CN108087823A - 一种集全方位太阳能led路灯的充电桩系统 - Google Patents

一种集全方位太阳能led路灯的充电桩系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，其特征在于：具有路灯杆，以及设置在路灯杆上的LED灯，还具有一个垂直的纵向轴包括至少四个刚性的纵向太阳能板，所述太阳能板固定安装在路灯杆的外表面，所述路灯杆的底部通过电缆与储能机柜连接，集中式的太阳能路灯储能系统，能建造一个好的储能电站的环境，各自拥有自己的电池来储能。

Description

一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统
技术领域
本发明涉及太阳能领域的充电桩，尤其是涉及一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统。
背景技术
20世纪80年代之前，我国的公共照明设备普遍处于传统的电网供电和人工管理模式，路灯的运行状态主要通过巡线和巡灯的方式来实现，该模式的缺点是成本高、自动化程度低、不能实现本地调控和远程监控等自动检测、调光等智能管理。对故障的响应慢,存在发生故障时得不到及时维修而造成照明的不便甚至安全隐患等因素下。
我国从20世纪80年代末到90年代初着手进行路灯监控管理系统的研究并投入使用，技术逐渐发展，实现了智能化实施线路管理与调光控制等，路灯的监控能力强，能迅速进行系统运作情况的数据采集、数据分析、按照程式规定的条件进行系统调控，实现故障条件判断进行故障定位，通过降低路灯系统成本，提高系统的监控能力和自动化水平，从而实现故障的快速恢复，减少故障时间，提高供电照明的可靠性及系统管理水平。
发明内容
本发明的目的是解决上述提出的问题，提供一种不仅能解决飓风的问题，又能加长太阳能照射时间，在向周围的若干支路的LED路灯供应直流电，通过智能管理实现安全、可靠稳定供电及二次节能的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统。
本发明的目的是以如下方式实现的：一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，其特征在于：具有路灯杆，以及设置在路灯杆上的LED灯，还具有一个垂直的纵向轴包括至少四个刚性的纵向太阳能板，所述太阳能板固定安装在路灯杆的外表面，所述路灯杆的底部通过电缆与储能机柜连接。
更进一步的优化方案是所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，还包括储能锂电池组，所述储能锂电组设置在太阳能板与路灯杆之间。
更进一步的优化方案是所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，所述太阳能板具有一上端、上端盖、一下端和下端盖，所述四个端盖框架拼装在所述路灯杆上，所述上端盖用于防止雨水渗入。
更进一步的优化方案是所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，所述储能机柜包括电源模块、控制器、显示器、GPRS模块、电量采集模块，所述LED灯通过电缆与电源模块的输出端连接，输入采用三相四线交流供电另加保护地线,电源模块把三相交流电整流、滤波、变换为稳定的直流电，多个电源模块并联输出正极、负极直流电另加保护地线。
更进一步的优化方案是所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，所述电源模块可热插拔，并设置有一个备份热电源模块。
更进一步的优化方案是所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，所述控制器分别双向连接所述显示器、GPRS模块和智能表。
更进一步的优化方案是所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，所述显示器通过电信号与手机双向连接，并提示系统异常信息。
更进一步的优化方案是所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，所述控制器通过电信号与显示器双向连接，并提示系统正常信息。
本发明的优点：本发明的优点是集中式的太阳能路灯储能系统，能建造一个好的储能电站的环境，各自拥有自己的电池来储能。
而我们的发明，LED灯具连接在储能机柜5电源模块的直流输出端,一方面,基本不受交流电网对灯具的EMC影响和不受交流电网侧传输过来雷击的影响(当然也还是需要抵抗雷击打在直流线路上传输过来的脉冲影响)；另一方面,每只LED灯具可以不需要EMC、整流、功率因数校正、滤波、功率驱动、逆变降压等电路和元件。简单恒压型的只需很少辅助元器件,直接输出至串联的LED光源,或再加恒流电路输出恒定电流至串联的LED光源更好。
如此灯具控制装置的电路非常简单,可靠性非常高,寿命可以很长,这对于使用环境条件恶劣的道路照明工程非常有利。复杂一些的智能直流LED灯具还需加上智能接收控制电路及内部智能控制协议程序,灯具控制装置的元器件稍多,电路稍复杂,灯具成本稍高。但相对于同类的智能交流LED灯具来说,仍然是简单得多,可靠性也更高,寿命更长,对于道路照明工程仍然非常有利。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明的结构示意图；
图2是工作示意图；
图3是电路连接示意图。
具体实施方式：
见图1至图3所示，一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，具有路灯杆1，以及设置在路灯杆1上的LED灯3，还具有一个垂直的纵向轴包括至少四个刚性的纵向太阳能板2，所述太阳能板2固定安装在路灯杆1的外表面，所述路灯杆1的底部通过电缆4与储能机柜5连接。还包括储能锂电池组，所述储能锂电组设置在太阳能板2与路灯杆1之间。
储能机柜5一般控制几十只LED灯具,首先把电网交流电源变换为高电压直流电压输出给 LED灯具,并且储能机柜5中含有智能控制电路模块使其能接受远程遥控,进而控制电源模块调节输出直流电压的大小来对所有LED灯具进行统一自动开关及调光,或者复杂一点的智能控制系统能对每只智能LED灯具单独进行多功能智能控制。
储能机柜5的电源模块可分为单个大功率电源模块或多个小功率电源子模块的组合。多个小功率电源子模块组合的直流输出又可分为并联后统一输出或各自多路输出。由于并联后统一输出方式可以做到当其中一个电源子模块出现故障时,热备份电源子模块立刻接入输出线路, 既能保证系统在同等功率输出下可靠运行,又可使电源子模块备份数量减至最低。但技术要求较高,例如各电源子模块直流输出电压的误差要尽可能小。直流输出电压可分为高电压直流例如300V(输出高电压可减少电线线路损耗,提高系统整体效率),或安全低电压例如120V 以下(线路和灯具对人体的电气安全性高一些,但同等负载下电线线路损耗将大很多,线路本身的发热多,成本高)。
所述太阳能板2具有一上端、上端盖、一下端和下端盖，所述四个端盖框架拼装在所述路灯杆1上，所述上端盖用于防止雨水渗入。
所述储能机柜5包括电源模块6、控制器7、显示器8、GPRS模块9、电量采集模块10，所述LED灯3通过电缆4与电源模块6的输出端连接，输入采用三相四线交流供电另加保护地线,电源模块6把三相交流电整流、滤波、变换为稳定的直流电，多个电源模块6并联输出正极、负极直流电另加保护地线。
LED灯3连接在储能机柜5电源模块6的直流输出端,一方面,基本不受交流电网对灯具的 EMC影响和不受交流电网侧传输过来雷击的影响(当然也还是需要抵抗雷击打在直流线路上传输过来的脉冲影响)；另一方面,每只LED灯3可以不需要EMC、整流、功率因数校正、滤波、功率驱动、逆变降压等电路和元件。简单恒压型的只需很少辅助元器件,直接输出至串联的LED光源,或再加恒流电路输出恒定电流至串联的LED光源更好。如此,灯具控制装置的电路非常简单,可靠性非常高,寿命可以很长,这对于使用环境条件恶劣的道路和隧道照明工程非常有利。复杂一些的智能直流LED灯具还需加上智能接收控制电路及内部智能控制协议程序,灯具控制装置的元器件稍多,电路稍复杂,灯具成本稍高。但相对于同类的智能交流 LED灯具来说,仍然是简单得多,可靠性也更高,寿命更长,对于道路和隧道照明工程仍然非常有利。
储能机柜5的输入端需接交流供电电网,可分为单相交流输入或三相交流输入两种。三相交流输入能平衡电网负载,是比较好的方式。输出直流供电线路可以是三线(对>120V高电压直流的正极、负极和地线),或二线(对应于≤120V直流的正极、负极,且满足安全特低电压的各项要求时)。如果同一智能照明工程的相邻局域网存在另外的交流供电电网接入点,则在LED 智能照明系统改造中可利用原交流供电电网的电源线来作直流输出线路,否则需要另外布线作输出直流供电线路。同理,新的工程也是如此。这一点公共楼宇智能照明系统比路灯智能照明系统容易实现,但还有很多其它问题要考虑。
所述电源模块6可热插拔，并设置有一个备份热电源模块。
所述控制器7分别双向连接所述显示器8、GPRS模块9和智能表11。
所述显示器8通过电信号与手机12双向连接，并提示系统异常信息。
所述控制器7通过电信号与显示器8双向连接，并提示系统正常信息。
智能控制协议和途径
(1)远程电脑与储能机柜5之间
目前有很多种基于Internet网的二次开发协议，但还没有特别统一专用的。
(2)手机通过GPRS与储能机柜5之间
只是用于系统维护人员进行个别数据的设置和反馈信息接收,要想做到对系统进行全面、快速、连续的单灯控制在技术上是不现实的。更重要的是从公共安全角度出发,对于路灯、隧道灯及大型楼宇等公共照明场合,应该不允许系统维护人员随意进行手机全面控制。
(3)储能机柜5与各灯具之间
由储能机柜5电源模块受控调节输出直流电压大小来对所有LED灯具进行自动统一的开关或调光，此时储能机柜5与各灯具之间不需要智能控制协议(此时,灯具成本最低且最可靠,但不能单独控制某一个灯具)。
(4)主控制设备与各灯具之间的协议和途径
对于可对每只灯具都能进行单独控制的智能系统,主控制设备与各灯具之间必须有控制协议和途径。储能机柜5与各单灯之间智能控制途径可采用另布设控制专线、或交流载波、或直流载波、或采用无线Zigbee。
如果需单独对每只LED路灯灯具进行智能控制，最常用的智能控制协议有DMX512和DALI 两种。
DMX512控制节点多、速度快、传输距离远,但是只能单向传输(如需故障诊断反馈,还需采取其它措施弥补),且协议没有规定具体指令和流程,系统信号分配具有点位多，点位的使用不确定等方面因素。因此,各企业的系统和灯具从控制角度来说,难以互换通用化。只适合于企业对保修维护合同期很长,或者灯具和系统的可靠性高和寿命长的照明工程。因此,从上面分析可知,DAX512很适合用于集中式供电直流智能照明,特别是隧道照明工程中应用。
DALI可双向传输,具有全面的功能定义和程序流程,灯具之间有连续的协议地址。但是DALI 控制灯具不多、速度慢、传输距离不远。虽然有很多的明确定义的控制功能及指令,使得从控制角度来说各企业的系统和灯具容易互换通用化。但内部协议程序复杂,这一点在道路照明这种不需多种控制功能的照明工程中使用是大材小用导致灯具成本高。因此,不太适合道路照明包括隧道智能照明。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，其特征在于：具有路灯杆(1)，以及设置在路灯杆(1)上的LED灯(3)，还具有一个垂直的纵向轴包括至少四个刚性的纵向太阳能板(2)，所述太阳能板(2)固定安装在路灯杆(1)的外表面，所述路灯杆(1)的底部通过电缆(4)与储能机柜(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，其特征在于：还包括储能锂电池组，所述储能锂电组设置在太阳能板(2)与路灯杆(1)之间。
3.根据权利要求1所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，其特征在于：所述太阳能板(2)具有一上端、上端盖、一下端和下端盖，所述四个端盖框架拼装在所述路灯杆(1)上，所述上端盖用于防止雨水渗入。
4.根据权利要求1所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，其特征在于：所述储能机柜(5)包括电源模块(6)、控制器(7)、显示器(8)、GPRS模块(9)、电量采集模块(10)，所述LED灯(3)通过电缆(4)与电源模块(6)的输出端连接，输入采用三相四线交流供电另加保护地线,电源模块(6)把三相交流电整流、滤波、变换为稳定的直流电，多个电源模块(6)并联输出正极、负极直流电另加保护地线。
5.根据权利要求4所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，其特征在于：所述电源模块(6)可热插拔，并设置有一个备份热电源模块。
6.根据权利要求5所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，其特征在于：所述控制器(7)分别双向连接所述显示器(8)、GPRS模块(9)和智能表(11)。
7.根据权利要求6所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，其特征在于：所述显示器(8)通过电信号与手机(12)双向连接，并提示系统异常信息。
8.根据权利要求7所述的一种集全方位太阳能LED路灯的充电桩系统，其特征在于：所述控制器(7)通过电信号与显示器(8)双向连接，并提示系统正常信息。
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