CN205079151U - 基于市电补偿-微风发电的大功率led路灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯，包括依次连接的风力发电模组、第一充电电路、电池和LED光源模组，还包括市电线路，所述市电线路通过第二充电电路连接电池，所述电池还通过电量检测单元连接到控制单元，所述控制单元分别连接风力发电模组和市电供电线路，并控制风力发电模组和市电供电线路的供电状态。本实用新型所提供的基于市电应急补偿-微风发电的大功率LED路灯及其控制方法，使用微风发电模组和市电线路共同为LED路灯供电，在市电补偿机制下，路灯系统在气候环境恶劣、无法通过微风能源供电的情况下，仍能正常照明，具有较高的工作可靠性、稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED路灯，特别涉及一种基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯及其控制方法。
背景技术
道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野、成为世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，因此，LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。
对于LED路灯的能源问题，目前最为常用的是采用市电供能。但市电的电压高，对于低压驱动的LED光源还需采用降压措施，增加设备安装成本；此外市电在长距离的运输当中将发生较高的损耗，不利于节能减排。针对市电的缺点，现有采用太阳能、风能等清洁能源对LED路灯进行供电。太阳能能源由于占地面积大、光伏板成本高、系统寿命短、能源转化率低等缺点，实质上难以满足用电量大、稳定性要求高的路灯等使用场合。作为清洁可利用再生能源的风能有望成为未来路灯新选择方向。一般的做法是在路灯附近设置风力发电机，对蓄电池充电，而蓄电池再对路灯供电。但是，由于环境等因素，风力供电的稳定性常常受到影响，例如在长期无风、或者低风力的气候下，路灯系统的电源无法得到补充，导致路灯实用性降低。尤其是自然条件下，风力的大小并不稳定，导致发电机输出的电压和电流难以维持在足以对电池充电的范围，进一步影响风力发电机能源转换效率。
实用新型内容
为克服上述技术问题的缺陷与不足，本实用新型提供一种基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯及其控制方法。
本实用新型的技术方案是：
基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯，包括依次连接的风力发电模组、第一充电电路、电池和LED光源模组，还包括市电线路，所述市电线路通过第二充电电路连接电池，所述电池还通过电量检测单元连接到控制单元，所述控制单元分别连接风力发电模组和市电供电线路，并控制风力发电模组和市电供电线路的供电状态。
优选的，所述风力发电模组上还连接有最大功率点跟踪模块。
优选的，所述风力发电模组和第一充电电路之间还连接有第一升压电路。
优选的，所述电池与LED光源模组之间还连接有光电感应控制系统。
优选的，所述电池还连接有放电电路，控制单元连接控制放电电路工作。
优选的，所述电池与LED光源模组之间还连接有光电感应控制系统。
优选的，所述电池与LED光源模组之间还连接有延时模块。
优选的，所述电池、LED光源模组、微风发电模组、控制单元装配成为一体的路灯系统。
进一步优选的，所述电池电压≤36V，所述光电感应控制系统输出为≤36V。
基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯的控制方法，包括步骤：
S1、检测电池电量；
S2、当电池电量高于设定值A1时，风力发电模组为电池充电；当电池电量低于设定值A1时，未能风力发电充电时采用市电线路为电池充电，直到电池电量升至设定值A2时，停止市电充电,其中A2>A1；
S3、步骤S2中风力发电模组为电池充电，当电池电量充满时，对电池放电。
优选的，所述A1为电池总电量的20%，A2为电池总电量的40%。
本实用新型的有益效果：
1.本实用新型所提供的基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯及其控制方法，使用微风发电模组和市电线路共同为LED路灯供电，在市电补偿机制下，路灯系统在气候环境恶劣、无法通过微风能源供电的情况下，仍能正常照明，具有较高的工作可靠性、稳定性；
2.本实用新型在使用市电补偿充电时设置一定的幅度，在保证路灯系统工作可靠性的前提下，降低系统电源对市电的依赖度，实现本实用新型方案节能减排的目的；另外，由于本方案中LED光源模组并未直接接入市电中，因此无需另外设置变压器等结构，可有效降低产品生产成本，延长产品使用寿命；
3．本实用新型在风力低的时候，微风发电模组输出的电压较低，没办法形成高电势对电池充电，所以通过第一升压电路，把输出电压维持在可以充电的范围，提高电池充电的可靠性；
4．本实用新型所述风力发电模组上还连接有最大功率点跟踪模块，控制风力发电模组输出最大功率，同时控制单元限制风力发电模组的输出电流不能超过限定值，防止电池过充，发电机的输出功率也可根据地区的气候设定。
5．本实用新型所述的市电线路通过第二充电电路为电池充电，由电池为LED光源模组供电，而不采用市电直接为LED光源模组供电，保证LED光源模组的供电电压恒定，提高安全性，延长LED光源模组的使用寿命；
6．本实用新型所述电池、LED光源模组、微风发电模组、控制单元装配成为一体的路灯系统，克服现有的市政路灯系统长距离供电导致的电能损耗的问题，进一步提升本技术节能减排的效果。
附图说明
图1为本实用新型所述的基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯的原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
如图1所示，本实用新型所揭示的基于市电补偿-微风能源的LED路灯，包括依次连接的风力发电模组、第一升压电路、第一充电电路、电池、第一光电感应控制系统和LED光源模组，所述风力发电模组上连接有最大功率点跟踪模块；还包括市电线路，所述市电线路通过第二充电电路连接电池；所述电池还通过电量检测单元连接到控制单元，所述控制单元分别连接风力发电模组和市电供电线路，并控制风力发电模组和市电供电线路的供电状态。
本方案将现有的市电供电线路和微风发电模组同时接入路灯系统，当电池电量低于总电量的20%而无法得到风力发电模组充电时，控制单元将把电池自动接入市电进行充电。当电源电量升至总电量的40%时，控制单元控制电池与市电线路断路，停止充电，减少对市电供电的依赖。在市电补偿机制下，路灯系统在气候环境恶劣、无法通过微风能源供电的情况下，仍能正常照明，具有较高的工作可靠性、稳定性。同时本方案对市电补偿充电设置总电量的40%的充电幅度，在保证市政路灯系统工作可靠性的前提下，降低系统电源对市电的依赖度，实现节能目的。
所述微风发电模组上接有最大功率点跟踪模块，使微风发电模组输出最大功率，提高能源利用率。微风模组输出电压较低而且波动较大，因此在微风发电模组输出连接第一升压电路，将输出电压提升到≤36V,然后进第一充电电路对电池充电，保证电压能够达到对电池稳定充电的电压，同时对微风发电模组的要求降低，可以利用风力很小的微风发电。同时控制单元限制风力发电模组的输出电流不能超过限定值，防止电池过充，发电机的输出功率也可根据地区的气候设定。
本方案的市电线路通过第二充电电路对电池进行充电，LED光源模组不需直接接入市电中，一方面保证安全，另一方面无需另外设置变压器等结构，可有效降低产品生产成本，且有效延长产品使用寿命。市电线路通过第二充电电路为电池充电，由电池为LED光源模组供电，而不采用市电直接为LED光源模组供电，保证LED光源模组的供电电压恒定，提高安全性。
所述电池还连接有放电电路，在选择微风发电模组将电池电量充满或即将充满时，电池控制单元连接控制放电电路工作。
所述电池与LED光源模组之间还连接有光电感应控制系统，基于对环境亮度检测，自动点亮LED光源模组，精确控制路灯系统的工作状态，提高能源利用率。所述电池与LED光源模组之间还连接有延时模块，实现对路灯系统启动时机的精确控制。
所述电池电压为≤36V，所述光电感应控制系统输出为≤36V，为LED光源模组供电。
本实用新型技术方案中，电池、LED光源模组、微风发电模组、控制单元装配成为一体的路灯系统，克服现有的市政路灯系统长距离供电导致的电能损耗的问题，进一步提升本技术节能减排的效果。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯，其特征在于：包括依次连接的风力发电模组、第一充电电路、电池和LED光源模组，还包括市电线路，所述市电线路通过第二充电电路连接电池，所述电池还通过电量检测单元连接到控制单元，所述控制单元分别连接风力发电模组和市电供电线路，并控制风力发电模组和市电供电线路的供电状态。
2.根据权利要求1所述的基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯，其特征在于：所述风力发电模组上还连接有最大功率点跟踪模块。
3.根据权利要求2所述的基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯，其特征在于：所述风力发电模组和第一充电电路之间还连接有第一升压电路。
4.根据权利要求3所述的基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯，其特征在于：所述电池还连接有放电电路，控制单元连接控制放电电路工作。
5.根据权利要求4所述的基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯，其特征在于：所述电池与LED光源模组之间还连接有光电感应控制系统。
6.根据权利要求5所述的基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯，其特征在于：所述电池与LED光源模组之间还连接有延时模块。
7.根据权利要求6所述的基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯，其特征在于：所述电池、LED光源模组、微风发电模组、控制单元装配成为一体的路灯系统。
8.根据权利要求5所述的基于市电补偿-微风发电的大功率LED路灯，其特征在于：所述电池电压为≤36V，所述光电感应控制系统输出为≤36V。
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2015
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