DE8112568U1 - Solar powered lighting device - Google Patents
Solar powered lighting deviceInfo
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- DE8112568U1 DE8112568U1 DE8112568U DE8112568DU DE8112568U1 DE 8112568 U1 DE8112568 U1 DE 8112568U1 DE 8112568 U DE8112568 U DE 8112568U DE 8112568D U DE8112568D U DE 8112568DU DE 8112568 U1 DE8112568 U1 DE 8112568U1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
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-
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 10 5 b DESIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our reference Berlin and Munich VPA 81 P 10 5 b DE
Solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung 5 Solar powered lighting device 5
Die Erfindung betrifft eine solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung, mit einer Solarzelleneinheit einschließlich eines Anschlußkastens und eines Anschlußkabels, mit einer Leuchteneinheit und mit einer Halterung für die Leuchteneinheit.The invention relates to a solar powered lighting device, with a solar cell unit including a connection box and a connection cable, with a light unit and with a bracket for the light unit.
Viele Dörfer der sogenannten "Dritten Welt" sind nicht an ein Stromversorgungsnetz angeschlossen, so daß die einzelnen Häuser nicht mit elektrischem Strom versorgbar sind. Der Aufbau eines landesweiten Stromversorgungsnetzes scheidet auf absehbare Zeit in den meisten Fällen aus Kostengründen aus. Das gleiche gilt für die Möglichkeit, in jedem Dorf Kleinkraftwerke aufzubauen.Many villages of the so-called "Third World" are not connected to a power supply network, so that the individual houses cannot be supplied with electricity. The construction of a nationwide power supply network will be eliminated for the foreseeable future in most cases for cost reasons. The same goes for the possibility to build small power plants in every village.
Auch in industrialisierten Ländern besteht ein Bedarf an κ solarstromversorgten Beleuchtungsvorrichtungen, bei-Even in industrialized countries there is a need for κ solar-powered lighting devices, both
spielsweise für Wochenendhäuser, Jagdhütten, Boote usw., die über keine eigene Stromversorgung verfügen. Gerade iji in diesen Fällen ist eine solarstromversorgte Beleuch-e.g. for weekend houses, hunting lodges, boats etc. that do not have their own power supply. Just iji in these cases is a solar powered lighting
/ 25 tungsvorrichtung vorteilhaft, da deren zu erwartende Benutzungsdauer in den meisten Fällen klein gegenüber der Ladezeit ist./ 25 processing device advantageous because of the expected duration of use in most cases is small compared to the loading time.
,; Es gibt bisher keine solarstromversorgte Beleuchtungs-,; So far there is no solar powered lighting
> 30 vorrichtung, die als Einheit in integrierter Weise aufgebaut ist. Bisher werden nämlich allenfalls Einzelkomponenten angeboten, wie beispielsweise Solarzelleneinheiten bzw. -panels, Halterungen bzw. Befestigungen für die Solarzelleneinheiten, Laderegler usw., mit denen et-( 35 wa Camping- oder Reperaturleuchten betrieben werden kön-> 30 device built as a unit in an integrated manner is. So far, at most, individual components have been offered, such as solar cell units or panels, brackets or fastenings for the solar cell units, charge controllers, etc., with which et- ( 35 wa camping or repair lights can be operated
nen.
£ Kot 1 Dx / 27.04.1981nen.
£ feces 1 Dx / 04/27/1981
- 2 - VPA 8t P 1059 DE- 2 - VPA 8t P 1059 DE
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine als Einheit
aufbaubare solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung
zu schaffen, die einen Serienbetrieb über eine lange
Zeitdauer gewährleistet.It is therefore an object of the invention to provide one as a unit
Buildable solar powered lighting device
to create a series operation over a long period of time
Duration guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
in die Halterung eine Rückflußsperrdiode und ein Laderegler
integriert sind, und daß die Leuchteneinheit mit
einem Ein-Aus-Schalter, einem Akkumulator, einem Tief-This object is achieved according to the invention in that
a non-return diode and a charge controller are integrated into the holder, and that the light unit with
an on-off switch, an accumulator, a low
entladungsschutz, einem Spannungskonverter und einer ,$ Starteinheit versehen ist.discharge protection, a voltage converter and a , $ starter unit is provided.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung besteht aus ΐThe lighting device according to the invention consists of ΐ
drei Untereinheiten, nämlich aus der Solarzelleneinheit i three sub-units, namely from the solar cell unit i
mit Befestigung zur Neigungswinkelveränderung bei ver- jwith attachment for changing the angle of inclination at different j
schiedenen Dachneigungen mit einem Anschlußkasten und |different roof pitches with a junction box and |
einem Anschlußkabel, aus einer Halterung für die Leuch- '\ a connection cable, from a holder for the light- '\
teneinheit und aus der eigentlichen Leuchteneinheit. ften unit and from the actual lighting unit. f
Die Halterung für die Leuchteneinheit kann als Wand- und i The bracket for the light unit can be used as a wall and i
als Deckenhalterung gestaltet sein. \ be designed as a ceiling mount. \
In der Halterung selbst ist der Laderegler zur Anpassung ?|In the holder itself is the charge regulator for adjustment? |
der Solarzelleneinheit an den Akkumulator untergebracht. )'the solar cell unit housed on the accumulator. ) '
Außerdem ist die Halterung so gestaltet, daß die Leuchten- ■In addition, the bracket is designed so that the lights ■
einheit nur mit richtiger Polung eingeschoben werden iunit can only be inserted with correct polarity i
kann. Dabei erfolgt die Kontaktierung der Leuchtenein- \. can. The luminaire switches are contacted .
heit mit dem Laderegler automatisch beim Einschieben in { with the charge regulator automatically when inserted into {
die Halterung, so daß keine besondere Erfahrung erfor- fthe holder, so that no special experience is required
derlich ist, um die erfindungsgemäße Beleuchtungsvor- jis essential to the lighting device according to the invention
richtung zu betreiben. Auch wenn die Leuchteneinheit mit |direction to operate. Even if the light unit is marked with |
der Lampe nicht vollständig eingeschoben wird, ist eine fthe lamp is not pushed in completely, is an f
Kontaktierung schon durch eine entsprechend lange Aus- |Contacting already through a correspondingly long |
führung der Kontaktbahnen in der Halterung gewährlei- IGuidance of the contact tracks in the holder ensures I
stet. !steadily !
- 3 - VPA 81 P 10 59 DE- 3 - VPA 81 P 10 59 DE
Schließlich ist in der Halterung noch die Rückflußsperrdiode untergebracht. Diese verhindert nachts oder bei schwacher Sonneneinstrahlung einen Energierückfluß zur Solarzelleneinheit, wodurch der Akkumulator entladen werden würde.Finally, the non-return diode is in the holder housed. This prevents energy from flowing back to the at night or in weak sunlight Solar cell unit, which would discharge the accumulator.
Die Leuchteneinheit besteht aus einem Gehäuse, dem Akkumulator, dem Spannungskonverter, dem Tiefentladungsschutz, der Leuchtstoffröhre mit einer Leistung von beispielsweise 6 ¥, der elektronischen Starteinheit für die Leuchtstoffröhre und dem Ein-Aus-Schalter. Der Betrieb der Leuchteneinheit ist sowohl stationär, also in einer in die Halterung eingeschobenen Lampe, als auch mittels eines angebrachten Griffes möglich, so daß die Leuchteneinheit als Handlampe getragen werden kann. Ein in die Leuchteneinheit eingebauter Reflektor sorgt für eine ausreichende Bündelung des Lichtes. Eine kratzfeste Plexiglasabdeckqng verhindert ein vorzeitiges "Erblinden" des die Leuchtstoffröhre abdeckenden Materials durch Verkratzen. Die Lichtdurchlässigkeit von Plexiglas ist für den angestrebten Zweck besonders günstig. Diese Plexiglasabdeckung kann zum Auswechseln der Leuchtstoffröhre mittels einer Einschubnut einfach entfernt werden. Das gleiche gilt für den eingebauten Akkumulator, obwohl für diesen eine Lebensdauer von mehrThe light unit consists of a housing, the accumulator, the voltage converter, the deep discharge protection, the fluorescent tube with an output of, for example 6 ¥, the electronic starter unit for the fluorescent tube and the on / off switch. The operation the lighting unit is both stationary, i.e. in a lamp pushed into the holder, and by means of an attached handle possible so that the light unit can be carried as a hand lamp. One in the A reflector built into the luminaire unit ensures that the light is adequately focused. A scratch-resistant one Plexiglas cover prevents premature "blindness" the material covering the fluorescent tube by scratching it. The transparency of plexiglass is particularly favorable for the intended purpose. This plexiglass cover can be used to change the The fluorescent tube can be easily removed using an insertion groove. The same goes for the built-in Accumulator, although a service life of longer for this one
als 3 Jahren zu erwarten ist. Zum Auswechseln der |than 3 years can be expected. To change the |
Leuchtstoffröhre und des Akkumulators sind also keine Lötarbeiten erforderlich.No soldering work is required for the fluorescent tube and the accumulator.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Betriebes der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung, Fig. 2 ein Blockschaltbild für diese Beleuchtungsvorrichtung, undFig. 1 is a schematic diagram to explain the operation the lighting device according to the invention, FIG. 2 is a block diagram for this lighting device, and
- 4 - VPA 8| ρ ! 0 5 9 DE- 4 - VPA 8 | ρ! 0 5 9 DE
Fig. 3 die bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung verwendete Leuchteneinheit.3 shows the lighting unit used in the lighting device according to the invention.
In Fig. 1 ist ein Haus 9 mit einem Dach 7 schematisch dargestellt, auf dem sich eine Panerbefestigung 2 befindet, die einen veränderbaren Neigungswinkel eines Solarpanels 1 erlaubt. Mit dem Solarpanel 1 ist ein Anschlußkasten 3 verbunden, von dem ein Anschlußkabel 4 zu einer Halterung 5 für eine Leuchtaneiniieit β führt. Das durch Pfeile 8 angedeutete einfallende Licht kann so zur Beleuchtung des Innenraumes des Hauses 9 verwendet werden.In Fig. 1, a house 9 with a roof 7 is shown schematically, on which there is a paner attachment 2, which allows a variable angle of inclination of a solar panel 1. With the solar panel 1 is a connection box 3 connected, from which a connecting cable 4 leads to a holder 5 for a Leuchtaneiniieit β. That Incident light indicated by arrows 8 can thus be used to illuminate the interior of the house 9 will.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild für die elektrische Schaltung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung. Das Solarpanel 1 wird auf dem Dach ? montiert. Eine Rückflußsperrdiode 10 und ein Laderegler 11 sind in die Halterung 5 integriert. Der Laderegler 11 ist nach dem Serienreglerprinzip mit verlustleistungsarmen SIPMOS-Transistoren aufgebaut. Bei Erreichen einer eingestellten Ladespannung bzw. LadeSchlußspannung erfolgt ein© Rückregelung des Ladestromes. Die Akkumulatorspannung wird durch den Laderegler 11 konstant gehalten. Im Ladebetrieb betragen die Durchlaßversuche allenfalls 0,4 ¥.Fig. 2 shows a block diagram for the electrical circuit of the lighting device according to the invention. The solar panel 1 is on the roof? assembled. A non-return diode 10 and a charge regulator 11 are in the Bracket 5 integrated. The charge regulator 11 is based on the series regulator principle with low-loss SIPMOS transistors built up. When a set charging voltage or end-of-charge voltage is reached, a © appears Back regulation of the charging current. The battery voltage is kept constant by the charge controller 11. When charging, the attempts to pass the battery are at most 0.4 ¥.
In die Leuchteneinheit 6 sind ein Akkumulator 13» ein Ein-Aus-Schalter 12, ein Tiefentladungsschutz 14, ein Spannungskonverter 15, eine Leuchtstofflampe 17 und eine Starteinheit 16 integriert. Für den Akkumulator 13 können Niekel-Cadmium-Sinterzellen verwendet werden, wodurch eine Kapazität von etwa 4 Ah bei 12 V erzielt wird. Beispielsweise können so zehn Einzelzellen zu einem Block zusammengefaßt werden, der zwei Anschlußfahnen besitzt. Die mit einem solchen Akkumulator erreichbare Zyklenzahl liegt über 1000. Nach 1000 Zyklen ist dabeiAn accumulator 13, an on-off switch 12, a deep discharge protection 14 are inserted in the lamp unit 6 Voltage converter 15, a fluorescent lamp 17 and a starting unit 16 are integrated. For the accumulator 13 can Niekel cadmium sintered cells are used, whereby a capacity of around 4 Ah at 12 V is achieved. For example, ten single cells can become one Block are summarized, which has two terminal lugs. The one that can be achieved with such an accumulator The number of cycles is over 1000. After 1000 cycles is included
- 5 - VPA 81 P ι ΰ 5 ^- 5 - VPA 81 P ι ΰ 5 ^
die Kapazität auf 90 % der Nennkapazität abgefallen. Damit kann eine Lebensdauer des Akkumulators 13 erreicht werden, die über 3 Jahren liegt.the capacity has dropped to 90% of the nominal capacity. This enables the battery 13 to have a service life of over 3 years.
Durch den Tiefentladungsschutz 14 wird bewirkt, daß bei Erreichen einer unteren Akkumulator^pannungsgrenze (Tiefentladungsgrenze) ein als SIPMOS-Transistor ausgeführtes Stellglied einsetzt und für einen hochohmigen LastStromkreis sorgt.The deep discharge protection 14 has the effect that at A SIPMOS transistor designed as a SIPMOS transistor reaches a lower accumulator voltage limit (deep discharge limit) Actuator uses and ensures a high-resistance load circuit.
Der Spannungskonverter 15 formt die Akkumulatorspannung auf eine zur Versorgung der Leuchtstofflampe 17 notwendige Brennspannung um. Versuche haben gezeigt, daß ein Frequenzoptimum der Ausgangsfrequenz des Spannungskonverters 15 bei ca. 20 kHz liegt. Dieser Wert ist sowohl für die Lichtausbeute als auch für das Leistungsgewicht des Spannungskonverters 15 vorteilhaft. Außerdem besitzt der Spannungskonverter 15 eine ausreichende hohe Induktivität, die in Verbindung mit der Starteinheit 16 die notwendige Zündspannung und -energie liefert.The voltage converter 15 converts the battery voltage to a voltage required to supply the fluorescent lamp 17 Burning voltage around. Tests have shown that a frequency optimum of the output frequency of the voltage converter 15 is around 20 kHz. This value is for both the light output and the power-to-weight ratio of the voltage converter 15 is advantageous. In addition, the voltage converter 15 has a sufficiently high inductance, which, in conjunction with the starting unit 16, supplies the necessary ignition voltage and energy.
Die Starteinheit 16 schaltet nach genügender Vorheizzeit zur Vorionisierung der Leuchtstoffröhre 17 die Heizelektroden ab. Durch die bei diesem Abschaltvorgang entsprechende Stromänderung wird mittels der Induktivität des Spannungskonverters 15 eine Spannung induziert, die zum Zünden der Leuchtstoffröhre 17 ausreicht»The starting unit 16 switches after a sufficient preheating time for pre-ionizing the fluorescent tube 17, the heating electrodes away. Due to the current change corresponding to this shutdown process, the inductance of the Voltage converter 15 induces a voltage that is sufficient to ignite the fluorescent tube 17 »
Fig. 3 zeigt die Halterung 5 mit der in diese eingeschobenen Leuchteneinheit 6. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Halterung 5 selbst mit einem Tragegriff 20 ausgestattet. Ein Schalter 21 dient zum Ein- und Ausschalten der in dieser Figur nicht dargestellten Leuchtstoffröhre. 3 shows the holder 5 with the lamp unit 6 pushed into it. In this exemplary embodiment the holder 5 itself is equipped with a handle 20. A switch 21 is used for switching on and off the fluorescent tube not shown in this figure.
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- 6 - VPA 81 P 10 5 a DE- 6 - VPA 81 P 10 5 a DE
Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung sind Akkumulatorgröße, Laderegler, Leuchtstofflampenleistung, Solarzellenfläche, Tiefentladungsschutz und Starteinheit für die Leuchtstofflampe aneinander angepaßt.In the lighting device according to the invention are Accumulator size, charge regulator, fluorescent lamp output, solar cell area, deep discharge protection and starter unit matched for the fluorescent lamp.
3 Figuren3 figures
4 Patentansprüche4 claims
VPA 81 P ι ο 5 9 DEVPA 81 P ι ο 5 9 DE
Zusammenfassungsummary
Die Erfindung "betrifft eine solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung mit einer Solarzelleneinheit (1), einer Leuchteneinheit (6) und einer Halterung (5) für die. Leuchteneinheit (6). In die Halterung (5) sind eine Rückflußsperrdiode (10) und ein Laderegler (11) integriert. Die Leuchteneinheit (6) ist mit einem Akkumulator (13), einem Tiefentladungsschutz (14), einem Spannungskonverter (15) und einer Starteinheit (16) ausgestattet. The invention "relates to a solar powered lighting device with a solar cell unit (1), a light unit (6) and a holder (5) for the. Light unit (6). A non-return diode (10) and a charge controller (11) are integrated into the holder (5). The lamp unit (6) is equipped with an accumulator (13), a deep discharge protection (14), a voltage converter (15) and a starter unit (16).
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3116824 | 1981-04-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8112568U1 true DE8112568U1 (en) | 1982-10-14 |
Family
ID=1328332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE8112568U Expired DE8112568U1 (en) | 1981-04-28 | Solar powered lighting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8112568U1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3201758A1 (en) * | 1982-01-21 | 1983-09-08 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Electrical accumulator with a protection circuit |
| DE3519370A1 (en) * | 1985-05-30 | 1986-12-18 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Device for maintaining the operational readiness of galvanic elements or of an apparatus which is provided with such elements |
| DE3706186A1 (en) * | 1987-02-26 | 1988-09-08 | Hans Lobermeier | Device for obtaining and storing electrical energy from solar energy |
| DE3804874A1 (en) * | 1988-02-17 | 1989-08-31 | Telefunken Electronic Gmbh | Current-supply generator comprising a plurality of solar cells |
| DE9108756U1 (en) * | 1991-07-16 | 1991-09-12 | Straass, Harald, 8130 Starnberg, De | |
| DE29520064U1 (en) * | 1995-12-18 | 1996-02-01 | Marzahn Paul Heinrich | Device for increasing electrical power |
-
0
- DE DE8112568U patent/DE8112568U1/en not_active Expired
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