CN204534413U - 一种采用风光能互补led路灯的照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种采用风光能互补LED路灯的照明系统，所述系统包含有风力发电机（1）和太阳能电池板（2），所述风力发电机（1）和太阳能电池板（2）连接于风光互补控制器（3）上，且风光互补控制器（3）与蓄电池（4）相连，所述风光互补控制器（3）经恒流驱动器（5）连接至LED灯头（6），从而使得蓄电池（4）经风光互补控制器（3）对LED灯头（6）进行供电，所述LED灯头（6）上固定有一红外感应器（7），该红外感应器（7）与风光互补控制器（3）通讯相连，且风光互补控制器（3）上连接有一光传感器（8）。本实用新型一种采用风光能互补LED路灯的照明系统，节能效果好。

Description

一种采用风光能互补LED路灯的照明系统

技术领域

本实用新型涉及一种LED路灯照明系统,尤其是涉及一种利用风力发电技术和太阳能发电技术对LED路灯进行供电的照明系统,属于绿色能源以及照明技术领域。

背景技术

目前，能源问题已经成为关系到人类生存和发展的首要问题，快速发展的经济对能源的需求日益增加，电力供应频频告急，巨大的电力缺口，导致对煤、石油、天然气等不可再生能源的消耗迅猛增长，而这些资源的储量越来越少，能源危机日趋严重；同时，在使用这些资源的同时也给我们的环境带来了污染，所以节能减排就显得愈发重要和迫切。

太阳能、风能作为未来的能源是一种非常理想的清洁能源，而路灯是我们生活中最必需的日常室外照明设备，它给我们夜晚的生活带来光明，把城市装点得多姿多彩，但同时路灯也是一个耗电大户，路灯每年所消耗的总电量占照明用电的三成以上。

现在，我们常用的路灯主要有：交流供电的普通路灯、太阳能路灯和风光互补路灯三种。

其中，大多数现有路灯为采用交流供电的普通路灯，而由于普通路灯的功率大、低压输电线路长，输电线路损耗大，其耗电量比较大；随着太阳能技术的不断完善，成本逐渐降低，一些特定场合的路灯也采用了太阳能路灯，如ZL202442251公开的“太阳能供电照明路灯”，但是，这些太阳能路灯存在明显的缺陷，当连续阴雨天时，太阳能板采集不到太阳光，路灯也就不能正常工作了；

而风光互补路灯（如ZL201410311371.1公开的“一种风光能互补发电路灯”）的出现避开了这些弊端；太阳能和风能在时间分布上有很强的互补性，这种互补性使得风光互补照明系统在能源利用上具有很好的互补性，一定程度上满足风光互补LED路灯系统的日常使用。该路那个灯在节约能源，保护环境上取得了显著成绩。

但是，根据调研发现，现有的路灯系统，无论是节能型的还是非节能型的，几乎所有路灯都是从傍晚开始通亮直到第二天早上才熄灭，而且整个晚上都是采取满额亮度，对人、车流量都非常少的深夜来说，这是电力资源的一种极大的浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种节能效果好的采用风光能互补LED路灯的照明系统.

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种采用风光能互补LED路灯的照明系统，所述系统通过一控制电路实现，所述控制电路包含有风力发电机和太阳能电池板，所述风力发电机和太阳能电池板连接于风光互补控制器上，且风光互补控制器与蓄电池相连，从而使得风力发电机和太阳能电池板通过风光互补控制器对蓄电池充电，所述风光互补控制器经恒流驱动器连接至LED灯头，从而使得蓄电池经风光互补控制器对LED灯头进行供电，所述LED灯头上固定有一红外感应器，该红外感应器与风光互补控制器通讯相连，且风光互补控制器上连接有一光传感器。

上述一种采用风光能互补LED路灯的照明系统的照明方法为：

步骤一、根据光传感器监测外部环境的光照情况；

步骤二、当光传感器监测到外部光照低于预设值时，进入步骤三；否则返回步骤一；

步骤三、红外感应器对车辆行人进行监测，若无车辆行人经过则返回步骤一；若有车辆行人经过则进入步骤四；

步骤四、风光互补控制器通过内部计时器提取当前时间，并与风光互补控制器内置的时控表比对，时控表为时间与功率一一对应的表单，风光互补控制器根据当前时间选取对应的功率；

步骤五、风光互补控制器随后经恒流驱动器驱动LED灯头以该功率进行照明，以该功率持续照明预设时间值后返回步骤三；

上述一种采用风光能互补LED路灯的照明系统，所述风光互补控制器包含有风机充电模块、太阳能充电模块、核心控制模块、负载控制模块和电源模块。

风机充电模块将风力发电机输出的不稳定三相交流电通过三相整流电路、DC/DC电路转换为稳定的直流电，并对蓄电池进行充电；

太阳能充电模块将太阳能电池板输出的不稳定的直流电变化为稳定的直流电，并对蓄电池进行充电；

核心控制模块由采样电路、单片机模块和控制电路模块组成，完成整个系统对负载工作模式的控制；

系统通过负载控制模块实现对LED灯头的打开与关闭的控制，以及功率控制；电源模块为风光互补控制器提供电能。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型由于采用风力发电机和太阳能电池板共同提供能量，将两者结合发挥互补优势，在一定程度上能更好的满足风光互补LED路灯照明电路的日常使用；且风能和光能均匀绿色能源，具有更好的节能效益；

同时由于LED灯头采用包括多颗大功率发光二极管，可以方便地通过选择不同的颗数满足不同的照明度的需要；而且发光二极管具有发光效率高、耗电量少、使用寿命长等优点；

另外，由于进一步设置了恒流驱动器，对风光互补控制器输出的电流进一步调整，使其更符合发光二极管的使用要求，减少发光二极管工作时的不必要损耗；最后本实用新型一种采用风光能互补LED路灯的照明系统采用光控、时控加红外控制的智能控制，在行人、车辆非常少的深夜可以感应是否有车辆或者行人通过，从而控制路灯的工作效率，使路灯处于降压状态，极大地减少能源的浪费。

附图说明

图1为本实用新型一种采用风光能互补LED路灯的照明系统的控制电路示意图。

图2为本实用新型一种采用风光能互补LED路灯的照明系统中风光互补控制器的电路示意图。

其中：

风力发电机1、太阳能电池板2、风光互补控制器3、蓄电池4、恒流驱动器5、LED灯头6、红外感应器7、光传感器8；

风机充电模块9、太阳能充电模块10、核心控制模块11、负载控制模块12、电源模块13。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型涉及的一种采用风光能互补LED路灯的照明系统，所述系统包含有一种采用风光能互补LED路灯，该LED路灯包含有风力发电机1和太阳能电池板2，所述风力发电机1和太阳能电池板2连接于风光互补控制器3上，且风光互补控制器3与蓄电池4相连，从而使得风力发电机1和太阳能电池板2通过风光互补控制器3对蓄电池4充电，所述风光互补控制器3经恒流驱动器5连接至LED灯头6，从而使得蓄电池4经风光互补控制器3对LED灯头6进行供电，所述LED灯头6上固定有一红外感应器7，该红外感应器7与风光互补控制器3通讯相连，且风光互补控制器3上连接有一光传感器8；

具体的讲，所述风光互补控制器3包含有风机充电模块9、太阳能充电模块10、核心控制模块11、负载控制模块12和电源模块13；风机充电模块9将风力发电机输出的不稳定三相交流电通过三相整流电路、DC/DC电路转换为稳定的直流电，最终实现对蓄电池的充电。并通过对输出电压、电流大小的采样并反馈实现对输出电压、电流大小的控制；太阳能充电模块10将太阳能电池板输出的不稳定的直流电变化为稳定的直流电，实现对蓄电池的充电，为提高太阳能电池板的利用效率，采用最大功率点跟踪（MPPT）技术。核心控制模块11由各种采样电路、单片机模块和控制电路模块组成，完成整个系统对负载工作模式的智能控制，以及实现对蓄电池过充、过放保护（如风力发电机1、太阳能电池板2的卸荷控制等）；系统通过负载控制模块12实现对LED灯头6的打开与关闭的控制，以及功率控制；电源模块13是风光互补控制器3的动力来源，为各种IC提供电源，保证系统中各元件的正常工作。

上述一种采用风光能互补LED路灯的照明系统的照明方法为：

步骤一、根据光传感器8监测外部环境的光照情况；

步骤二、当光传感器8监测到外部光照低于预设值时，进入步骤三；否则返回步骤一；

步骤三、红外感应器7对车辆行人进行监测，若无车辆行人经过则返回步骤一；若有车辆行人经过则进入步骤四；

步骤四、风光互补控制器3通过内部计时器提取当前时间，并与风光互补控制器3内置的时控表比对，时控表为时间与功率一一对应的表单，风光互补控制器3根据当前时间选取对应的功率；

步骤五、风光互补控制器3随后经恒流驱动器5驱动LED灯头6以该功率进行照明，以该功率持续照明预设时间值（如30s）后返回步骤三；

通过上述光控、时控、红外相结合控制，使得本实用新型具有最佳的节能效果；

具体使用时，可根据当地的经纬度、日照情况、路灯所在地的交通拥堵情况设置合适的时控表；如表1：

时间段	功率比
		6:00~9:00	100%
9:00~11:00	50%
		11:00~13:00	100%
13:00~17:00	50%
		17:00~24:00	100%
00:00~6:00	50%

上述表1根据当地的早晚高峰对LED路灯的输出功率进行控制，从而使得其在交通繁忙时段全功率运行，交通流量小时半功率运行，从而大大节能效果；当然，使用时也可根据实际情况选择合适的功率比，如20%、30%等；并且同一LED路灯也在根据季节不同采用多套时控表；如夏季采用夏季时控表，冬季采用冬季时控表；

由于传统的燃料能源正日益减少，在能源供给日益紧张的情况下，充分利用太阳能和风能是缓解能源短缺行之有效的方法；本具体实施方式的路灯系统由风能和太阳能提供能量，将两者结合发挥互补优势，并且使用的是LED灯头，功耗小，发光效高，能很好的满足路灯系统的日常使用。

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种采用风光能互补LED路灯的照明系统， 其特征在于：所述系统包含有风力发电机（1）和太阳能电池板（2），所述风力发电机（1）和太阳能电池板（2）连接于风光互补控制器（3）上，且风光互补控制器（3）与蓄电池（4）相连，从而使得风力发电机（1）和太阳能电池板（2）通过风光互补控制器（3）对蓄电池（4）充电，所述风光互补控制器（3）经恒流驱动器（5）连接至LED灯头（6），从而使得蓄电池（4）经风光互补控制器（3）对LED灯头（6）进行供电，所述LED灯头（6）上固定有一红外感应器（7），该红外感应器（7）与风光互补控制器（3）通讯相连，且风光互补控制器（3）上连接有一光传感器（8）。

2.如权利要求1所述一种采用风光能互补LED路灯的照明系统， 其特征在于：风光互补控制器（3）包含有风机充电模块（9）、太阳能充电模块（10）、核心控制模块（11）、负载控制模块（12）和电源模块（13）。

3.如权利要求2所述一种采用风光能互补LED路灯的照明系统， 其特征在于：

风机充电模块（9）将风力发电机输出的不稳定三相交流电通过三相整流电路、DC/DC电路转换为稳定的直流电，并对蓄电池（4）进行充电；

太阳能充电模块（10）将太阳能电池板输出的不稳定的直流电变化为稳定的直流电，并对蓄电池（4）进行充电；

核心控制模块（11）由采样电路、单片机模块和控制电路模块组成，完成整个系统对负载工作模式的控制；

系统通过负载控制模块（12）实现对LED灯头（6）的打开与关闭的控制，以及功率控制；电源模块（13）为风光互补控制器（3）提供电能。