CN106907680A - 一种太阳能锂电池路灯光热辅助加热的方法 - Google Patents
一种太阳能锂电池路灯光热辅助加热的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106907680A CN106907680A CN201710218267.1A CN201710218267A CN106907680A CN 106907680 A CN106907680 A CN 106907680A CN 201710218267 A CN201710218267 A CN 201710218267A CN 106907680 A CN106907680 A CN 106907680A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium battery
- thermal
- heat conducting
- conducting pipe
- solar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 49
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 8
- 239000005439 thermosphere Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 2
- QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 4-[1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-(4-hydroxy-3-prop-2-enylphenyl)propan-2-yl]-2-prop-2-enylphenol Chemical group C1=C(CC=C)C(O)=CC=C1C(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)C1=CC=C(O)C(CC=C)=C1 QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S9/00—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
- F21S9/02—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator
- F21S9/03—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator rechargeable by exposure to light
- F21S9/035—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator rechargeable by exposure to light the solar unit being integrated within the support for the lighting unit, e.g. within or on a pole
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
- F21S8/08—Lighting devices intended for fixed installation with a standard
- F21S8/085—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light
- F21S8/086—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light with lighting device attached sideways of the standard, e.g. for roads and highways
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/90—Heating arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/615—Heating or keeping warm
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/63—Control systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6552—Closed pipes transferring heat by thermal conductivity or phase transition, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
- F21W2131/10—Outdoor lighting
- F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/72—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
一种太阳能锂电池路灯光热辅助加热的方法，其特征在于：在太阳能路灯灯杆、灯罩或者太阳能电池边框的金属表面上安装有集热性能的集热材料，通过与集热管、导热管、导热管电磁阀、热循环板组成一个热传导系统。在低温情况下，如果传感器探测到锂电池热表面的温度值低于设定值，导热管电磁阀打开，太阳光照射到的集热材料上产生热量，通过集热管传递到导热管，在传递到安装在锂电池组周边的热循环板内，通过热循环板升温对锂电池进行预热。当电池表面传感器检测到锂电池温度达到设定值时，导热管电磁阀关闭，停止热量传递对锂电池加热，同时由光伏板对锂电池进行充电。
Description
技术领域
本发明专利属于太阳能路灯智能控制领域，主要用于在低温条件下自动加热太阳能路灯锂电池温度的方法。
背景技术
太阳能路灯已经越来越光伏应用于城市道路、工业园区、绿化带、广场等场所的照明中，其具有的优势有：节约电缆敷设成本，节约电力使用成本。随着锂电池技术发展，其成本与充电管理系统越来越成熟，作为太阳能路灯的处能装置有着较大的优势，其能量密度约为120~200Wh/kg，而传统的铅酸蓄电池能量密度一般为40Wh/Kg。这使得太阳能路灯小型化，集成化成为可能。
但锂电池比起传统的铅酸电池有一个明显的缺点，在低温情况下，锂电池的充放电性能明显低于铅酸电池。这是有由于锂电池电解液的特性所决定的。锂电池的电解液为电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等原料，这些都是低粘度液体，在低温下容易凝结，导电性能下降；
另一方面，同一个系统中，串联多个锂电池的情况下，锂电池由于温度的不均匀性，很容易造成容量，内阻不匹配，导致电池组失效。所以，锂电池的温度平衡管理对于其使用寿命是非常关键的。太阳能路灯如安装于较寒冷的地区，锂电池受低温的影响，容量和寿命都急剧降级，特别是在充电过程中，低温情况下容易导致蓄电池不可逆的损坏。
太阳能路灯接受能量的装置是光伏太阳能板，但实际上除了太阳能电池板受到光照外，灯杆，灯罩都能够接收到太阳光照。而使用太阳能加热最有效的方式就是使用光热的方式，目前光热管利用太阳能的光热转换效率已经达到60%至80%，而太阳能电池的光电转换效率一般为20%，所以，直接使用光热对低温条件下的锂电池进行加热，是最有效的办法。
发明内容
本发明提出一种太阳能锂电池路灯光热辅助加热的方法，其特征在于：在太阳能路灯灯杆、灯罩或者太阳能电池边框的金属表面上安装有集热性能的集热材料，通过与集热管、导热管、导热管电磁阀、热循环板组成一个热传导系统。在低温情况下，如果传感器探测到锂电池热表面的温度值低于设定值，导热管电磁阀打开，太阳光照射到的集热材料上产生热量，通过集热管传递到导热管，在传递到安装在锂电池组周边的热循环板内，通过热循环板升温对锂电池进行预热。当电池表面传感器检测到锂电池温度达到设定值时，导热管电磁阀关闭，停止热量传递对锂电池加热，同时由光伏板对锂电池进行充电。
本发明的实现方式是：包括路灯灯杆、灯罩、太阳能电池边框等金属材料表面、集热层、集热管、导热管、导热管电磁阀、热循环板；太阳能锂电池路灯光热辅助加热装置的连接关系是：导热管焊接在路灯灯杆、灯罩、太阳能电池边框等金属材料表面，集热层附着在集热管和金属材料表面，集热管与导热管连接，导热管与热循环板连接，在导热管上安装导热管电磁阀。
附图说明
图1太阳能路灯锂电池加热装置逻辑图。
图2太阳能路灯锂电池加热装置安装结构图。
图中：1太阳能路灯灯罩金属，2集热层，3 集热管，4导热管，5.导热管电磁阀，6热循环板， 7电池保温箱，8锂电池。
具体实施方式
本发明在带锂电池的太阳能路灯在冬季低温环境下工作时实施，实施方式为：在太阳能路灯灯杆、灯罩或者太阳能电池边框的金属材料1表面上焊接集热管3，并在金属材料1表面和焊接好的集热管3上安装集热材料2，集热管3连接导热管4，导热管4连接热循环板6，并在导热管4上安装电磁阀5。
在低温情况下，传感器探测获取锂电池热表面的温度数值，如果低于设定值，安装在导热管4上的电磁阀5打开，太阳光照射到的集热材料2上产生热量，通过集热管3、导热管4将热量传递到安装在锂电池组周围的热循环板6内，热循环板6升温对锂电池进行预热，当锂电池温控传感器检测到电池温度达到某一设定值时，关闭导热管4上的电磁阀5，热传导关闭，热循环板6不在受热保持与锂电池组同温度。同时开启控制器对锂电池进行充电。
本发明的有益的效果：
1.使用太阳能路灯表面的光热材料收集热量，辅助对锂电池进行加热，比起使用光伏发电，具有更高的使用效率；
2.使用热管循环技术对锂电池周围进行热循环以达到温度平衡，能够有效的增加锂电池组内各电池的温度平衡，从而整个充放电过程中，各锂电池容量，内阻保持一致，增加锂电池使用寿命。
本发明能取得的技术效果：
1.太阳能路灯安装于较寒冷的地区，锂电池受低温的影响，容量和寿命都急剧降级，特别是在充电过程中，低温情况下容易导致蓄电池不可逆的损坏。所以需要将电池加热到0℃以上再进行充电。以某一款太阳能路灯的太阳能电池板面积0.5平方米，灯罩上表面面积0.3平方米为例：
在标准测试条件下（太阳辐射功率1000W/m2）太阳能电池发电功率约为：
1000W/㎡× 0.5㎡× 17%（光伏组件光电转换效率）= 85W
从灯罩表面集热器产生的功率为：
1000W/㎡× 0.3㎡×70%（太阳光光热转换效率）= 210W
在低温情况下（以-20℃为例），锂电池的比热容1169.21J/(kg/K) 、容量120Wh、重量约为2kg，所以要让锂电池从-20℃升温到0℃，需要的热量为：
1169.21J/(kg/k) × 20k × 2 kg = 46768.4J
则使用光伏发电加热，在没有损耗的情况下，需要的时间为
46768.4 ÷ 85 = 550秒约为10分钟
如果使用光热加热的方式，则需要的时间为：
46768.4 ÷ 210 = 222.7秒约为3分钟42秒
如果使用光热和光电一起加热的方式，则需要的时间为：
46768.4 ÷（85+210）= 158秒约为2分钟38秒。
Claims (1)
1.一种太阳能锂电池路灯光热辅助加热的方法，其特征在于：包括路灯灯杆、灯罩、太阳能电池边框等金属材料表面、集热层、集热管、导热管、导热管电磁阀、热循环板；太阳能锂电池路灯光热辅助加热装置的连接关系是：导热管焊接在路灯灯杆、灯罩、太阳能电池边框等金属材料表面，集热层附着在集热管和金属材料表面，集热管与导热管连接，导热管与热循环板连接，在导热管上安装导热管电磁阀。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710218267.1A CN106907680A (zh) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | 一种太阳能锂电池路灯光热辅助加热的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710218267.1A CN106907680A (zh) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | 一种太阳能锂电池路灯光热辅助加热的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106907680A true CN106907680A (zh) | 2017-06-30 |
Family
ID=59195683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710218267.1A Pending CN106907680A (zh) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | 一种太阳能锂电池路灯光热辅助加热的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106907680A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201072797Y (zh) * | 2007-07-12 | 2008-06-11 | 新乡太行电源(集团)有限责任公司 | 具有加热功能的镉镍碱性蓄电池组 |
| CN105048960A (zh) * | 2015-09-06 | 2015-11-11 | 河海大学常州校区 | 基于光伏背板余热回收的吸收式热泵的复合能量利用装置 |
| CN106195886A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-12-07 | 江苏新火种照明有限公司 | 锂电智能型led太阳能路灯 |
| CN106332349A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-11 | 安徽朗越能源股份有限公司 | 一种具有锂电池低温保护的锂电智能型led照明系统 |
| CN206055500U (zh) * | 2016-07-30 | 2017-03-29 | 扬州市阳瑞电气工程有限公司 | 太阳能锂电路灯 |
| CN106545816A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-03-29 | 张家港沙工科技服务有限公司 | 一种适用于寒冷地区的节能型路灯 |
-
2017
- 2017-04-05 CN CN201710218267.1A patent/CN106907680A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201072797Y (zh) * | 2007-07-12 | 2008-06-11 | 新乡太行电源(集团)有限责任公司 | 具有加热功能的镉镍碱性蓄电池组 |
| CN105048960A (zh) * | 2015-09-06 | 2015-11-11 | 河海大学常州校区 | 基于光伏背板余热回收的吸收式热泵的复合能量利用装置 |
| CN106195886A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-12-07 | 江苏新火种照明有限公司 | 锂电智能型led太阳能路灯 |
| CN206055500U (zh) * | 2016-07-30 | 2017-03-29 | 扬州市阳瑞电气工程有限公司 | 太阳能锂电路灯 |
| CN106332349A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-11 | 安徽朗越能源股份有限公司 | 一种具有锂电池低温保护的锂电智能型led照明系统 |
| CN106545816A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-03-29 | 张家港沙工科技服务有限公司 | 一种适用于寒冷地区的节能型路灯 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103398474B (zh) | 一种太阳能光伏-光热-热电综合利用系统 | |
| CN206441840U (zh) | 一种电池组的温度控制装置及带有该装置的电池组 | |
| CN104953928B (zh) | 一种充分利用太阳能的离网井泵系统 | |
| CN103192731B (zh) | 一种太阳能补偿的电动车电池车载充电加热装置 | |
| CN202216422U (zh) | 一种光伏光热组合热水器 | |
| CN111964143A (zh) | 一种离网型光伏储能采暖一体化装置及控制方法 | |
| CN103929117B (zh) | 一种聚光光伏-光热-风力-热电一体化系统 | |
| CN102967051A (zh) | 一种光伏光热组合热水器 | |
| CN106838801A (zh) | 一种太阳能锂电池路灯光热辅助加热的装置 | |
| CN201084872Y (zh) | 一种太阳能发电、蓄能热水装置 | |
| CN102865685B (zh) | 熔融盐吸热器预热保温防结冻装置 | |
| CN104764081B (zh) | 太阳能热电联供地暖系统 | |
| CN207967253U (zh) | 电池组低温加热装置、电池模块及车辆 | |
| CN217715498U (zh) | 一种太阳能光热与光伏发电联合供暖系统 | |
| CN102255360A (zh) | 离网式太阳能—磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统 | |
| CN202955846U (zh) | 热管真空管式光电联合水加热系统 | |
| CN101707268A (zh) | 液体铅酸蓄电池低压全桥串联谐振软开关电路加热装置 | |
| CN106907680A (zh) | 一种太阳能锂电池路灯光热辅助加热的方法 | |
| CN203788210U (zh) | 一种聚光光伏-光热-风力-热电一体化系统 | |
| CN207674327U (zh) | 一种新型高效太阳能灯 | |
| CN202918016U (zh) | 一种太阳能光电、光热综合利用的电动汽车充电站 | |
| CN202143009U (zh) | 太阳能热水器温差发电装置 | |
| CN201476328U (zh) | 使用下水式光伏辅助加热系统的太阳能热水器 | |
| CN205843066U (zh) | 一种多功能真空管式太阳能热水器 | |
| CN103256548A (zh) | 基于双蓄电池的全天候太阳能无线智能照明系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170630 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |