CN107543092A - 一种风能光能互补交通信号灯路灯系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风能光能互补交通信号灯路灯系统，包括路灯杆、路灯设备、交通信号设备、光伏发电单元、风力发电单元、控制器、蓄电池以及逆变器，所述风力发电单元和光伏发电单元与控制器连接，控制器连接蓄电池，蓄电池的输出端通过逆变器连接至路灯设备和交通信号设备；所述路灯设备上还设有声光控制模块用以根据实际情况调节路灯设备的亮度；本发明通过风力发电单元和光伏发电单元相结合形成相对稳定的电力输出，光伏发电单元可以根据太阳的移动调整采光角度，保证最大采光率，造价、运行维护成本低，整个系统能够在户外长期稳定工作，具有广泛的推广意义和应用价值。

Description

一种风能光能互补交通信号灯路灯系统

技术领域

本发明涉及风能、光能互补发电技术领域,具体涉及一种风能光能互补交通信号灯路灯系统。

背景技术

随着世界各国对环境保护、能源短缺及节能问题的日益关注，世人的目光正逐步聚焦到绿色环保、可再生能源的开发利用上，如太阳能、风能等。太阳能和风能作为一种干净、储量丰富、零成本、没有污染的清洁能源，正被越来越多的用于转换成电能、热能等领域；例如，太阳能热水器、风力发电风车以及将太阳能应用在城市路灯照明等领域。

路灯和交通信号等是现代城市里必不可少的公共设施，但是现在的大部分路灯和交通信号都是独立的，这样在资源节省的地方难免会有些浪费空间，并且现有的路灯和交通信号大部分是以城市电网为能源来源，这样势必增加城市供电的压力，而且为了供电就需要铺设更多更复杂的电缆，耗费大量的人力物力，而且现在的路灯的光亮度是不可调的，在有些人流、车流较少的时候依然是输出最大的光亮度，这样也极大的浪费了光能。

为了解决上述问题，现在技术中也有采用太阳能来供电的路灯装置，但鲜有将路灯和交通信号相结合的。现有技术中通过太阳能供电的路灯装置的太阳能电池板都是固定的，而太阳会随着时间的推移而慢慢改变太阳光的方向，从而使得太阳光能电池板吸收的太阳光减少，影响太阳能的利用率，并且只能利用太阳能一种能源，资源利用率低，缺少风能与光能的互补利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提出一种风能光能互补交通信号灯路灯系统，不仅可以将风能和太阳能相结合用于发电、且把交通信号和路灯结合在一起，太阳能光伏组件根据太阳的移动而自动改变方位，保障太阳能最大利用率，经济效益好，同时利用太阳能和风能使得路灯和交通信号在任何时候都能够发光，更好地保证路灯、交通信号的工作可靠性能。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

本发明提出一种风能光能互补交通信号灯路灯系统，包括路灯杆、设置在路灯杆上的路灯设备以及光伏发电单元，还包括设置在路灯杆上的交通信号设备、风力发电单元、控制器、蓄电池以及逆变器，所述风力发电单元和光伏发电单元与控制器连接，控制器连接蓄电池，蓄电池的输出端通过逆变器连接至路灯设备和交通信号设备；所述路灯设备上还设有声光控制模块，所述声光控制模块包括声控模块、光控模块以及和声控模块、光控模块连接的亮度调节模块，所述亮度调节模块用以调节路灯设备的亮度；

所述风力发电单元设置在路灯杆顶端，采用S型垂直轴风力发电机，无需根据风向改变风轮的方向，其是微风启动、无噪音，即使安装在住宅等密集区，也不会干扰近邻，且风力发电机还与风轮转速限定装置相连，当风速达到启动风速时，控制器进入工作状态，低于额定风速时，控制器通过中央处理器跟踪风力发电机的功率变化，高于额定风速时，通过风轮转速限定装置调节风力发电机的转速，使之接近恒功率运行。

进一步的，所述光伏发电单元包括支撑杆、设置在支撑杆上的太阳能光伏组件，光伏发电单元通过支撑杆设置在路灯杆上，且支撑杆可围绕路灯杆旋转，从而光伏发电单元就可以随着太阳的移动而改变方向，提高太阳能的利用率。

进一步的，为了更好的实现风能光能互补的控制，所述控制器还包括显示模块，输入模块以及中央处理器，且所述中央处理器与声光控制模块相连。

进一步的，在实际使用中，光伏发电单元的作用是将太阳的辐射转换为电能送往蓄电池中存储起来以令路灯设备作为负载工作，所述控制器控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用，并且根据实际情况调节路灯亮度。

进一步的，所述蓄电池采用铅酸蓄电池，维护简单、质量稳定、可靠性高。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明通过风力发电单元和光伏发电单元相结合形成相对稳定的电力输出，光伏发电单元供电可靠，根据太阳的移动调整采光角度，保证最大采光率，造价、运行维护成本低，整个系统能够在户外长期稳定工作；而且本发明将路灯和交通信号相结合，成本低，提高清洁能源利用率，并设计声光控制模块控制路灯设备根据周围环境的亮度和声音来自动调节亮度，达到了节能的效果，同时风能和光能是一种可再生环保的资源，又达到了环保的效果，具有广泛的推广应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例所述的风能光能互补交通信号灯路灯系统的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。

参考图1，一种风能光能互补交通信号灯路灯系统，包括路灯杆1、设置在路灯杆1上的路灯设备2以及光伏发电单元3，还包括设置在路灯杆1上的交通信号设备10、风力发电单元4、控制器5、蓄电池6以及逆变器7，所述风力发电单元4和光伏发电单元3与控制器5连接，控制器连接蓄电池6，蓄电池6的输出端通过逆变器7连接至路灯设备2和交通信号设备10；所述路灯设备2上还设有声光控制模块8，所述声光控制模块8包括声控模块、光控模块以及和声控模块、光控模块连接的亮度调节模块，所述亮度调节模块用以调节路灯设备2的亮度；

本实施例中，所述光伏发电单元3包括支撑杆、设置在支撑杆上的太阳能光伏组件，光伏发电单元3通过支撑杆设置在路灯杆1上，且支撑杆可围绕路灯杆1旋转，从而光伏发电单元3就可以随着太阳的移动而自动改变方向，提高太阳能的利用率。

为了更好的实现风能光能互补的控制，所述控制器5还包括显示模块，输入模块以及中央处理器，且所述中央处理器与声光控制模块9相连，所述风力发电单元4设置在路灯杆1的顶端，采用S型垂直轴风力发电机，无需根据风向改变风轮的方向，其是微风启动、无噪音，即使安装在住宅等密集区，也不会干扰近邻，且风力发电机还与风轮转速限定装置9相连，风轮转速限定装置9由控制器5控制，当风速达到启动风速时，控制器5进入工作状态，低于额定风速时，控制器5通过中央处理器跟踪风力发电机的功率变化，高于额定风速时，通过风轮转速限定装置调节风力发电机的转速，使之接近恒功率运行。

在实际使用中，光伏发电单元3的作用是将太阳的辐射转换为电能送往蓄电池6中存储起来以令路灯设备2作为负载工作，所述控制器5控制整个系统的工作状态，并对蓄电池5起到过充电保护、过放电保护的作用，并且通过声光控制模块8根据实际情况调节路灯亮度。

对于声光控制模块，使用的时候，声控模块和光控模块检测周围环境中的声音音量和亮度，通过控制器5进行分析处理.当声控模块检测到周围环境中的声音音量很小时，发出信号到亮度调节模块，亮度调节模块将路灯设备2的亮度调暗；当声控模块检测到周围环境中的声音音量很大时，发出信号到亮度调节模块，亮度调节模块将路灯设备2的亮度调亮；当光控模块检测到周围环境中的亮度很亮时，发出信号到亮度调节模块，亮度调节模块将路灯设备2的亮度调暗；当光控模块检测到周围环境中的亮度很暗时，发出信号到亮度调节模块，亮度调节模块将路灯设备2的亮度调亮。

工作时，控制器5控制风力发电单元4和光伏发电单元3的运转，当风力足够时，控制风力发电单元4运转发电；当阳光充足时，控制光伏发电单元3运转发电。然后控制器再将风力发电和太阳能发电产生的电能输送到蓄电池6 中，最后蓄电池6 为路灯设备2和交通信号设备10进行供电，本发明可大量用于道路或居民小区等场合照明和交通指示，具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点，也缓解了现在用电紧张的现象。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种风能光能互补交通信号灯路灯系统，包括路灯杆、设置在路灯杆上的路灯设备以及光伏发电单元，其特征在于，还包括设置在路灯杆上的交通信号设备、风力发电单元、控制器、蓄电池以及逆变器，所述风力发电单元和光伏发电单元与控制器连接，控制器连接蓄电池，蓄电池的输出端通过逆变器连接至路灯设备和交通信号设备；

所述路灯设备上还设有声光控制模块，所述声光控制模块包括声控模块、光控模块以及和声控模块、光控模块连接的亮度调节模块，所述亮度调节模块用以调节路灯设备的亮度；

所述风力发电单元设置在路灯杆顶端，采用S型垂直轴风力发电机，且风力发电机还与风轮转速限定装置相连。

2.根据权利要求1所述的风能光能互补交通信号灯路灯系统，其特征在于：所述光伏发电单元包括支撑杆、设置在支撑杆上的太阳能光伏组件，光伏发电单元通过支撑杆设置在路灯杆上，且支撑杆可围绕路灯杆旋转。

3.根据权利要求2所述的风能光能互补交通信号灯路灯系统，其特征在于：所述控制器还包括显示模块，输入模块以及中央处理器，且所述中央处理器与声光控制模块相连。

4.根据权利要求3所述的风能光能互补交通信号灯路灯系统，其特征在于：所述蓄电池采用铅酸蓄电池。