CN207262299U - 防冰雪太阳能路灯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防冰雪太阳能路灯系统，包括路灯机构和太阳能电池机构；路灯机构包括安装在地面的空心灯杆、埋设于路面下的线缆管和以及安装在空心灯杆顶端的路灯；线缆管包括沿道路长度方向设置的纵向线缆管和沿道路宽度方向设置的横向线缆管，横向线缆管与纵向线缆管相互连通；纵向线缆管沿道路一侧设置；太阳能电池机构包括底太阳能电池板上方设置的防冰液箱，防冰液箱连接有出液管，出液管的出口位于储液槽上方。本实用新型结构简单，夏季能够防止蓄电池过热、冬季能够防止冰雪凝结在太阳能电池板上。

Description

防冰雪太阳能路灯系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种太阳能路灯系统。

背景技术

二十世纪70年代，由于两次石油危机的影响，光伏发电在世界范围内受到高度重视。从远期看，光伏发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源。从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充，解决特殊应用领域，如通信、信号电源和边远无电地区民用生活用电需求，从而在环境保护及能源战略上都具有重大的意义。

太阳能电池板是光伏发电的核心部件，其担负着将太阳的辐射光能转化为电能的任务。光伏发电尤其适用于光照充足、雨雪天气少的地区，发电效果受天气影响很大。在夏季，光照条件好时，太阳能电池板处温度较高，发电效率也较高，蓄电池负荷也较大，容易出现蓄电池过热现象。蓄电池过热后对蓄电池造成一定程度的损害，温度过高时甚至可能会发生爆炸。

下雨天气对太阳能电池板的影响较小，仅在天晴之前由于日照不足降低了发电效率，天晴之后能够迅速恢复发电能力。下雪天气对太阳能电池板的影响非常大，雪落在太阳能电池板上，即便雪停了，在相当长的时间内，雪也不会自然融化，这导致了在雪停之后，需要人工在太阳能电池板处手动除雪，才能恢复太阳能电池板的发电能力。这种问题限制了太阳能电池板的推广应用。

为此人们研发了太阳能电池板除冰雪装置，在太阳能电池板上覆盖有冰雪之后，使用机械的力量或者热力（如热水）将冰雪；这些现有的除冰雪的方式耗能较大，而且只能在下雪后除雪，不能在下雪天气中防止冰雪覆盖在太阳能电池板上，不能在下雪天气中保持发电能力。

太阳能电池板在路灯系统中得到了日益广泛的应用，但现有的除冰雪系统操作繁杂，雪后路滑条件下还要登杆操作，十分麻烦。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种夏季防止蓄电池过热、冬季防止冰雪凝结在太阳能电池板上的防冰雪太阳能路灯系统，能够在总控制室内集中监控各处太阳能电池板机构的工作状况，在下雪天气下保持太阳能电池机构的持续发电能力。

为实现上述目的，本实用新型的防冰雪太阳能路灯系统包括路灯机构和太阳能电池机构；

路灯机构包括安装在地面的空心灯杆、埋设于路面下的线缆管和以及安装在空心灯杆顶端的路灯；线缆管包括沿道路长度方向设置的纵向线缆管和沿道路宽度方向设置的横向线缆管，横向线缆管与纵向线缆管相互连通；纵向线缆管沿道路一侧设置；

太阳能电池机构包括底板，底板上倾斜设有太阳能电池板，太阳能电池板连接有太阳能控制器，太阳能控制器连接有蓄电池和逆变器，逆变器连接有分电控装置，分电控装置连接有连接线缆、上微型液位传感器和下微型液位传感器；太阳能电池板的上表面设有钢化玻璃层；

太阳能电池板上方设有防冰液箱，防冰液箱向下通过支架支撑于底板上；蓄电池位于太阳能电池板下方并固定连接在底板上，分电控装置连接于支架上；

防冰液箱顶端设有顶盖，顶盖一端与防冰液箱的侧壁顶部相铰接；防冰液箱一端底部位于太阳能电池板顶端上方并与太阳能电池板顶端相邻；顶盖向上连接有通气管，通气管上方设有防尘盖，防尘盖的截面呈弧顶向上的弧形，防尘盖通过连接筋连接在通气管上；防冰液箱底部向下连接有倾斜设置的出液管，出液管的截面呈方形；出液管的下端为其出口且其上端为进口；以防冰液流动方向为前向，出液管出口后侧的出液管内设有玻璃隔板，玻璃隔板在周向方向止与出液管内壁相连接，玻璃隔板底端设有出液长孔；出液管前端顶部设有电动推杆，电动推杆的伸出杆向下伸入出液管并连接有玻璃挡板，玻璃挡板位于玻璃隔板前侧且其后侧表面与玻璃隔板的前侧表面相贴合；玻璃隔板的前侧表面和玻璃挡板的后侧表面均为磨砂面；玻璃隔板正下方的出液管底壁上设有与玻璃挡板相适配的容纳槽，容纳槽低于出液长孔且其后侧壁为磨砂面；电动推杆的伸出杆位于下极限位置时玻璃挡板的下端部伸入容纳槽中并与容纳槽的后侧壁紧贴在一起，电动推杆的伸出杆位于上极限位置时玻璃挡板的下端部高于出液长孔的上端，分电控装置连接所述电动推杆；

太阳能电池板上部沿太阳能电池板的宽度方向设有储液槽，储液槽倾斜设置；下微型液位传感器位于储液槽中部，上微型液位传感器与储液槽下侧壁顶部相齐平；所述出液管的出口位于储液槽上部上方；

所述太阳能电池板的左侧壁和右侧壁分别连接有用于防止防冰液由左右两侧流出太阳能电池板的左挡板和右挡板；左挡板和右挡板的上端均与储液槽的上侧壁相齐平；

所述支架连接有拔气管，拔气管连接有外大内小的喇叭口，喇叭口的开口与蓄电池相邻；拔气管穿过所述支架后沿空心灯杆的外壁向下延伸且其下端开口位于空心灯杆的中下部；

连接线缆沿空心灯杆的内腔延伸至路面下的线缆管内，道路一侧的路灯机构的连接线缆通过纵向线缆管后连接有总电控装置，总电控装置连接有显示器；道路另一侧的路灯机构的连接线缆通过横向线缆管后沿纵向线缆管延伸并连接所述总电控装置； 太阳能电池机构通过其底板安装于空心灯杆的顶部。

所述防冰液为氯化钠水溶液或氯化钙水溶液或氯化镁水溶液；所述分电控装置为PLC或单片机，所述总电控装置为PLC或单片机或计算机。

所述总电控装置和显示器均位于总控制室内。

所述分电控装置连接有摄像头，摄像头通过连接架安装于防冰液箱侧壁，摄像头倾斜向下并朝向太阳能电池板；

所述分电控装置连接有防冰液电磁阀，防冰液电磁阀设置在出液管的进口处；储液槽的槽底向下凹陷并凸出太阳能电池板的下表面。

所述蓄电池侧壁均匀设有若干传热翅片。

本实用新型具有如下的优点：

本实用新型首次将氯盐（如氯化钠）能够降低水的凝固点的原理运用到光伏发电技术领域，能够将水的凝固点降低至零下20℃左右，在下雪天气中利用落入储液槽的雪提高储液槽中的液位，进而使得防冰液能够通过自然流动分布在整个太阳能电池板的上表面，所有落在太阳能电池板上的雪的凝固点均得到降低，避免了太阳能电池板上产生覆雪，这样就无须在覆雪之后再进行除雪操作，即便在下雪天气中也保证了太阳能电池板利用环境光线进行持续发电。

不断落入储液槽的雪融化后溢流出去时带走一部分防冰液，储液槽沿太阳能电池板的宽度方向设置且其槽底向下凹陷，储液量较大，在没有发生连续暴雪的极端天气条件下，储液槽在普通的一场雪中能够提供足够的防冰液，产生良好的防覆雪的效果。在两场雪之间，储液槽内的防冰液中的水份会自然蒸发，从而提高防冰液的浓度；当防冰液的液位向下达到或低于下微型液位传感器时，电动推杆动作，防冰液箱向储液槽内补充防冰液，从而为下一次冰雪天气作好准备。

拔气管的设置形成类似烟囱的结构，能够将空心灯杆中下部的环境气体抽至蓄电池处，

从而能够在蓄电池处产生气流，将蓄电池在工作中产生的热量带走，在夏季能够有效防止蓄电池过热。

玻璃挡板和玻璃隔板通过磨砂表面相配合，从而形成滑动密封结构，防止漏液。

本实用新型在工作中的消耗品为氯盐溶液，成本较低，易于补充，便于长期使用。

通气管的设置，使防冰液能够顺畅地流出防冰液箱。防尘盖的设置，能够防止树叶或花草的碎片落入通气管。

储液槽的槽底向下凹陷并凸出太阳能电池板的下表面，从而能够容纳更多的防冰液。

工作人员在总控制室内通过总电控装置和显示器就能够随时监控系统中各处太阳能电池机构的状态，从而及时发现故障并及时排除。

本实用新型中各路灯处的太阳能电池机构的电力通过连接线缆均与总电控装置相连接，使得总电控装置可以通过连接线缆均衡各处分电控装置处的电能供给情况，将电力富余的分电控装置处的电力分配给电力相对不足的分电控装置，在极端天气条件下能够使整个路灯系统持续工作，避免个别路灯处的太阳能电池机构故障导致该处路灯失去照明功能。

使用本实用新型，道路两侧的太阳能电池机构的连接线缆均能够通过一条纵向线缆管与总电控装置相连接，从而无须在道路两侧分别设置长度较长的纵向线缆管，节约了建设费用。

总之，本实用新型结构简单，控制简便，在夏季能够防止蓄电池过热、在冬季能够防止冰雪凝结在太阳能电池板上，使太阳能电池板在下雪天气中也能够利用环境光线进行持续发电，并且整个路灯系统中各太阳能电池板机构的电力能够相互平衡和补充，提高了整体工作的稳定性。

附图说明

图1是防冰雪太阳能路灯系统的结构示意图；

图2是太阳能电池机构的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是通气管和防尘盖的结构示意图；

图5是图2的右视图；

图6是出液管出口处的截面示意图；

图7是本实用新型的电控原理图。

具体实施方式

如图1至图7所示，本实用新型的防冰雪太阳能路灯系统包括路灯机构和太阳能电池机构39；

路灯机构包括安装在地面的空心灯杆1、埋设于路面下的线缆管和以及安装在空心灯杆1顶端的路灯2；线缆管包括沿道路长度方向设置的纵向线缆管3和沿道路宽度方向设置的横向线缆管4，横向线缆管4与纵向线缆管3相互连通；纵向线缆管3沿道路一侧设置；

太阳能电池机构39包括底板5，底板5上倾斜设有太阳能电池板6，太阳能电池板6连接有太阳能控制器7，太阳能控制器7连接有蓄电池8和逆变器9，逆变器9连接有分电控装置10，分电控装置10连接有连接线缆11、上微型液位传感器12和下微型液位传感器13；太阳能电池板6的上表面设有钢化玻璃层，与防冰液接触后不会被腐蚀；

太阳能电池板6上方设有防冰液箱14，防冰液箱14向下通过支架15支撑于底板5上；蓄电池8位于太阳能电池板6下方并固定连接在底板5上，分电控装置10连接于支架15上；

防冰液箱14顶端设有顶盖16，顶盖16一端与防冰液箱14的侧壁顶部相铰接；防冰液箱14一端底部位于太阳能电池板6顶端上方并与太阳能电池板6顶端相邻；顶盖16向上连接有通气管17，通气管17上方设有防尘盖18，防尘盖18的截面呈弧顶向上的弧形，防尘盖18通过连接筋19连接在通气管17上；防冰液箱14底部向下连接有倾斜设置的出液管20，出液管20的截面呈方形；出液管20的下端为其出口且其上端为进口；以防冰液流动方向为前向，出液管20出口后侧的出液管20内设有玻璃隔板24，玻璃隔板24在周向方向止与出液管20内壁相连接，玻璃隔板24底端设有出液长孔25；出液管20前端顶部设有电动推杆21，电动推杆21的伸出杆22向下伸入出液管20并连接有玻璃挡板23，玻璃挡板23位于玻璃隔板24前侧且其后侧表面与玻璃隔板24的前侧表面相贴合；玻璃隔板24的前侧表面和玻璃挡板23的后侧表面均为磨砂面；这样两者之间自然形成密封配合，可以防止防冰液沿玻璃隔板24和玻璃挡板23之间的配合间隙向外流出。玻璃隔板24正下方的出液管20底壁上设有与玻璃挡板23相适配的容纳槽26，容纳槽26低于出液长孔25且其后侧壁为磨砂面；电动推杆21的伸出杆22位于下极限位置时玻璃挡板23的下端部伸入容纳槽26中并与容纳槽26的后侧壁紧贴在一起，电动推杆21的伸出杆22位于上极限位置时玻璃挡板23的下端部高于出液长孔25的上端，分电控装置10连接所述电动推杆21；

太阳能电池板6上部沿太阳能电池板6的宽度方向设有储液槽27，储液槽27倾斜设置；下微型液位传感器13位于储液槽27中部，上微型液位传感器12与储液槽27下侧壁顶部相齐平；所述出液管20的出口位于储液槽27上部上方；

所述太阳能电池板6的左侧壁和右侧壁分别连接有用于防止防冰液由左右两侧流出太阳能电池板6的左挡板28和右挡板29；左挡板28和右挡板29的上端均与储液槽27的上侧壁相齐平；

所述支架15连接有拔气管30，拔气管30连接有外大内小的喇叭口31，喇叭口31的开口与蓄电池8相邻；拔气管30穿过所述支架15后沿空心灯杆1的外壁向下延伸且其下端开口位于空心灯杆1的中下部；

连接线缆11沿空心灯杆1的内腔延伸至路面下的线缆管内，道路一侧的路灯机构的连接线缆11通过纵向线缆管3后连接有总电控装置32，总电控装置32连接有显示器33；道路另一侧的路灯机构的连接线缆11通过横向线缆管4后沿纵向线缆管3延伸并连接所述总电控装置32； 太阳能电池机构39通过其底板5安装于空心灯杆1的顶部。

所述防冰液为氯化钠水溶液或氯化钙水溶液或氯化镁水溶液；所述分电控装置10为PLC或单片机，所述总电控装置32为PLC或单片机或计算机。单片机可以采用如51或52单片机。

所述总电控装置32和显示器33均位于总控制室34内。所述分电控装置10连接有摄像头35，摄像头35通过连接架36安装于防冰液箱14侧壁，摄像头35倾斜向下并朝向太阳能电池板6；

所述分电控装置10连接有防冰液电磁阀38，防冰液电磁阀38设置在出液管20的进口处；储液槽27的槽底向下凹陷并凸出太阳能电池板6的下表面。

所述蓄电池8侧壁均匀设有若干传热翅片37。从而在蓄电池8温度较高时，能够更迅速地向外散发热量，避免长时间高温给蓄电池8带来损害。

本实用新型还公开了上述防冰雪太阳能路灯系统的防冰控制方法，按以下步骤进行：

在冬季启动分电控装置10和总电控装置32，并人工打开各太阳能电池机构39的防冰液箱14，向各防冰液箱14内注满防冰液；初始状态下各太阳能电池机构39的防冰液电磁阀38均处于打开位置，同时电动推杆21的伸出杆22位于下极限位置，此时玻璃挡板23封闭所述出液长孔25；

分电控装置10接收上微型液位传感器12和下微型液位传感器13的信号，当液位与下微型液位传感器13相齐平或低于下微型液位传感器13时，分电控装置10控制电动推杆21的伸出杆22向上运动，带动玻璃挡板23向上离开出液长孔25，此时防冰液箱14内的防冰液通过出液管20流入防冰液槽；

当液位与上微型液位传感器12相齐平或高于上微型液位传感器12时，分电控装置10控制电动推杆21的伸出杆22向下运动，带动玻璃挡板23向下插入容纳槽26，此时玻璃挡板23封闭出液长孔25，防冰液箱14内的防冰液停止流出；

分电控装置10工作时，摄像头35持续将太阳能电池板6处的图像传送至分电控装置10，分电控装置10将图像通过连接线缆11传输给总电控装置32；

下雪时，雪持续落入储液槽27中，遇到防冰液后不断融化为水，从而使储液槽27内的液位升高；当液位高于储液槽27下侧壁顶端时，融化后的雪水与防冰液的混合液沿太阳能电池板6的上表面向下流动，从而逐渐使太阳能电池板6上表面均分布有防冰液；落在太阳能电池板6上的雪接触防冰液后融化为水，使得太阳能电池板6在下雪天气中不会被积雪覆盖，保证太阳能电池板6在环境光线的作用下持续发电。没有太阳光直射，下雪天太阳能电池板6的发电效率降低，但在环境光线的作用下仍然能够持续发电。

当工作人员通过总电控装置32监控到某一或某些太阳能电池板6上覆盖有积雪时，表明该处太阳能电池机构39不能正常工作，从而提醒工作人员及时进行维护工作（如向防冰液箱14内添加防冰液）。

当电动推杆21出现故障、玻璃挡板23无法封闭出液长孔25时，分电控装置10通过打开防冰液电磁阀38向储液槽27注入防冰液，通过关闭防冰液电磁阀38停止向储液槽27注入防冰液。

在电动推杆21出现故障、玻璃挡板23无法封闭出液长孔25时，防冰液电磁阀38起到在分电控装置的控制下防止防冰液箱14中的防冰液无法停止外流的作用，保证本实用新型可以向储液槽27在液位低时实现正常的注入防冰液的操作，同时在液位高时停止注入防冰液的操作。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.防冰雪太阳能路灯系统，其特征在于：包括路灯机构和太阳能电池机构；

路灯机构包括安装在地面的空心灯杆、埋设于路面下的线缆管和以及安装在空心灯杆顶端的路灯；线缆管包括沿道路长度方向设置的纵向线缆管和沿道路宽度方向设置的横向线缆管，横向线缆管与纵向线缆管相互连通；纵向线缆管沿道路一侧设置；

太阳能电池机构包括底板，底板上倾斜设有太阳能电池板，太阳能电池板连接有太阳能控制器，太阳能控制器连接有蓄电池和逆变器，逆变器连接有分电控装置，分电控装置连接有连接线缆、上微型液位传感器和下微型液位传感器；太阳能电池板的上表面设有钢化玻璃层；

太阳能电池板上方设有防冰液箱，防冰液箱向下通过支架支撑于底板上；蓄电池位于太阳能电池板下方并固定连接在底板上，分电控装置连接于支架上；

防冰液箱顶端设有顶盖，顶盖一端与防冰液箱的侧壁顶部相铰接；防冰液箱一端底部位于太阳能电池板顶端上方并与太阳能电池板顶端相邻；顶盖向上连接有通气管，通气管上方设有防尘盖，防尘盖的截面呈弧顶向上的弧形，防尘盖通过连接筋连接在通气管上；防冰液箱底部向下连接有倾斜设置的出液管，出液管的截面呈方形；出液管的下端为其出口且其上端为进口；以防冰液流动方向为前向，出液管出口后侧的出液管内设有玻璃隔板，玻璃隔板在周向方向止与出液管内壁相连接，玻璃隔板底端设有出液长孔；出液管前端顶部设有电动推杆，电动推杆的伸出杆向下伸入出液管并连接有玻璃挡板，玻璃挡板位于玻璃隔板前侧且其后侧表面与玻璃隔板的前侧表面相贴合；玻璃隔板的前侧表面和玻璃挡板的后侧表面均为磨砂面；玻璃隔板正下方的出液管底壁上设有与玻璃挡板相适配的容纳槽，容纳槽低于出液长孔且其后侧壁为磨砂面；电动推杆的伸出杆位于下极限位置时玻璃挡板的下端部伸入容纳槽中并与容纳槽的后侧壁紧贴在一起，电动推杆的伸出杆位于上极限位置时玻璃挡板的下端部高于出液长孔的上端，分电控装置连接所述电动推杆；

太阳能电池板上部沿太阳能电池板的宽度方向设有储液槽，储液槽倾斜设置；下微型液位传感器位于储液槽中部，上微型液位传感器与储液槽下侧壁顶部相齐平；所述出液管的出口位于储液槽上部上方；

所述太阳能电池板的左侧壁和右侧壁分别连接有用于防止防冰液由左右两侧流出太阳能电池板的左挡板和右挡板；左挡板和右挡板的上端均与储液槽的上侧壁相齐平；

所述支架连接有拔气管，拔气管连接有外大内小的喇叭口，喇叭口的开口与蓄电池相邻；拔气管穿过所述支架后沿空心灯杆的外壁向下延伸且其下端开口位于空心灯杆的中下部；

连接线缆沿空心灯杆的内腔延伸至路面下的线缆管内，道路一侧的路灯机构的连接线缆通过纵向线缆管后连接有总电控装置，总电控装置连接有显示器；道路另一侧的路灯机构的连接线缆通过横向线缆管后沿纵向线缆管延伸并连接所述总电控装置； 太阳能电池机构通过其底板安装于空心灯杆的顶部。

2.根据权利要求1所述的防冰雪太阳能路灯系统，其特征在于：所述防冰液为氯化钠水溶液或氯化钙水溶液或氯化镁水溶液；所述分电控装置为PLC或单片机，所述总电控装置为PLC或单片机或计算机。

3.根据权利要求1所述的防冰雪太阳能路灯系统，其特征在于：所述总电控装置和显示器均位于总控制室内。

4.根据权利要求1或2所述的防冰雪太阳能路灯系统，其特征在于：所述分电控装置连接有摄像头，摄像头通过连接架安装于防冰液箱侧壁，摄像头倾斜向下并朝向太阳能电池板；

所述分电控装置连接有防冰液电磁阀，防冰液电磁阀设置在出液管的进口处；储液槽的槽底向下凹陷并凸出太阳能电池板的下表面。

5.根据权利要求1所述的防冰雪太阳能路灯系统，其特征在于：所述蓄电池侧壁均匀设有若干传热翅片。