FR2868660A1

FR2868660A1 - Self-powered lighting equipment e.g. public light, controlling process, involves varying power and duration of lighting based on solar radiation curve of installation location, according to seasons by inputting location coordinates

Info

Publication number: FR2868660A1
Application number: FR0450688A
Authority: FR
Inventors: Marc Aschenbroich
Original assignee: Woodsys SAS
Current assignee: Woodsys SAS
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2005-10-07
Anticipated expiration: 2024-04-06
Also published as: FR2868660B1

Abstract

The process involves programming geographical coordinates of a possible installation location, of self-powered lighting equipments, to which a solar radiation curve is assigned according to the seasons. Power and duration of lighting is varied according to the curve of the real installation location by inputting the coordinates and according to the needs of a user. An independent claim is also included for a self-powered lighting equipment.

Description

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PROCEDE DE PILOTAGE D'UN DISPOSITIF D'ECLAIRAGE A DUREE ET METHOD FOR CONTROLLING A LIGHTING DEVICE HAVING A LENGTH AND

PUISSANCE AJUSTABLES ET DISPOSITIF ASSOCIE ADJUSTABLE POWER AND DEVICE THEREFOR

La présente invention concerne un procédé de pilotage d'un dispositif d'éclairage à durée et à puissance ajustables automatiquement en fonction des saisons et des besoins. L'invention couvre aussi le dispositif d'éclairage associé alimenté par un capteur à cellules photovoltaïques. The present invention relates to a control method of a lighting device with duration and power automatically adjustable according to the seasons and needs. The invention also covers the associated lighting device powered by a photovoltaic cell sensor.

Les dispositifs d'éclairage à alimentation solaire sont de plus en plus répandus pour des besoins ponctuels car ils présentent de nombreux avantages. Le premier est d'éviter la consommation d'énergie électrique provenant du réseau du fait de la source solaire mais un élément déterminant est la facilité de mise en place. Cette facilité est favorisée en l'espèce du fait que les batteries sont intégrées dans l'embase et ne nécessitent pas d'être enterrées. On peut se reporter aux demandes de brevet français N 2 806 513, N 2 813 137 ou encore N 2 829 609 au nom du même demandeur. Solar powered lighting devices are becoming more common for occasional needs because they have many advantages. The first is to avoid the consumption of electrical energy from the network because of the solar source but a decisive element is the ease of implementation. This facility is favored in this case because the batteries are integrated in the base and do not need to be buried. Reference can be made to French patent applications N 2 806 513, N 2 813 137 or N 2 829 609 in the name of the same applicant.

Un tel éclairage est autonome avec son socle qui intègre des accumulateurs, des supports d'éclairage et des cellules photovoltaïques et évite ainsi les nuisances dues au chantier sur la zone considérée pour les éclairages sur réseau. Such a lighting is autonomous with its base which integrates accumulators, lighting supports and photovoltaic cells and thus avoids the nuisances due to the building site on the zone considered for the lighting on network.

Un tel dispositif peut aussi être déplacé si nécessaire, dans un autre endroit puisqu'il est autonome. Such a device can also be moved if necessary, in another place since it is autonomous.

La taille et la capacité des éléments sensibles à savoir les capteurs photovoltaïques et les accumulateurs ont des limitations techniques liées au poids, à la résistance au vent mais aussi des contraintes esthétiques et de prix. Une fois déterminés et choisis, ces paramètres sont fixes. The size and capacity of the sensitive elements namely photovoltaic cells and accumulators have technical limitations related to weight, wind resistance but also aesthetic constraints and price. Once determined and chosen, these parameters are fixed.

En fonction du lieu d'implantation, donc des coordonnées géographiques de ce lieu, les capteurs photovoltaïques produisent une quantité d'électricité donnée maximale, ceci pour des conditions d'ensoleillement optimales. Depending on the location, and therefore the geographical coordinates of this location, photovoltaic cells produce a given maximum amount of electricity for optimal sunlight conditions.

Pour la suite de la description, on définit par "ensoleillement" la quantité de 5 photons susceptibles d'être transformés par les cellules photovoltaïques en courant, qu'il s'agisse d'un ensoleillement direct ou diffus. For the remainder of the description, the term "sun exposure" is defined as the quantity of photons capable of being transformed by the photovoltaic cells into current, whether it be a direct or diffuse sunlight.

be fait, les installateurs ont pour habitude de recourir à des dispositifs munis d'une source unique. La puissance de cette source est choisie au moment de la construction du dispositif et ce dispositif est livré prêt à l'utilisation. In fact, installers have a habit of resorting to devices with a single source. The power of this source is chosen at the time of construction of the device and this device is delivered ready for use.

Le dimensionnement des capteurs et de la capacité de l'accumulateur, la puissance de la source, sont généralement déterminés pour que, dans le cas le plus défavorable, la demande de la collectivité soit respectée car ce sont essentiellement ce type d'utilisateur qui est sensible à la problématique développée dans la présente demande. The sizing of the sensors and the capacity of the accumulator, the power of the source, are generally determined so that, in the worst case, the demand of the community is respected because it is essentially this type of user who is sensitive to the problem developed in the present application.

be même, un limiteur de consommation évite la décharge de l'accumulateur en deçà d'un seuil donné. bans le cas où ce seuil est atteint, le limiteur de consommation arrête le dispositif. In the same way, a consumption limiter avoids the discharge of the accumulator below a given threshold. In the event that this threshold is reached, the consumption limiter stops the device.

Il est prévu dans ce dimensionnement une autonomie suffisante pour permettre de tenir compte d'une période de conditions météorologiques défavorables. It is planned in this dimensioning sufficient autonomy to allow to take into account a period of adverse weather conditions.

bans les dispositifs et les procédés de gestion d'un dispositif d'éclairage autonome connus, un détecteur de luminosité assure la mise en service et l'arrêt du dispositif en fonction de la luminosité mesurée et de son réglage. Il faut alors qu'un employé de la collectivité en charge de l'éclairage public assure cette modification sur chaque dispositif. Un tel ajustement ne pourra être réalisé que quelques fois dans l'année. In devices and methods for managing a known autonomous lighting device, a brightness detector ensures the commissioning and shutdown of the device according to the measured brightness and its setting. It is then necessary that an employee of the community in charge of public lighting ensures this modification on each device. Such an adjustment can only be made a few times a year.

Comme cette mise en service de l'éclairage est calquée sur la diminution de la luminosité ambiante en deçà d'une seuil donné, l'inconvénient est le déclenchement indépendant de chaque détecteur, en fonction de la position du dispositif d'éclairage. Ainsi, en cas d'une pluralité de dispositifs, ce déclenchement provoque une illumination des différentes zones d'une même ville et/ou d'un même lieu de façon disparate. As this commissioning of the lighting is modeled on the reduction of the ambient brightness below a given threshold, the disadvantage is the independent triggering of each detector, depending on the position of the lighting device. Thus, in the case of a plurality of devices, this triggering causes an illumination of the different zones of the same city and / or the same place disparately.

Généralement, la meilleure solution reste un déclenchement horaire. Il subsiste 5 néanmoins toujours un décalage dû à la dérive de l'horloge, certes moindre mais existant. Generally, the best solution is a time trigger. Nevertheless, there still remains an offset due to the drift of the clock, certainly less but existing.

On sait aussi que l'énergie délivrée par le soleil varie aussi en fonction des saisons, pour être maximale aux périodes de solstice d'été. We also know that the energy delivered by the sun also varies according to the seasons, to be maximum at the periods of summer solstice.

Comme la capacité de l'accumulateur est fixe, on constate que l'excédent est 10 non exploité, la durée d'éclairement restant constante sur les dispositifs de l'art antérieur. Since the capacity of the accumulator is fixed, it is found that the excess is not exploited, the duration of illumination remaining constant on the devices of the prior art.

En effet, durant les périodes favorables, il est possible de consommer pendant la nuit plus de courant sachant que statistiquement, la ou les journée(s) suivante(s) permettent de recharger complètement l'accumulateur. Indeed, during favorable periods, it is possible to consume at night more current knowing that statistically, the following day (s) (s) can fully recharge the battery.

Or, les industriels fournisseurs de tels dispositifs doivent produire en série les dispositifs lumineux à capteurs photovoltaïques et accumulateur. Ils doivent être identiques mais permettre néanmoins à l'installateur d'adapter lors de la pose chaque dispositif à la région et/ou au site. be plus, il est nécessaire que cette adaptation soit simple pour que la mise en service ne provoque pas de contraintes supérieures à celle d'une installation fixe câblée. However, industrial suppliers of such devices must produce in series the light devices with photovoltaic sensors and accumulator. They must be identical but nevertheless allow the installer to adapt during installation each device to the region and / or the site. Moreover, it is necessary that this adaptation is simple so that the commissioning does not cause stresses greater than that of a fixed fixed installation.

C'est le but de la présente invention de proposer pour pallier à ces inconvénients un procédé de pilotage d'un dispositif ainsi que le dispositif autonome de puissance à capteurs photovoltaïques et accumulateur nécessaire, équipé d'un module d'analyse et de pilotage dudit dispositif. It is the object of the present invention to propose, in order to overcome these disadvantages, a method for controlling a device as well as the autonomous power device with photovoltaic sensors and the necessary accumulator, equipped with a module for analyzing and controlling said device. device.

Ainsi, selon l'invention, le procédé de pilotage par un utilisateur d'un dispositif d'éclairage autonome, comportant au moins une source, plus particulièrement un dispositif d'éclairage public, alimenté par un accumulateur rechargé par des cellules photovoltaïques, se caractérise en ce qu'il consiste à réaliser les étapes suivantes: - programmer les coordonnées géographiques d'au moins un lieu d'implantation possible dudit dispositif auxquelles est affectée au moins une courbe d'ensoleillement en fonction des saisons, faire varier la puissance et/ou la durée d'éclairage en fonction de ladite courbe d'ensoleillement du lieu d'implantation réel par saisie de ses coordonnées et en fonction des besoins de l'utilisateur. Thus, according to the invention, the user control method of an autonomous lighting device, comprising at least one source, more particularly a public lighting device, powered by an accumulator recharged by photovoltaic cells, is characterized in that it consists in carrying out the following steps: - programming the geographic coordinates of at least one possible location of said device to which is assigned at least one sunshine curve according to the seasons, varying the power and / or the lighting duration according to said sunshine curve of the actual location by entering its coordinates and according to the needs of the user.

Plus particulièrement, ce procédé de pilotage consiste à faire varier le nombre de sources alimentées et/ou l'intensité d'alimentation de la ou des sources ou recourir à une combinaison des deux. More particularly, this control method consists of varying the number of sources supplied and / or the intensity of supply of the source or sources or resort to a combination of both.

Le procédé consiste aussi à coordonner les différentes étapes à partir de l'heure. The method also includes coordinating the different steps from the hour.

On supprime les dérives du temps par une synchronisation sur un signal de type radio diffusant l'heure exacte. The drifts of time are suppressed by a synchronization on a radio signal broadcasting the exact time.

L'invention couvre aussi le dispositif d'éclairage autonome permettant la mise en oeuvre du procédé et comprenant en outre un programmateur de pilotage de la ou des sources des moyens d'éclairage en nombre et/ou en puissance ou par une combinaison des deux, apte à enregistrer des coordonnées géographiques d'au moins un lieu d'implantation et au moins une courbe d'ensoleillement associée à ces coordonnées géographiques. The invention also covers the autonomous lighting device allowing the implementation of the method and further comprising a control programmer of the source or sources of the number and / or power lighting means or by a combination of the two, adapted to record geographic coordinates of at least one location and at least one sunshine curve associated with these geographical coordinates.

Ce dispositif comprend des moyens de synchronisation avec un signal horaire et des moyens de mesure de la capacité de l'accumulateur en fonction du temps. This device comprises synchronization means with a time signal and means for measuring the capacity of the accumulator as a function of time.

A cet effet, il est maintenant décrit un mode de réalisation particulier, non limitatif du procédé et du dispositif selon l'invention, cette description s'appuyant sur le dessin annexé sur lequel la figure unique représente un dispositif selon la présente invention. For this purpose, there is now described a particular embodiment, not limiting the method and the device according to the invention, this description based on the accompanying drawing in which the single figure shows a device according to the present invention.

Le dispositif comprend de façon connue une embase 10 dans laquelle est logé un accumulateur 12. On utilise le terme "accumulateur" au sens général même si il est prévu plusieurs accumulateurs dans un même dispositif. The device comprises in known manner a base 10 in which is housed a battery 12. The term "accumulator" is used in the general sense even if there are several accumulators in the same device.

Un mat 14 érigé à partir de cette embase 10 porte d'une part des moyens d'éclairage 16 et d'autre part un capteur 18 à cellules photovoltciiques. A mat 14 erected from this base 10 carries on the one hand lighting means 16 and on the other hand a photovolecular cell sensor 18.

On entend comme définition du terme "cellules photovoltaïques" tout moyen apte à transformer des photons en énergie lumineuse c'est-à-dire qu'il peut s'agir de cellules proprement dit mais aussi de bandes ou de surfaces d'un matériau adapté à une telle conversion. The definition of the term "photovoltaic cells" is understood to mean any means capable of transforming photons into light energy, that is to say they may be cells themselves, but also bands or surfaces of a suitable material. to such a conversion.

be même, le terme "source" s'entend de tout élément générant une lumière. Une ampoule à filament est une source. Une diode est une source. Un ensemble de diodes constitue des moyens d'éclairage mufti sources. the same, the term "source" refers to any element generating a light. A filament bulb is a source. A diode is a source. A set of diodes constitutes sources of illumination mufti sources.

Il est aussi prévu un module 20 de commande, intégré, symbolisé en trait discontinu. Ce module peut aussi comporter des moyens de communication. There is also provided a control module, integrated, symbolized in broken lines. This module can also include communication means.

Selon la présente invention, les moyens d'éclairage sont du type modulable. A cet effet, ils comprennent au moins deux sources lumineuses aptes à être allumées ou éteintes indépendamment ou des sources lumineuses pouvant être alimentées avec une intensité variable. Ces sources peuvent être des diodes ou simplement des ampoules. Chacune de ces sources émet de la lumière quand elle est alimentée et la puissance lumineuse émise est proportionnelle au nombre de sources alimentées ou à l'intensité de l'alimentation délivrée à ladite source. Par contre, on sait aussi que lorsqu'il est prévu par exemple deux sources lumineuses, le fait d'en supprimer une ne diminue pas pour les utilisateurs la sensation de lumière par deux, ni l'ambiance ou l'impression de sécurité par deux, surtout en éclairage public. According to the present invention, the lighting means are of the modular type. For this purpose, they comprise at least two light sources able to be turned on or off independently or light sources that can be powered with a variable intensity. These sources can be diodes or simply bulbs. Each of these sources emits light when it is powered and the emitted light power is proportional to the number of sources supplied or the intensity of the power supply to said source. On the other hand, it is also known that when two light sources are provided for example, the fact of removing one does not diminish for users the sensation of light by two, nor the atmosphere or the impression of security by two. , especially in public lighting.

On peut aussi prévoir une source principale de puissance adaptée et une source secondaire de plus faible puissance. En effet, il est alors possible d'éteindre la source principale en conservant un point lumineux permettant un balisage lumineux. It is also possible to provide a main source of suitable power and a secondary source of lower power. Indeed, it is then possible to extinguish the main source while maintaining a bright point allowing a lighting markup.

bans le cas de la présente invention, il est prévu un régulateur à mise à l'heure ajustée avec une très grande précision par exemple par liaison sur le calage des signaux de type radio émis par l'horloge atomique en sorte de permettre le moment venu un déclenchement d'une quelconque action simultanée, par exemple au sein du même quartier d'une ville, quelle que soit la position favorable ou défavorable du lieu d'implantation de chaque dispositif dans ce quartier. In the case of the present invention, there is provided a time-adjusted regulator adjusted with a very high precision, for example by connecting the radio-type signals emitted by the atomic clock to the timing so as to allow the time to come a triggering of any simultaneous action, for example within the same district of a city, regardless of the favorable or unfavorable position of the location of each device in this neighborhood.

Le module de commande comprend aussi une programmation telle que l'éclairage est piloté de façon ajustable. The control module also includes a programming such that the lighting is controlled in an adjustable manner.

Ainsi, le module comporte des moyens de saisie des coordonnées géographiques du lieu d'implantation. Le module comprend aussi en mémoire des données enregistrées avec les statistiques d'ensoleillement en fonction des saisons associées à des coordonnées. Thus, the module includes means for entering the geographical coordinates of the location. The module also includes in memory stored data with sunlight statistics as a function of the seasons associated with coordinates.

be fait, le module est apte non seulement à faire varier la durée de mise en service de l'éclairage et la puissance de l'éclairage en fonction de la saison, mais également en fonction de la localisation géographique du lieu d'implantation. Ce module peut modifier la puissance d'éclairage des moyens d'éclairage, soit en limitant ou en augmentant le nombre de sources utilisées et/ou en diminuant ou en augmentant l'intensité électrique délivrée à chacune d'elle, soit en recourant à une combinaison de ces deux solutions. In fact, the module is able not only to vary the duration of commissioning of lighting and the power of lighting depending on the season, but also according to the geographical location of the location. This module can modify the lighting power of the lighting means, either by limiting or increasing the number of sources used and / or by decreasing or increasing the electric intensity delivered to each of them, or by resorting to a combination of these two solutions.

Ainsi, à titre d'exemple illustratif, au cours d'une journée Jl n'ayant pas permis de recharger en totalité l'accumulateur et donc de compenser la consommation de la nuit No précédente, la nuit suivante NI, l'éclairage comportant 4 sources, une d'elles reste éteinte et/ou les quatre sources sont alimentées avec une intensité limitée correspondante. Thus, as an illustrative example, during a day Jl that has not allowed to fully recharge the battery and therefore to compensate the consumption of the previous night No, the next night NI, lighting with 4 sources, one of them remains extinct and / or the four sources are fed with a corresponding limited intensity.

Si le jour suivant J2 permet de recharger en totalité l'accumulateur, alors la nuit suivante N2, les quatre sources sont allumées et alimentées avec l'intensité maximale. If the next day J2 allows to fully recharge the battery, then the next night N2, the four sources are lit and powered with the maximum intensity.

Si le jour suivant J2 ne permet pas de recharger en totalité l'accumulateur, la nuit suivante N2, uniquement deux sources sur quatre sont allumées et/ou les quatre sources sont alimentées avec une intensité correspondante, plus limitée. Si le jour suivant J3 permet de recharger en totalité l'accumulateur, alors la nuit suivante N3, les quatre sources sont allumées et l'intensité d'alimentation est maximale. If the next day J2 does not fully recharge the battery, the next night N2, only two sources out of four are lit and / or the four sources are powered with a corresponding intensity, more limited. If the next day J3 allows to fully recharge the battery, then the next night N3, the four sources are lit and the power supply is maximum.

Si le jour suivant J3 ne permet pas de recharger en totalité l'accumulateur, la nuit suivante N3, uniquement deux sources sur quatre seront allumées et/ou les quatre sont allumées mais avec une intensité réduite d'autant et, en plus, également la durée de mise en service de l'éclairage est réduite. If the next day J3 does not allow the battery to be fully recharged, the following night N3, only two sources out of four will be lit and / or the four will be lit but with a reduced intensity of this amount and, in addition, also the duration of commissioning of the lighting is reduced.

Il est ainsi possible, selon le procédé de pilotage d'un dispositif d'éclairage, de moduler le fonctionnement du dispositif selon la présente invention tant en durée de mise en service qu'en puissance de l'éclairage, cette modulation de puissance d'éclairage étant obtenue par modification du nombre de sources et/ou de l'intensité d'alimentation de ces sources, pour permettre une durée de fonctionnement optimisée. It is thus possible, according to the control method of a lighting device, to modulate the operation of the device according to the present invention both in duration of commissioning and power of the lighting, this power modulation of lighting being obtained by changing the number of sources and / or the power intensity of these sources, to allow an optimized operating time.

En fonction des statistiques enregistrées et des coordonnées géographiques enregistrées, c'est la durée de base de mise en service de l'éclairage qui est modifiée, le mode d'ajustement du module restant identique. Depending on the statistics recorded and the geographical coordinates recorded, it is the basic duration of commissioning of the lighting that is modified, the mode of adjustment of the module remaining identical.

Cette durée de base peut aussi être décalée dans le temps en fonction des saisons. This basic duration can also be shifted in time according to the seasons.

On comprend dès lors que le capteur et l'accumulateur peuvent être choisis et dimensionnés de façon plus ajustée et une fois le type de dispositif choisi, il est possible de l'exploiter à son maximum grâce au module selon l'invention tant en fonction de la région que des besoins. It is therefore understood that the sensor and the accumulator can be chosen and dimensioned more closely and once the type of device chosen, it is possible to exploit it to its maximum thanks to the module according to the invention as a function of the region only needs.

Si des contraintes de durée de mise en service de l'éclairage sont imposées, alors il est possible de fixer, par exemple, une durée d'éclairage de 4 heures, quelles que soient les conditions. bans ce cas, la durée reste constante et seul(s) le nombre de sources et/ou l'intensité d'alimentation de ces sources varie(nt). If lighting duration constraints are imposed, then it is possible to fix, for example, a lighting time of 4 hours, whatever the conditions. in this case, the duration remains constant and only the number of sources and / or the intensity of supply of these sources varies (nt).

Il convient aussi de prévoir le changement géographique du lieu d'implantation d'une dispositif d'éclairage ou le changement d'affectation. It is also necessary to provide for the geographical change of the location of a lighting device or the change of assignment.

Ainsi, des dispositifs selon l'invention sont implantés dans un jardin d'enfant pendant l'hiver et sont positionnés à proximité de terrasses publiques pendant la période estivale alors qu'elles sont désertes pendant la période hivernale et inversement le jardin d'enfant est fermé en période estivale. Thus, devices according to the invention are implanted in a kindergarten during the winter and are positioned near public terraces during the summer period while they are deserted during the winter period and conversely the kindergarten is closed in summer.

bans ce cas, il est possible de le déplacer, sans avoir à changer quoi que ce soit, si ce n'est la programmation en fonction des besoins de la nouvelle application. Pour l'industriel fabriquant le dispositif, le procédé de pilotage permet une fabrication unique avec une adaptation quelle que soit la région faiblement ensoleillée ou fortement ensoleillée, courte ou longue durée, faible ou forte puissance, ceci pour des plages données de variations. Néanmoins, en cas de besoin, il peut s'avérer préférable de prévoir deux dispositifs standards plutôt qu'un dispositif spécifique de forte puissance, pour permettre une modulation et des ajustements encore plus importants. In this case, it is possible to move it, without having to change anything, except programming according to the needs of the new application. For the manufacturer manufacturing the device, the control method allows a unique manufacturing with an adaptation regardless of the low sun or sunny region, short or long duration, low or high power, this for given ranges of variations. Nevertheless, if necessary, it may be preferable to provide two standard devices rather than a specific high power device, to allow even greater modulation and adjustments.

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Claims

A method for controlling a user of an autonomous lighting device, comprising at least one light source, more particularly a public lighting device, powered by a battery recharged by photovoltaic cells, characterized in that it consists to perform the following steps: - program the geographic coordinates of at least one possible location of said device to which is assigned at least one sunshine curve according to the seasons, vary the power and / or the duration of illumination according to said sunshine curve of the actual location by entering its coordinates and according to the needs of the user.

2. A method of controlling by a user of a lighting device comprising at least two light sources, according to claim 1, characterized in that it consists in varying the number of light sources supplied and / or the intensity of the light. supplying the light source (s) or using a combination of the two.

3. A method according to control of a user of a lighting device according to claim 1 or 2, characterized in that it consists in coordinating the different steps from the hour.

4. A method according to control by a user of a lighting device, according to claim 3, characterized in that it consists in suppressing the drifts of time by a synchronization on a radio signal broadcasting the exact time.

5. autonomous lighting device for carrying out the method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises: - a base (10) with a mat (14) supporting means (16 ) lighting comprising at least one light source, - a sensor (18) with photovoltaic cells and an accumulator (12) capable of storing the electrical energy produced by this photovoltaic cell sensor, and - a control programmer (20) the light source (s) of the number and / or power lighting means or a combination of the two, capable of recording geographic coordinates of at least one location and at least one sunshine curve associated with these geographic coordinates.

6. autonomous lighting device according to claim 5, characterized in that it comprises synchronization means with a time signal.

7. autonomous lighting device according to claim 5 or 6, characterized in that it comprises means for measuring the capacity of the accumulator as a function of time.