CN207094448U - 一种风光互补照明装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风光互补照明装置，包括支撑杆，支撑杆的上部设有照明灯具、风力发电机和太阳能电池板组；还包括控制器和蓄电池，控制器的数个控制信号输出端，分别连接风力发电机、太阳能电池板组、环境温度监控传感器、蓄电池和照明灯具；蓄电池包括主蓄电池和副蓄电池，副蓄电池的输入端连接风力发电机和太阳能电池板组的输出端，主蓄电池的输入端连接副蓄电池的输出端，主蓄电池的输出端连接照明灯具；环境温度监控传感器、主副蓄电池都安装在支撑杆的下部密封腔体内。本实用新型采用了多类型互补的储能电池，发挥了不同类型电池的各自优势，整套照明装置使用寿命大大延长。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用风光互补供电的照明装置，尤其涉及系统中的多类型储能电池和全面保护控制蓄电池充放电的技术及其实现方法。
背景技术
风光互补照明装置由于节能、环保、可再生的优点已普遍应用于照明设施中，属于当今大力提倡的清洁能源产品。目前的风光互补照明装置一般包括灯杆、风力发电机、太阳能电池板、照明灯具、控制器、蓄电池等。这种风光互补照明装置一般装在风力和太阳能资源比较丰富的地方，灯杆和灯具又是比较成熟的产品，那么控制技术就决定了整套装置的智能化程度和蓄电池的使用寿命。实践表明，风力发电机的寿命在8年以上，太阳能电池板的寿命在15年以上，灯具的寿命在6年以上(按每天10小时计算)，胶体电池的寿命一般在3年以内，胶体电池的实际使用寿命缩短了风光互补照明装置的寿命和推广价值。然而，胶体电池很少有用坏的，而是过充或过放坏的。显然，控制器与胶体电池良好的配合就非常关键和重要。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种风光互补照明装置，智能化程度高，使用寿命长，蓄电池能量供电时间长，以克服背景技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种风光互补照明装置，包括支撑杆，支撑杆的上部设有照明灯具、风力发电机和太阳能电池板组，还包括控制器和蓄电池，控制器的数个控制信号输出端，分别连接风力发电机、太阳能电池板组、环境温度监控传感器、蓄电池和照明灯具；蓄电池包括主蓄电池和副蓄电池，副蓄电池的输入端连接风力发电机和太阳能电池板组的输出端，主蓄电池的输入端连接副蓄电池的输出端，主蓄电池的输出端连接照明灯具；环境温度监控传感器、主副蓄电池都安装在支撑杆的下部密封腔体内。
较佳地，主蓄电池和副蓄电池均设置于一个密封腔内。
较佳地，密封腔内还设有环境温度检测传感器，环境温度检测传感器的信号输出端连接控制器的输入端。
较佳地，主蓄电池为带有温度传感器的胶体电池。
较佳地，副蓄电池为超级电容器。
较佳地，支撑杆下部设有安装腔，控制器设置于安装腔内。
较佳地，密封腔设置在地下，密封腔设置在靠近安装腔底端旁边的位置。
较佳地，风力发电机上通过支架设置在支撑杆的顶部，风力发电机设有风力导向器。
本实用新型的有益效果在于：通过本实用新型的风光互补照明装置，风能和光能首先传送到副蓄电池——超级电容器进行储存，然后由超级电容器再对主蓄电池——带有温度传感器的胶体电池充电，胶体电池再对照明灯具放电。充分发挥了超级电容器深度充放电、循环寿命长以及没有记忆效应的特点，随时可对超级电容器充放电，使整套装置的使用寿命延长；避免了胶体电池循环寿命短、不适应快速充电和过度放电的缺点，扬长其放电曲线平直的优点。通过控制器对胶体电池本体和环境温度监控，并能根据环境的温度变化自动精确地调整充电电压，以及根据被充电电池的荷电状态自动调整充电电流，还提供脉冲充电的功能。本实用新型采用了多类型互补的储能电池、全面保护和监控的智能控制系统，保护控制全面，智能化程度高；发挥了不同类型电池的各自优势，整套照明装置使用寿命大大延长；由于弃风弃光少，蓄电池能量充足，连续供电时间长。该系统结构简单，安装方便，具有很强的实用性和推广性。
附图说明
图1为本实用新型的风光互补照明装置的结构示意图。
图2为本实用新型的风光互补照明装置的原理框图。
图中：1－密封腔、2－风力发电机、3－太阳能电池板组、4－照明灯具、5－支撑杆、6－环境温度检测传感器、7－控制器、8－副蓄电池、9－主蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
一种风光互补照明装置，包括支撑杆5，支撑杆5的上部设有照明灯具4，支撑杆5上还设有风力发电机2和太阳能电池板组3，还包括控制器7和蓄电池，控制器7的数个控制信号输出端，分别连接风力发电机2、太阳能电池板组3、环境温度监控传感器6、蓄电池和照明灯具4；蓄电池包括主蓄电池9和副蓄电池8，副蓄电池8的输入端连接风力发电机2和太阳能电池板组3的输出端，主蓄电池9的输入端连接副蓄电池8的输出端，主蓄电池9的输出端连接照明灯具4。
主蓄电池9和副蓄电池8均设置于一个密封腔1内。
密封腔1内还设有环境温度检测传感器6，环境温度检测传感器6的信号输出端连接控制器7的输入端。
主蓄电池9为带有温度传感器的胶体电池。
副蓄电池8为超级电容器。
支撑杆5下部设有安装腔，控制器7设置于安装腔内。
密封腔1设置在地下，密封腔1设置在靠近安装腔底端旁边的位置。
风力发电机2上通过支架设置在支撑杆5的顶部，风力发电机设有风力导向器。
本实用新型控制器为智能控制器7，智能控制器7安装在支撑杆5也即灯杆5的下部，是整个照明装置的保护和控制的核心器件，是整个系统的“大脑”和神经中枢，监视和控制除灯杆5外所有的部件。
微风启动、风特大时根据智能控制器7的要求刹车的风力发电机2通过固定支架安装在支撑杆5的顶部，风力发电机2有风力导向器，可以自动选择风向，提供最大的风力，使风力发电机2能够发挥最大的效率，在微风时也能够发电，在大风时，可以对耐过充的副蓄电池8(超级电容器)快速充电。
照明灯具4装在灯杆5的中上部和太阳能电池板组3的下部，独特的景观造型灯具美化了环境。
环境温度检测传感器6、副蓄电池8(超级电容器)、主蓄电池9(带温度传感器的胶体电池)一起安装在防爆、防潮和防尘的密封腔1内部。环境温度检测传感器6通过实时测量密封腔1内部温度，送给智能控制器7分析，智能控制器7判断环境的温度是否发生变化，然后自动精确地对主蓄电池9(带温度传感器的胶体电池)做出是否需要调整充电电压。
副蓄电池8(超级电容器)根据智能控制器7的指令，发挥耐过充过放和快速充电的特点，直接接到风力发电机2和太阳能电池板组3，在大风和强光等不同气候变化的条件下，能安全快速地充满电，根据智能控制器7对主蓄电池9(带温度传感器的胶体电池)的本体温度和荷电状态的检测，相应地自动调整充电电压或电流。由于副蓄电池8(超级电容器)的自身优良特性，常常处于满电状态，可以在智能控制器7的调度下，随时对主蓄电池9(带温度传感器的胶体电池)进行浮充，保证主蓄电池9(带温度传感器的胶体电池)不会过放，从而使连续供电时间长。在本专利中，副蓄电池8(超级电容器)不直接对照明灯具4供电，相当于风能或太阳能的中转站，主蓄电池9(带温度传感器的胶体电池)接收来自副蓄电池8(超级电容器)的充电，然后根据智能控制器7的指令，光控或时控对照明灯具4供电，发挥其放电曲线平直的特点，提供给照明灯具4稳定的供电电压。
副蓄电池8(超级电容器)还能根据智能控制器7的控制，提供脉冲信号，对主蓄电池9(带温度传感器的胶体电池)进行脉冲充电，消除主蓄电池9(带温度传感器的胶体电池)的记忆效应，延长主蓄电池9(带温度传感器的胶体电池)的实际使用寿命。
通过本实用新型的风光互补照明装置，风能和光能首先传送到副蓄电池8——超级电容器进行储存，然后由超级电容器再对主蓄电池9——带有温度传感器的胶体电池充电，胶体电池再对照明灯具4放电。这样带来的效果是：充分发挥了超级电容器深度充放电、循环寿命长(使用次数可达50万次)以及没有记忆效应的特点，随时可对超级电容器充放电，使整套装置的使用寿命延长；发挥了超级电容器可以大电流充电并且速度快(充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95％以上)的特点，在风大或光强的时候不会弃风或弃光，保证了蓄电池有充足的能量，使照明装置连续工作时间延长；避免了胶体电池循环寿命短、不适应快速充电和过度放电的缺点，扬长其放电曲线平直的优点，使照明灯具4工作在比较稳定的电压范围内，对延长照明灯具4的寿命和照度有很好的效果。
灯杆5的底端装有智能控制器7，它具有对胶体电池本体和环境温度监控的功能，并能根据环境的温度变化自动精确地调整充电电压，以及根据被充电电池的荷电状态自动调整充电电流，还提供脉冲充电的功能。由此带来的效果是：从保证胶体电池的实际使用寿命出发考虑控制系统方案，自动精确地调整充放电电压和电流，对蓄电池提供了全面的保护和监控，最大限度的延长了蓄电池的使用寿命，提高了整套照明装置的使用价值和社会效益。
本实用新型采用了多类型互补的储能电池、全面保护和监控的智能控制系统，保护控制全面，智能化程度高；发挥了不同类型电池的各自优势，整套照明装置使用寿命大大延长；由于弃风弃光少，蓄电池能量充足，连续供电时间长。该系统结构简单，安装方便，具有很强的实用性和推广性。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。本说明书中未作详细描述的部分属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种风光互补照明装置，包括支撑杆(5)，所述支撑杆(5)的上部设有照明灯具(4)，其特征在于：所述支撑杆(5)上还设有风力发电机(2)和太阳能电池板组(3)，还包括控制器(7)和蓄电池，所述控制器(7)的数个控制信号输出端，分别连接所述风力发电机(2)、所述太阳能电池板组(3)、所述蓄电池和所述照明灯具(4)；所述蓄电池包括主蓄电池(9)和副蓄电池(8)，所述副蓄电池(8)的输入端连接所述风力发电机(2)和所述太阳能电池板组(3)的输出端，所述主蓄电池(9)的输入端连接所述副蓄电池(8)的输出端，所述主蓄电池(9)的输出端连接所述照明灯具(4)。
2.根据权利要求1所述的一种风光互补照明装置，其特征在于：所述主蓄电池(9)和所述副蓄电池(8)均设置于一个密封腔(1)内。
3.根据权利要求2所述的一种风光互补照明装置，其特征在于：所述密封腔(1)内还设有环境温度检测传感器(6)，所述环境温度检测传感器(6)的信号输出端连接所述控制器(7)的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种风光互补照明装置，其特征在于：所述主蓄电池(9)为带有温度传感器的胶体电池。
5.根据权利要求1所述的一种风光互补照明装置，其特征在于：所述副蓄电池(8)为超级电容器。
6.根据权利要求3所述的一种风光互补照明装置，其特征在于：所述支撑杆(5)下部设有安装腔，所述控制器(7)设置于所述安装腔内。
7.根据权利要求6所述的一种风光互补照明装置，其特征在于：所述密封腔(1)设置在地下，所述密封腔(1)设置在靠近所述安装腔底端旁边的位置。
8.根据权利要求1所述的一种风光互补照明装置，其特征在于：所述风力发电机(2)上通过支架设置在所述支撑杆(5)的顶部，所述风力发电机设有风力导向器。
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| CN113958905A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-21 | 中国市政工程西南设计研究总院有限公司 | 一种风光互补的多功能杆 |
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2017
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