CN110107855A - 一种基于垂直轴风力机和锂电池的风光互补路灯 - Google Patents

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李岩
白珍
呼如威
武熠杰
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    • Y02B20/72—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Abstract

本发明公开一种基于垂直轴风力机和锂电池组的风光互补路灯，包括灯杆，所述灯杆顶部安装有垂直轴风力机，所述垂直轴风力机与盘式发电机相连，所述灯杆连接有光伏板支架，所述光伏板支架支撑太阳能光伏板，所述太阳能光伏板的背部安装有逆变器和锂电池组，由太阳能光伏板和垂直轴风力机产生的电能通过逆变器整流储存于锂电池组当中，所述灯杆上连接有路灯灯源支架，所述路灯灯源支架支撑路灯灯源，所述灯杆内部设置有风光互补智能控制器。本发明采用风光互补发电方式，风力机选用垂直轴风力机，具有启动风速低，发电不受地形、风向影响的优点，与太阳能光伏组件共同发电绿色高效，并且本发明采用锂电池组作为储能系统，体积小、寿命长、效率高、无需地埋箱，节省空间。

Description

一种基于垂直轴风力机和锂电池的风光互补路灯
技术领域
本发明涉及路灯技术领域，特别涉及一种基于垂直轴风力机和锂电池的风光互补路灯。
背景技术
传统的路灯采用的是低压输电网络。线路长、布线及埋设复杂、消耗土地资源，维护也耗费大量人力与物力，这一直是传统路灯难以克服的弊病。因此在能源紧张的今天，风光互补路灯得到进一步的发展。尤其是在西藏地区电力资源短缺且电力供应与负荷不匹配，风光互补路灯的发展就显得尤为重要。并且与独立的太阳能光伏路灯和传统路灯比较，风光互补路灯系统则具备了风力发电和太阳能光伏发电的双重供电保障。在西藏地区风能与太阳能资源丰富，十分适合新能源的发展，在没有风能的时候可以通过太阳能电池组件发电并存储于电池中；有风能、没有太阳能时可以通过风力发电机发电，储存在电池中；风光具备时，可以同时发电，绿色高效。由于锂电池是近十年来发展起来的一种新型可充电电池，其能量比高，无记忆效应，绿色环保，放电电压是镍镉和镍氢电池的3倍，因而一经问世就受到了人们的广泛关注，发展非常迅速，锂电池风光互补路灯是路灯发展的新方向。
一种带转经筒的藏式风光互补路灯(CN203571611U)利用垂直轴式风力发电机的风光互补结构特点，将垂直轴风力发电机的风轮按藏族民众最常用的法器—转经筒的式样巧妙地设计成具有风力发电机叶轮功能的藏式转经筒，安装在风光互补路灯的顶端，当风起时，吹动转经筒顺时针旋转，同时带动发电机发电工作。同时将转经筒叶轮设计成多层结构，充分提高风能利用率，达到降低成本、运行平稳、工作可靠的目的。该发明使用铅酸蓄电池作为储能系统，但铅酸蓄电池较锂电池而言，从循环使用寿命、充放电电能效率等方面考虑，锂电池比铅酸蓄电池优点更为突出。并且锂电池体积小、重量轻，且无需在路灯杆旁布置地埋箱，减少占用空间且尽可能减少耗费人力物力。
一种照明高度可调的聚合物锂离子电池风光互补路灯(CN101994975A)包括灯杆、灯头、定滑轮、拉线，灯杆的顶端设置有风力发电机及太阳能电池板、灯杆内固定有聚合物锂离子电池组和充放电控制器，风力发电机及太阳能电池板分别电性连接所述充放电控制器，充放电控制器电性连接所述聚合物铿离子电池组，灯头包括发光体和支撑板，滑轨固定于所述灯杆的顶端并沿着灯杆的方向向下延伸，支撑板的末端与滑轨滑动连接，定滑轮固定于滑轨的顶端，拉线穿过定滑轮，拉线的一端固定于支撑板上，另一端为自由端，灯杆上滑轨底端的下方设置有若干上下排列的拉线固定柱，拉线的自由端固定于拉线固定柱上，使得路灯光源照明高度可调。该发明采用的风力发电机为水平轴风力发电机，水平轴风力发电机的转动轴与风向平行，大部分水平轴风力发电机的叶片会随风向变化而必须不断调整位置，因此较易受地形、地物的影响。
目前西藏偏远农村地区，路灯资源匮乏，夜间农村街道照明情况较差，西藏农村地区路灯需求较高，但因传统的路灯采用的是低压输电网络。线路长、布线及埋设复杂、消耗土地资源，维护也耗费大量人力与物力。尤其是在西藏地区电力资源短缺且电力供应与负载负荷不匹配，风光互补路灯的发展就显得尤为重要。西藏地区太阳能、风能资源丰富，极适合发展新能源产品，在白天太阳能资源丰富可利用太阳能转化、储存电能，而在阴雨天以及夜间太阳能资源少，风力发电就起到了至关重要的作用，由风能转化成电能供给路灯的照明。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明的一种基于垂直轴风力机和锂电池的风光互补路灯。
一种基于垂直轴风力机和锂电池的风光互补路灯，包括灯杆，所述灯杆顶部安装有垂直轴风力机，所述垂直轴风力机与盘式发电机相连，所述灯杆连接有光伏板支架，所述光伏板支架支撑太阳能光伏板，所述太阳能光伏板的背部安装有逆变器和锂电池组，由太阳能光伏板和垂直轴风力机产生的电能通过逆变器整流储存于锂电池组当中，所述灯杆连接有路灯灯源支架，所述路灯灯源支架支撑路灯灯源，所述灯杆内部设置有风光互补智能控制器。
进一步地，所述太阳能光伏板朝向正南方。
进一步地，所述路灯灯源为LED光源。
本发明采用风光互补发电方式，风力机选用垂直轴风力机，具有启动风速低，发电不受地形风影响，噪音小、安全、转速相对较慢，使用寿命长等特点。与太阳能光伏组件共同发电绿色高效，并且本发明采用锂电池组作为储能系统，无需地埋箱，节省空间。锂电池较铅酸电池而言，具有循环使用寿命长、充放电电能效率高、体积小、重量轻等优点。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图中：1、垂直轴风力机，2、盘式发电机，3、逆变器，4、太阳能光伏板，5、锂电池组，6、光伏板支架，7、路灯灯源，8、路灯灯源支架，9、灯杆，10、风光互补控制器。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
一种基于垂直轴风力机和锂电池的风光互补路灯，包括灯杆9，所述灯杆9顶部安装有垂直轴风力机1，垂直轴风力机无需迎风调节系统，可接受任意方向来风，吸收任意方向风能，主轴永远向设计方向转动，且垂直轴风力机具有噪音小、安全、转速相对较慢，使用寿命长的特点，所述垂直轴风力机1与盘式发电机2相连，所述灯杆9连接有光伏板支架6，所述光伏板支架6支撑太阳能光伏板4，通过光生伏特效应产生直流电，所述太阳能光伏板4的背部安装有逆变器3和锂电池组5，既美观又节省空间，无需普通风光互补路灯的地埋箱，锂电池体积小、重量轻、循环使用寿命长，充放电电能效率高，完全适合放在太阳能光伏板背部，由太阳能光伏板4和垂直轴风力机1产生的电能通过逆变器3整流储存于锂电池组5当中，所述灯杆9连接有路灯灯源支架8，所述路灯灯源支架8支撑路灯灯源7，所述灯杆9内部设置有风光互补智能控制器10，无需人工操作，由智能控制器控制路灯光源照亮和熄灭时间，一般在西藏地区，晚上八点左右灯亮，早晨七点左右熄灭。
进一步地，所述太阳能光伏板4朝向正南方。
进一步地，所述路灯灯源7为LED光源。
本发明采用西藏元素外观，适合在藏区的庭院、街道、公路、寺院使用，造型优美的藏式路灯将成为西藏地区一道美丽的风景线。本发明采用风光互补发电方式，增加了路灯照明的稳定性，并采用垂直轴风力机发电，更加适用于高寒高海拔等风向不稳定的地区，从社会角度出发，在西藏地区路灯资源匮乏，藏族同胞对路灯的需求较高，但常规路灯安装较困难，风光互补路灯的推广对于提高大众生活质量，促进社会稳定具有重要的作用。同时还可增进广大群众对新能源利用和保护环境的意识，有力地推动新能源技术在高寒高海拔地区的推广步伐，对推动高寒高海拔地区可再生能源产业的发展将发挥积极作用。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种基于垂直轴风力机和锂电池的风光互补路灯，其特征在于，包括灯杆(9)，所述灯杆(9)顶部安装有垂直轴风力机(1)，所述垂直轴风力机(1)与盘式发电机(2)相连，所述灯杆(9)连接有光伏板支架(6)，所述光伏板支架(6)支撑太阳能光伏板(4)，所述太阳能光伏板(4)的背部安装有逆变器(3)和锂电池组(5)，由太阳能光伏板(4)和垂直轴风力机(1)产生的电能通过逆变器(3)整流储存于锂电池组(5)当中，所述灯杆(9)连接有路灯灯源支架(8)，所述路灯灯源支架(8)支撑路灯灯源(7)，所述灯杆(9)内部设置有风光互补智能控制器(10)。
2.根据权利要求1所述的一种基于垂直轴风力机和锂电池的风光互补路灯，其特征在于，所述太阳能光伏板(4)朝向正南方。
3.根据权利要求1所述的一种基于垂直轴风力机和锂电池的风光互补路灯，其特征在于，所述路灯灯源(7)为LED光源。
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