CN1936419A - 自适应互补型绿色照明系统 - Google Patents

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Abstract

自适应互补型绿色照明系统，直接采集太阳光照明，由控制器控制，当阳光超过照度要求时，将超过部分经太阳能电池储入蓄电池，当阳光低于照度要求时则由蓄电池驱动LED发光管补充照明，若蓄电池储电不足，则由市电驱动LED发光管补充照明。聚光镜的底座连接跟踪器，聚光镜接收的阳光进入分光器，分光器的输出端一路经光纤进入散光器；另一路送至太阳能电池；太阳能电池的输出端经控制器与蓄电池、LED驱动器、LED发光管依次连接；市电变换器的输出端经控制器与LED驱动器、LED发光管依次连接。跟踪器上的光敏管与检测室内照度的光敏管分别与控制器的输入端连接，跟踪器、分光器、LED驱动器三者的控制端分别与控制器的输出端连接。

Description

自适应互补型绿色照明系统
技术领域
本发明涉及一种自适应互补型绿色照明系统，具体涉及以利用太阳能照明为主，将采集太阳光直接照明、太阳能电池能量驱动LED照明和市电能量驱动LED照明，三种照明技术综合利用，实现自动互补的照明系统。
背景技术
目前，利用太阳能照明技术主要包括两类：一类是利用太阳能电池驱动LED照明，能量转换的途径是“光-电-光”，其缺点是两次转换使得能量损失较大，其中太阳能电池的效率只有10％～20％左右；第二类是直接采集太阳光照明，它包括阳光采集装置和光纤传输装置，能跟踪太阳并传输可见光，其缺点是太阳光线强时，光能不被储存，太阳光线弱时，照明光得不到补充；室内照度随太阳光强弱改变，尤其是阴雨天和夜晚室内将获得无法正常照明。
发明内容
本发明的目的是提供一种自适应互补型绿色照明系统，充分利用太阳能，并辅以市电互补，在用足太阳能的前提下，由控制器控制，实现全天候照度稳定的绿色照明，取代常规照明用具。
自适应互补型绿色照明系统，直接采集太阳光照明，其特点是：由控制器控制，当阳光超过照度要求时，将超过部分经太阳能电池储入蓄电池；当阳光低于照度要求时则由蓄电池驱动LED发光管补充照明；若阳光低于照度要求且蓄电池储电不足，则由市电驱动LED发光管补充照明，节约电能，高效利用太阳能。
自适应互补型绿色照明系统，由聚光镜、跟踪器、分光器、光纤、散射器、太阳能电池、蓄电池、LED驱动器、LED发光管、市电变换器、光敏管、控制器组成。聚光镜的底座连接有跟踪器，聚光镜接收的光进入分光器的输入端，分光器的输出端一路经光纤进入散光器；其特点是：分光器输出端的另一路进入太阳能电池；太阳能电池的输出端经控制器与蓄电池、LED驱动器、LED发光管依次连接；市电变换器的输出端经控制器与LED驱动器、LED发光管依次连接。
跟踪器上连接有光敏管，跟踪器上的光敏管与检测室内照度的光敏管分别与控制器的输入端连接，跟踪器、分光器、LED驱动器三者的控制端分别与控制器的输出端连接。
本发明提出的自适应互补型绿色照明系统，直接采集太阳光并辅以市电实现照明，在控制器的控制下，解决了现有两种节能照明技术共有的照度多变且无法控制的问题，使照度持久稳定，充分利用太阳能，实现全天候的室内节能照明。可替代日常照明灯具。
附图说明
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明自适应互补型绿色照明系统结构示意图。
1.太阳光，2.聚光镜，3.跟踪器，4.光敏管，5.分光器，6.光纤，7.散射器，8.太阳能电池，9.蓄电池，10.LED驱动器，11.LED发光管，12.市电，13.市电变换器，14.控制器。
具体实施方式
本发明实施例中聚光镜2：采用组合式透镜；跟踪器3：在光敏管4的协助下由控制器14指挥使之跟随太阳作弧线运动；光敏管4：采用直径5mm的光敏二极管；分光器5：安装在聚光镜2下部的可旋转平面反射镜，由控制器14执行旋转操作；光纤6：采用PMMA塑料光纤：散射器7：采用毛玻璃制成；太阳能电池8：采用单晶硅或多晶硅电池板组件；蓄电池9：采用免维护铅酸蓄电池或其他类型的可充电电池。LED驱动器10：能执行选择和通断控制的两组电子开关，由控制器14执行照度调节操作。LED发光管11：采用高效白光大功率照明用LED发光管；市电变换器13：采用将市电220V交流电源变为低压直流的开关电源；控制器14：采用低功耗单片机。
系统预备状态：安装调试完毕，将照度设定值输入控制器14。
系统工作流程：太阳光1经聚光镜2聚焦后传送给分光器5，分光器5在控制器14的指挥下将一部分阳光经光纤6传递给散光器7进行照明，另一部分阳光传送给太阳能电池8经控制器对蓄电池进行充电。为了获得最大的太阳光强度，控制器14在光敏管4的协助下指挥跟踪器3将聚光镜2始终对准太阳方向。另一光敏管4将照明现场的照度参数传递给控制器14，由控制器14根据事先给定的照度要求和现场测得的照度之差指挥分光器5、LED驱动器10、LED发光管11进行照度调节：若测得的照度太大则指挥分光器5将一部分阳光转向照射到太阳能电池8上经控制器向蓄电池9充电；若测得的照度太小则指挥分光器5减少阳光对太阳能电池8的照射，若分光器5在到达减少的极限位置时仍无法满足照度要求，则指挥LED驱动器10使用蓄电池9的储能驱动LED发光管11补充照明，若蓄电池9的储能不足则指挥LED驱动器10、LED发光管11，使用市电变换器13输出的电能进行补充照明。
系统自适应调节过程：早晚或夜间当太阳光无法提供足够的照度时，控制器14首先选择接通蓄电池9驱动LED发光管11进行补充照明，若控制器14检测到蓄电池9的储能不足则选择接通市电变换器13来驱动LED发光管11作补充照明；反之，当中午照度超过设定要求时，控制器14将驱动分光器5减少到达散射器7的太阳光通量，并把该减少的光通量转移到太阳能电池8上，再经控制器14转送到蓄电池9上进行充电；为了实时检测现场照度，照明现场的光敏管4连续把现场照度值传递给控制器；同理，为了最大限度地接收太阳光，安装于跟踪器3上的光敏管4将检测到的太阳光强度传递给控制器14，供其指挥跟踪器3动作使聚光镜2始终以最佳姿态对准太阳。

Claims (2)

1.自适应互补型绿色照明系统，直接采集太阳光照明，其特征在于：由控制器控制，当照度过强时将多余阳光经太阳能电池储入蓄电池供照度不足时驱动LED补充照明，当照度不足且蓄电池储能不够时则由市电驱动LED补充照明。
2.根据权利要求1所述的自适应互补型绿色照明系统，由聚光镜、跟踪器、分光器、光纤、散射器、太阳能电池、蓄电池、LED驱动器、LED发光管、市电变换器、光敏管、控制器组成，聚光镜的底座连接有跟踪器，聚光镜采集的光进入分光器，分光器的输出端一路经光纤进入散光器；其特征在于：
A)分光器输出端的另一路进入太阳能电池；太阳能电池的输出端经控制器与蓄电池、LED驱动器、LED发光管依次连接；市电变换器的输出端经控制器与LED驱动器、LED发光管依次连接；
B)跟踪器上连接有光敏管，跟踪器上的光敏管与检测室内照度的光敏管分别与控制器的输入端连接，跟踪器、分光器、LED驱动器三者的控制端分别与控制器的输出端连接。
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