4所示，LU 10包括光伏器件1、太阳能充电器2、电池3、光控制引擎4、控制器5、通信接口6和光产生装置7（即负载）。

如上面关于通信单元21提到的通信接口6可以是将数据传输到控制单元20和/或从控制单元20传输数据的任何适当的通信布置。就这一点而言，经由通信接口6，每个LU（LU10 – LU80）也许与控制单元20直接地和/或经由另一LU进行通信（如可能需要的话）。通信接口6使能LU 10的远程命令、控制和监控。

控制器5包括调光超驰顾问模块5b，并可包括数据管理模块5a。

调光超驰顾问模块5b 可配置成执行一个或多个下面的任务：（1）电力供应规划管理、（2）电力需求规划管理和（3）调光超驰管理。现在将解释这些任务中的每个。

记录来自光伏（PV）1面板的随着时间的过去的能量产生在本领域中是已知的并在更高级的太阳能逆变器中实施。然而，在本发明的一个实施方式中，所记录的PV性能数据（例如I、V、T-周围环境、T-面板）被传递到调光超驰顾问5b中的规划模块，其创建在一天或多天的时期期间的电力供应图以便能够预测可用能量产生。

电力供应图确定当能量供应足以运行所有预期光负载操作时在白天期间的时期和/或在一年中的时期。图5是地区的（PV）电力供应图的例子。

注意，光和调光曲线是本领域已知的。

在本发明的一个实施方式中，照明和调光信息/曲线被传递到在调光超驰顾问5b中的功率需求规划模块，其将创建电力需求图。这使调光超驰顾问5b能够规划需要在特定的时期期间被存储的能量的量。这个电力需求图包括与光和调光信息组合的关于地理上计算的亮和黑暗时间的信息，并将计算信息（例如但不限于平均负载/天）以规划能量收获和能量存储管理。也可使用来自其它源的数据来增补电力需求图以提高其质量。电力需求图用于提高在什么月或季节将有足够的能量产生方面的预测或替代地执行不同的电力需求曲线（例如较低的负载）来帮助管理能量存储并避免耗尽。

图6示出在图5中使用的同一地区的电力需求图的例子。

规划在一天或多天期间的能量存储涉及关于PV尺寸和存储大小的所计算的决策以及先进的规划模块以避免能量存储的耗尽。在调光超驰顾问5b中的调光超驰管理模块产生调光超驰建议。这个模块规划并确保能量需求和供应在（多于）一天期间是匹配的并创建被连续更新的运行能量平衡。这个模块也推荐（即计算）是否有足够的电荷和存储能力来允许调光超驰命令的建议。

数据管理模块5a可包括与数据通信有关的各种任务。例如，数据管理模块5a可将性能（经由通信接口6）传递到控制单元20和/或其它装置外数据收集器。这可被完成以用于在电力管理的后勤办公室中的集成。后勤办公室可包括面向照明的设施管理工具或维护规划工具等。也可从数据管理模块5a传递或向数据管理模块5a传递额外的数据，例如天气曲线、调光曲线等。

此外，在传递到控制单元20（例如后勤办公室）用于根据经验学习、优化和将已更新结果重传回到LU 10之后，调光超驰顾问5b的系统性能人工产物（例如新电力供应图、电力需求图、能量平衡图和/或调光超驰建议）可被离线地改进。此外，可提供与经由信号向控制单元20提供调光超驰的能力有关的反馈。例如，反馈可在控制单元20处的用户界面上被可视化。

也注意，后勤办公室应用可使用来自其它区域和其它情况（其可以是相似的或不相似的）的知识和信息来改进将信息通知给控制单元20的LU 10的预测功率。如图7所示，这样的调光超驰算法可在LU 10（充当照明OSL）上被实施和本地运行（情况I），或替代地分布（情况II）在（照明）管理平台（OSL系统）上，或这两者的组合。

参考图4，光控制引擎4可以是例如可调光的镇流器。电子或数字镇流器使用固态电子电路来向功率荧光灯、HID灯或LED灯提供适当的启动和操作电气条件。通过控制操作电气条件，LU 10可被设置在不同的调光水平。

经由光控制引擎4基于来自控制器5的电力电平信号来设置LU（LU10 – LU80）的调光水平（或光水平输出）。当将调光水平分配到LU 10时，控制器5可分配高于100%（全标称功率）的调光水平。这允许人工超驰能力扩展到高于100%的调光水平。如图3所示，当情形90出现时，可增加例如LU20、LU30和LU40的调光水平。情形90是可受益于增加的照明的任何临时事件，例如汽车机械问题、事故、火灾、犯罪现场或救护地点。

光控制引擎4也可实施运行接通/断开曲线或在预设、固定的时间期间对光负载调光的更先进的调光曲线的光管理。更加先进的调光曲线可自动适应于本地事件，例如交通。

如果执行调光超驰是适当的话，光控制引擎4将接受来自调光超驰顾问5b的信号，并在全亮度下运行灯或也许继续调光以避免在（不久的）将来的能量存储的耗尽。替代地，调光超驰顾问5b可建议在变暗的和全亮度水平之间的任何光亮度水平，以便最大化可能的光但避免能量存储的耗尽。

可通过可见手段，例如以某种模式改变光水平（例如但不限于闪亮/闪灭和/或改变强度水平或颜色或完全不同的手段）来将执行调光超驰的能力或没有执行调光超驰的能力传递给最终用户。

此外或替代地，系统可经由通信接口6向最终用户或向控制单元20提供数据信号。应理解，其它实施方式可使用完全不同的手段（例如但不限于可见的、可听的、数据等）来向最终用户和/或后勤办公室系统通知：期望的调光超驰当前是不可能的或是可能的。

电池3存储来自太阳能充电器2的电用于以后使用。任何能量存储技术可被使用且不限于（电化学）电池技术。

太阳能充电器2也可包括最大功率点跟踪（MPPT）技术。MPPT是市电并联（grid-tie）逆变器、太阳能电池充电器和类似设备用于从一个或多个光伏设备（一般是太阳能电池板）得到最大可能电力的常规技术。太阳能充电器2控制太阳能充电，且MPPT最大化来自PV电池板的电力收获。MPPT太阳能充电器信息可被传递到调光超驰顾问5b的电力需求规划模块以增强电力供应图的质量。

图9是示出LU 10和室外照明系统100的动态控制的概要的流程图。这个流程图用于解释计算电力供应图、电力需求图和能量平衡图以及调光超驰建议/决策的过程的交互。

电力供应图由多个人为现象组成并列出在（多于）整年内每天的预期未来能量供应。下面在表1中示出用于创建电力供应图（图5）的数据的例子。

表1（电力供应图的数据）。

注意，可从容易得到的“隔离”信息（例如http://sunbird.jrc.it/pvgis/apps/pvest.php）创建简单的电力供应图。

其它源是可用的，例如也可使用每季节或月隔离图。替代地，可使用数据库，其具有所记录的数据，例如但不限于：

- 平均每日温度和日间温度（影响在PV模块中的V性能）；

- 辐照度（影响在PV模块中的I性能）；

- 太阳能平均值（以Wh/m2/天为单位）或STC日照小时；以及

- 在较长时期上的统计平均值。

电力供应图（图5）由额外的数据增补。控制器5使用额外的数据实施细化算法以改进每年的（PV）电力供应图。这有两个结果：（1）可在一年（几年）中改变的本地地点的自适应总太阳能资源因子（即TSRF）和（2）关于可如何在整年内收获最大能量的策略。额外的数据可包括但不限于下列项中的一个或多个：

•用于恢复后备容量的天循环中的所需时期。（已安装的后备容量可以是可自适应的，但必须在它在多天坏天气期间被耗尽时恢复。恢复将需要额外的PV容量）。

•来自本地植被（例如森林）的本地视线障碍。这个数据可合并到LU 10中或上传到LU 10（例如某些植被类型的生长表）。此外，传感器（未示出）可记录森林的生长（例如经由图片或视线障碍的检测）并预测TSRF的减小（即在太阳障碍中的未来进展）。这个信息在能量平衡图中用于通过考虑在一年的什么时期将产生足够的能量来细化所规划的能量产生。这个信息可传递到场外系统以规划植被维护或用于其它维护任务，例如再充填操作或一些不同的操作。

•本地记录的坏天气现象（例如导致较少的PV电力的雪或云）的统计平均。这改进在第一年之后的预测。替代地，这个信息可经由通过通信接口6的数据下载而增补。

•来自例如建筑物、山脉、丘陵等的本地视线障碍。

•林克浑浊度数据。

•可能增加或减小PV性能的本地平均每日和白天温度。

•过去的和所记录的PV性能（I、V、T-周围环境、T-面板）。

电力需求图（图6）由多个人工产物组成并列出在（多于）整年内每天的预期未来能量需求。可使用本地地点的白天和夜晚时间数据使用例如来自http://www.timeanddate.com的容易得到的地理信息来创建简单的电力需求图。

其它源是可用的，例如来自航海/航空导航或天空导航的地理表格和公式。

这个数据需要通过可导致TSRF<100%的本地现象（例如山脉、建筑物、森林等）增补。很多常规数据库已经这么做。下面在表2中列出为了简单起见被压缩到月的这样的数据的例子：

在表2中的数据用于创建与图6所示的电力需求图有关的对于同一地区在整年内的黑暗概要（如图8所示）。

作为结果的黑暗时间合并到光曲线中。光曲线可实施很多原因以使日落或日出的时间偏移以适应例如由于坏天气、法律、能量节约或其它原因引起的较暗状况。此外，可包括在黑暗期间的调光（例如飞利浦Lumistep调光）。

下面在表3中示出为了简单起见而压缩到月的简化例子。

对应于表3的曲线图是图6所示的电力需求图。

控制器5实施细化算法以改进每年的电力需求图（图6）。细化算法包括但不限于下列项中的一个或多个：

•导致灯被打开的较长时期的自适应调光（例如Lumistep调光）的持续时间的统计平均。这改进在使用的第一天/星期/月之后的预测，因为这取决于本地自适应调光，其受到在已安装的杆附近区域中的本地交通。替代地，这个信息可经由通信接口6使用数据来增补。

•导致灯被打开的较长时期的本地记录的坏天气现象（例如雪或云）的统计平均。这逐渐改进预测，特别是在第一整年之后。替代地，这个信息可经由通信接口6使用数据来增补。

•需要消耗电能的其它系统部件的寄生负载。数据可以是动态的，来自例如测量可在本地被记录的交替负载。这个数据也可由静态预算或两者的组合来定义。

•防冻操作：完成时钟热产生以防止电解质（在Pb酸电池的情况下）的冰冻或改进电池（Arrhenius）的电化学动力学或防止锂电镀等的所需额外能量。所需额外能量可例如被定义作为与来自热设计建模的数据组合的其中温度低于零的度日的数量。替代地，数据可由温度和额外的能量使用的本地记录来增补。此外，加热器可被实施以熔化在PV模块上的雪。考虑要求的能量。可应用同样的想法来防止/减少在灯上的冰聚集。

•（可配置的）后备容量限制的可应用值。在这种情况下，LU 10具有已安装的后备容量；光曲线的电力需求需要以对后备恢复的额外能量需求来延伸。这可在如下文使用常规方法描述的几个步骤中完成：

1．采集电力供应图的总能量值；

2．定义系统能量效率（其为EnEff能量存储*EnEff PV）；

3．定义总太阳能资源因子（其为本地地点的EnEff）；

4．计算每日要求的能量（电力需求*EnEff系统*TRSL）；

5．采集在标准测试条件下的峰值太阳时间；

6．计算以Wp为单位的每日负载的PV阵列尺寸；

7．定义在数天（额外的夜晚循环）中的后备能量并计算当天加上额外的后备天的总要求能量；以及

8．定义在数天中的后备恢复持续时间并计算校正的每日要求能量（当晚的能量加上用于恢复后备容量的额外部分）。

下面在表4中列出与这个方法有关的数据的例子：

能量平衡图由多个人工产物组成并列出在较长的时期（其可高达一整年）内每日的预期未来能量平衡。下面在表5中列出在能量平衡图中使用的数据的例子，该数据为了简单起见被压缩到月。

图9的步骤8（计算能量平衡）比较能量输入（即电力供应图）和能量输出（即电力需求图）。相应地，在表5中，被编号为11的项（模拟能量平衡），负值显示能量赤字且能量存储将被耗尽；以及正值显示高于每日要求负载的能量过剩，如果有足够的存储容量则该能量过剩可被（部分地）存储。

应认识到，为了简单起见，例子将能量平衡压缩到月。本发明的这个实施方式的实际实施能够在一天一直到所配置的数量的天期间在较精细的步骤中比较能量平衡。图9所示的方法可股改一年的任何时期并提供使能量供应和需求平衡的益处，其将针对地球上的每个地理位置开发在季节上的不同。一整年的完整能量平衡图可存储在LU 10中并由更新的电力供应图和电力需求图连续地细化。这改进了LU 10和/或室外照明系统100的预测能力。替代地，这个人工产物可存在于LU 10之外，在后勤办公室中或在移动设备上的，如图7的情况II中所示的那样。

能量平衡不使用总系统能量效率是重要的。EnEff在充电功能和放电功能中被分开。

•能量输入的计算将使用从太阳到存储的EnEff链（例如EnEff TSRF * PV阵列*太阳能充电器*电池充电能力）

•能量输出的计算将使用从存储到负载的EnEff链（例如EnEff电池放电能力*光控制器*光驱动器）。

现在将描述调光超驰决策过程和方法。能量需求和能力供应由数据管理模块5a比较并得到如上所述的能量平衡图。能量平衡图可给出LU 10可在所配置的高和低光水平上运行多长时间的指示。这可例如在最大水平处的总小时或夜晚循环的数量为单位，并给LU10呈现初始操作能力。

所请求的调光超驰是可能的还是不可能的决策可通过额外的考虑因素来增补，额外的考虑因素例如（但不限于）：

•调光超驰的以天/小时为单位的可配置持续时间。

•风险欲望，其可以是固定的或动态地更新的，例如与所记录的天气事件有关。

在图10中示出典型决策过程。

在本发明的各种实施方式中，调光超驰决策被实施为是/否的建议或替代地实施 为在调光超驰可被允许的小时的数量方面的建议和/或针对在变暗的光水平和全亮度水平 之间的光强水平的建议。替代地，LU 10可传递如例如在下面的表6中所示的更详细的决策 报告。应认识到，表6可在调光超驰开始之后被更新，因为调光超驰顾问可连续地重新计算 超驰建议。

天超驰	可能的调光超驰	风险
			1天	是，在全亮度下	低
2天	是，在80%强度下	高
			3天	否	高

表6（决策报告）。

结果将是相同的：调光超驰顾问将向光控制引擎4提供信息以开始调光超驰。调光超驰可自动结束（例如在夜晚循环完成之后）。替代地，调光超驰顾问5b将（也）通知该调光超驰何时必须结束。

太阳能街道照明：在如在图3的实施方式中所示的太阳能供电的街道照明的情况下，本发明将考虑电荷管理。根据在日落之前的小时，LU 10或系统100可决定耗尽来自其能量存储器的可用电荷的仅仅部分或全部，以处理紧急情况。如果太阳将很快升起，则LU 10或系统100可选择在整个调光超驰超时期间将其电荷的所有用于全亮度。如果没有足够的电荷来覆盖整个调光超驰超时，则LU 10或系统100可选择在几乎全亮度下开始运行和/或使光逐渐变暗以提供至少一些照明，这显然比完全黑暗更好。控制器5可运行替代的能量保存曲线，但主要目标是增加光水平，只要是合理地可能的。广泛地使用能量仓库的电荷缓冲的一种方法是执行“太阳时间”和“坏天气”的统计簿记，来通过避免紧急放电如此彻底以致在随后的坏天中光伏器件将不收获足够的电荷用于在夜间的随后完整的照明循环，以改进放电可多么深地被执行的判断。这种算法应确保街道照明在下一夜仍然是可用的。如上所述，也可经由电信网络的增补的数据的接收、通过经由在照明点上的接口的上传或经由额外的本地传感器，通过天气和气候数据的额外更新，来改进LU 10或系统100的决策。候选物将是例如飞利浦Citytouch照明管理框架。

将作为预期能量收获的信息连接到用于超驰本地调光的算法决策同时仍然保存电荷和照明可用性是新见解。这个特征也可合并到商业飞利浦“CityTouch”应用框架中。

本发明的各种实施方式也可应用于其它类型的负载（即不仅仅照明），例如管理水泵的电力、公布灾祸应用和娱乐应用（海事、野营等）。

前述详细描述阐述了本发明可采用的很多形式中的一些。上述例子仅仅说明本发明的各种方面的几个可能的实施方式，其中本领域中的其他技术人员在阅读和理解本发明和附图时将想到等效变化和/或修改。特别是，关于由上述部件（设备、系统等）执行的各种功能，用于描述这样的部件的术语（包括对“装置”的提及）旨在对应于（除非另有指示）执行所述部件的规定功能（即在功能上等效）的任何部件，例如硬件或其组合，即使在结构上不等效于执行在本公开的所说明的实施中的功能的所公开的结构。

本发明的原理被实施为硬件、固件和软件的任何组合。而且，软件优选地被实施为有形地体现在由零件、或某些设备和/或设备的组合构成的程序存储单元或计算机可读存储介质上的应用程序。应用程序可被上传到包括任何适当的体系结构的机器并且由包括任何适当的体系结构的机器执行。计算机平台也可包括操作系统和微指令代码。本文描述的各种过程和功能可以是可由CPU执行的微指令代码的部分或应用程序的部分或其任何组合，而无论这样的计算机或处理器是否被明确示出。此外，各种其它外围单元可连接到计算机平台，例如额外的数据存储单元和打印单元。

虽然可关于几种实施的仅仅一种实施说明和/或描述本发明的特定特征，这样的特征可与如可能对任何给定或特定应用是期望和有利的其它实施的一个或多个其它特征组合。此外，对单个部件或项目的提及旨在（除非另有规定）包括两个或多个这样的部件或项目。此外，在术语“including（包括）”、“includes（包括）”、“having（具有）”、“has（具有）”、“with（具有）”或其变形在详细描述中和/或在权利要求中被使用的程度上，这样的术语旨在以与术语“comprising（包括）”类似的方式是包含式的。

参考优选实施方式描述了本发明。然而，其他人在阅读和理解前面的详细描述时将想到修改和变化。意图是本发明被解释为包括所有这样的修改和变化。只有权利要求（包括所有等效形式）旨在限定本发明的范围。

Claims (11)

1.一种控制太阳能供电的设备的功率超驰功能的方法，所述方法包括下列步骤：

接收超驰功能信号，其中所述超驰功能信号请求与所述太阳能供电的设备的负载的能量消耗有关的变化；

确定所述太阳能供电的设备中的当前可用存储能量的量是否能够针对所述负载的所述能量消耗中的变化提供足够的能量；

估计由于所述能量消耗中的变化而耗尽的能量的量是否能够由在所述由于所述能量消耗中的所述变化而耗尽的能量的量被耗尽之后的至少一个或多个随后的天中的太阳能发电恢复；以及

如果所述当前可用存储能量能够提供足够的能量且所耗尽的能量的量能够被恢复使得所述太阳能供电的设备在所述负载的下一使用是可用的，则改变所述负载的所述能量消耗。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述负载的所述能量消耗中的所述变化与能量使用保存曲线一致。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括通知用户所述超驰功能信号是可能的步骤，所述超驰功能信号是可能的意味着所述当前可用存储能量能够提供足够的能量且所耗尽的能量的量能够被恢复。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括在接收到所述超驰功能信号之后在预定量的时间过去之后将所述负载的所述能量消耗返回到正常或以前的水平的步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述太阳能供电的设备是离网照明单元，且所述负载是光产生装置。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计步骤估计能够在所述至少一个或多个随后的天中预期的太阳能相关能量预算，并决定关于所述超驰功能信号能够耗尽所述当前可用存储能量的量中的多少。

7.一种太阳能供电的设备（LU 10），包括：

光伏单元（1）；

太阳能充电器（2），其耦合到所述光伏单元；

能量存储单元（3），其耦合到所述太阳能充电器，被布置成存储来自所述光伏单元（1）的能量；

控制引擎（4），其布置成控制到负载（7）的能量供应；

通信接口（6）；以及

控制器（5），其耦合到所述控制引擎（4）和所述通信接口（6），其中所述控制器（5）布置成经由所述通信接口（6）接收超驰功能信号，其中所述超驰功能信号请求与所述负载（7）的能量消耗有关的变化，所述控制器（5）还布置成确定在所述能量存储单元（3）中的当前可用存储能量的量是否能够针对在所述负载（7）的所述能量消耗中的变化提供足够的能量，并估计由于所述能量消耗中的所述变化而耗尽的能量的量是否能够由在所述由于所述能量消耗中的所述变化而耗尽的能量的量被耗尽之后的至少一个或多个随后的天中的太阳能发电恢复，以及如果所述当前可用存储能量能够提供足够的能量且耗尽的能量的量能够被恢复使得所述太阳能供电的设备的所述负载在所述负载的下一使用是可用的，则改变所述负载（7）的所述能量消耗。

8.根据权利要求7所述的太阳能供电的设备（LU 10），其中在所述负载（7）的所述能量消耗中的所述变化与能量使用保存曲线一致。

9.根据权利要求7所述的太阳能供电的设备（LU 10），还包括所述超驰功能信号是可能的用户指示器，所述超驰功能信号是可能的意味着所述当前可用存储能量能够提供足够的能量且所耗尽的能量的数量能够被恢复。

10.根据权利要求7所述的太阳能供电的设备（LU 10），其中所述控制器还布置成在接收到所述超驰功能信号之后在预定量的时间过去之后将所述负载（7）的所述能量消耗返回到正常或以前的水平。

11.根据权利要求7所述的太阳能供电的设备（LU 10），其中所述太阳能供电的设备（LU10）是离网照明单元（LU 10），且所述负载（7）是光产生装置（7）。