CN207802462U - 一种风光互补led路灯 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种风光互补LED路灯,所述风光互补LED路灯包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、智能控制器、LED路灯、监控终端、电能变换电路、传感器模块和射频芯片模块,所述监控终端采用基于ZigBee技术和GPRS的无线方式对路灯进行状态监测与控制,出现任何问题,监控系统都会及时的报警以提醒工作人员进行相应的处理,并能根据环境需要,采取集中控制,提高了太阳能和风能在时间上的互补性,实现路灯智能化的管理。

Description

一种风光互补LED路灯
技术领域
本实用新型涉及照明控制技术领域,具体为一种风光互补LED路灯。
背景技术
随着科技的发展,能源需求已经成为一个非常重要的社会问题。人们对各种可再生能源进行了研究,特别是风能和太阳能。太阳能与风能有着很好的互补特性,因此在部分远离电网的区域可以采用小型的风光互补发电系统供电。近年来LED照明技术得到快速发展,LED照明得到越来越广泛的应用。研究一种基于风光互补发电的LED路灯,对节能和城市照明具有重要的意义。随着地区环境差异和需求差异较大,对风光互补发电技术的要求也逐渐增加,如低风速启动、低电压储能、抗强台风、智能化控制等一系列技术不断地提上开发的历程。
但风光互补LED路灯并非完美无缺,还存在以下缺点:1、由于路灯运行的环境较恶劣,风机可能由于台风等原因而损坏,太阳能电池板也极有可能因高空坠物而被砸坏。或者其他原因而导致风机和太阳能电池板不能输出电能;2、蓄电池可能由于风能或太阳能过于充足,而过冲,过电压,缩短蓄电池的寿命电池,当遇到连续不断的阴雨天气的时候,蓄电池由于没有得到足够的能量,而像往常一样给 LED 路灯供电,蓄电池就极有可能深度放电,蓄电池的寿命也将缩短;3、LED 路灯开关时间是固定的,而由于季节的变化天黑天亮的时间并不一致,有可能天黑了,路灯还没有开,天亮了还没有关闭路灯。
实用新型内容
路灯由于工作环境因素和不可预知的其他原因,可能还会产生其它一些问题或不完善之处。为了更好的维护路灯的运行状况,提高路灯的工作效率,实现路灯智能化的管理,本实用新型提出一种基于远程监控的风光互补LED路灯。
本实用新型采用了如下技术方案:风光互补LED路灯,包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、智能控制器、LED路灯、监控终端、传感器模块和射频芯片模块;所述智能控制器包括DSP外部最小系统、PWM驱动电路、信号采集电路、辅助电源、实时时钟电路,所述信号采集电路主要采集风力发电机电压、光伏电池电压、蓄电池电压、光伏电池和风力发电机给蓄电池充电的电流,所述辅助电源将蓄电池的电能转换成相应等级的电压,以给控制器内的电子元件提供电能;所述监控终端采用ZigBee通信模块,所述监控终端将各路灯所采集的信号参数和外界环境因素进行数据采集及处理,利用现有的 GPRS 网络对数据进行远程传输,在监控中心采用软件编程对数据进行接收和处理,所述监控中心将控制信号传送至风光互补路灯终端,实现风光互补路灯的开关控制、照度控制和定时控制。
其中,所述太阳能电池板有两块,能够随着光线强弱旋转。
其中,所述蓄电池的工作电压为12V,工作安时数为100-150AH,蓄电池设置有2块,是一种铅酸蓄电池组。
其中,所述风力发电机配置一的额定功率为25-400W,风力发电机配置二的额定功率为25-600W。
其中,所述路灯还设置有风向检测装置,所述风向检测装置包括风速风向传感控制器和至少在四个方位设置的经风吹可伸缩的伸缩装置。
其中,所述风力发电机采用三叶片式风机。
有益效果为:监控终端采用基于ZigBee技术和 GPRS的无线方式对路灯进行状态监测与控制,出现任何问题,监控系统都会及时的报警以提醒工作人员进行相应的处理,并能根据环境需要,采取集中控制,提高了太阳能和风能在时间上的互补性,实现路灯智能化的管理。
附图说明
图1是本实用新型风光互补LED路灯的原理图。
具体实施方式
如图1所示,风光互补LED路灯,包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、智能控制器、LED路灯、监控终端、传感器模块和射频芯片模块。智能控制器包括DSP外部最小系统、PWM驱动电路、信号采集电路、辅助电源、实时时钟电路,其中,信号采集电路主要采集风力发电机电压、光伏电池电压、蓄电池电压、光伏电池和风力发电机给蓄电池充电的电流,辅助电源将蓄电池的电能转换成相应等级的电压,以给控制器内的电子元件提供电能;监控终端采用ZigBee通信模块,监控终端将各路灯所采集的信号参数和外界环境因素进行数据采集及处理,利用现有的 GPRS 网络对数据进行远程传输,在监控中心采用软件编程对数据进行接收和处理,监控中心将控制信号传送至风光互补路灯终端,实现风光互补路灯的开关控制、照度控制和定时控制。风能和太阳能经电力变换向蓄电池充电储存能量,控制器通过电压电流检测模块采样蓄电池充电电流电压,太阳能电池板的电流电压和风机输出的电压电流,经过控制算法,输出 PWM 信号驱动 AC/DC,DC/DC 电路,实现最大功率跟踪及最大风能捕捉,并根据电压电流大小实现一定的保护功能,终端通信模块和控制器经 SPI 或者UART 串行通信接口通信,传递相关数据。终端通信模块将电路运行的各种参数和故障及时的发送至网关,再整合处理发送至监控中心,并将控制中心下达的命令数据传送至控制器,射频芯片根据情况控制 LED 路灯的开关和照度。本实用新型结合风光互补 LED 路灯的实际情况和ZigBee技术优势特点,实现路灯的智能化管理和维护,高效节电、使用维护方便,而且成本低、功耗低、可靠性高。
在风光互补路灯系统中,蓄电池作为储能单元,将风能和太阳能转化的电能储存并随时向 LED 路灯供电。在风力、日照充足的条件下,可以存储供给负载后多余的电能;在风力、日照不佳的情况下输出电能给负载。因此,蓄电池在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。常用的蓄电池主要有铅酸蓄电池、碱性镍蓄电池和铁镍蓄电池。
作为本实用新型的进一步改进,太阳能电池板有两块,能够随着光线强弱旋转,这样不仅能提高太阳能电池板的蓄电量,还能节约电能,降低管理成本,减轻工作人员的劳动强度。其中,蓄电池的工作电压为12V,工作安时数为100-150AH,蓄电池设置有2块,是一种铅酸蓄电池组。
风力发电机配置一的额定功率为25-400W,风力发电机配置二的额定功率为25-600W。路灯还设置有风向检测装置,所述风向检测装置包括风速风向传感控制器和至少在四个方位设置的经风吹可伸缩的伸缩装置,风速风向传感控制器通过伸缩装置压缩的程度分析得出具体风向,进而控制旋转轴旋转至当时风向所在的方位。水平轴风力机是目前国内研制最多,最常见的一种风力机,也是技术相对成熟的一种风力机。水平轴风力机的风轮围绕水平轴旋转,工作时,风轮的旋转平面与风向垂直。风轮上的叶片与旋转轴相垂直径向安装,并与旋转平面成一定角度,提高能量利用效益。目前水平轴风力机有“单叶片”、“双叶片”、“三叶片”和“多叶片”型,叶片少的风力机为了获得风能需要更高的转速,因此噪声比较大而叶片太多的风力机因叶片之间的相互作用而降低系统效率。因此目前三叶片的风机是最常见的,也较美观。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风光互补LED路灯,包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、智能控制器、LED路灯、监控终端、传感器模块和射频芯片模块;其特征在于:所述智能控制器包括DSP外部最小系统、PWM驱动电路、信号采集电路、辅助电源、实时时钟电路,所述信号采集电路主要采集风力发电机电压、光伏电池电压、蓄电池电压、光伏电池和风力发电机给蓄电池充电的电流,所述辅助电源将蓄电池的电能转换成相应等级的电压,以给智能控制器内的电子元件提供电能;所述监控终端采用ZigBee通信模块,所述监控终端将各路灯所采集的信号参数和外界环境因素进行数据采集及处理,利用现有的 GPRS 网络对数据进行远程传输,在监控中心采用软件编程对数据进行接收和处理,所述监控中心将控制信号传送至风光互补路灯终端,实现风光互补路灯的开关控制、照度控制和定时控制。
2.根据权利要求1所述的风光互补LED路灯,其特征在于:所述太阳能电池板有两块,能够随着光线强弱旋转。
3.根据权利要求1所述的风光互补LED路灯,其特征在于:所述蓄电池的工作电压为12V,工作安时数为100-150AH,蓄电池设置有2块,是一种铅酸蓄电池组。
4.根据权利要求1所述的风光互补LED路灯,其特征在于:所述风力发电机配置一的额定功率为25-400W,风力发电机配置二的额定功率为25-600W。
5.根据权利要求1所述的风光互补LED路灯,其特征在于:所述路灯还设置有风向检测装置,所述风向检测装置包括风速风向传感控制器和至少在四个方位设置的经风吹可伸缩的伸缩装置。
6.根据权利要求1所述的风光互补LED路灯,其特征在于:所述风力发电机采用三叶片式风机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111271862A (zh) * 2020-03-18 2020-06-12 苏州恒境环保科技有限公司 带蓄电及屏显功能的新风通风口及其供能方法

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