MX2014006691A - Tecnologia de alimentacion de energia para lampara. - Google Patents

Abstract

Se diseña un dispositivo para canalizar la electricidad hacia una lámpara, y ajusta la cantidad de energía canalizada a la lámpara como una función de la energía eléctrica disponible en la fuente. Al hacerlo de esta manera, una reducción en la energía disponible en la fuente provoca una reducción menos proporcional en la luminosidad de la lámpara. Esto puede lograrse al pasar la electricidad a través de una red pasiva de resistencias y diodos a lo largo de la lámpara. En un ejemplo, la fuente de energía eléctrica puede ser una batería que se alimenta por uno o más paneles solares. En ese caso, el dispositivo también puede realizar la función de proteger la batería contra sobrecarga. Se canaliza un mayor consumo de energía de la lámpara diario que el de la carga eléctrica diaria de los paneles solares, cuando la energía de batería disponible se acerca a su total capacidad.

Description

TECNOLOGÍA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA PARA LÁMPARA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Las lámparas de calle que son alimentadas con energía solar se encuentran en uso comercial. Las lámparas de calle alimentadas con energía solar reciben energía solar del sol en la forma de luz. Los fotones de luz se convierten en electricidad por un panel solar. Un sistema de batería almacena energía eléctrica, en donde puede utilizarse durante condiciones de oscuridad (por ejemplo, de noche, o en tiempos nublados) para alimentar la lámpara de calle.

Las lámparas de calle alimentadas con energía solar comerciales convencionales pueden ser capaces de proporcionar iluminación durante tres días de lluvia continuos. Sin embargo, existen lámparas de calle alimentadas con energía solar comerciales que no son capaces de mantener la iluminación durante tres días de lluvia continuos bajo ciertas situaciones muy normales y comunes. Por consiguiente, las calles que se encuentran dispuestas con lámparas de calle alimentadas con energía solar a menudo quedan a oscuras.

Se ha realizado un estudio para revelar la raíz que provoca cuestiones clave de este problema; y después inventar los diseños de sistema para superar esta cuestión; como se describe en esta descripción de patente.

Al menos una modalidad descrita en la presente se refiere a un dispositivo para canalizar la electricidad de una fuente de energía eléctrica a una lámpara cuando la lámpara está consumiendo electricidad, y cuando lo hace así ajusta la cantidad de energía canalizada a la lámpara como una función de energía disponible en la fuente de energía eléctrica. Al hacerlo de esta manera, una reducción en la energía disponible en la fuente de energía eléctrica provoca una reducción menos proporcional a la luminosidad de la lámpara. Esto puede lograrse al pasar la electricidad a través de una red pasiva de resistencias y diodos a lo largo de la fuente de energía eléctrica a la lámpara, lo cual reduce el consumo de energía del dispositivo. En un ejemplo, la fuente de energía eléctrica puede ser una batería que se alimenta por uno o más paneles solares. En ese caso, el dispositivo también puede canalizar la electricidad desde los paneles solares hasta la batería.

Este Sumario se proporciona para introducir una selección de conceptos en una forma simplificada que se describe adicionalmente en lo siguiente en la Descripción Detallada. Este Sumario no pretende identificar las características clave o las características esenciales de la materia objeto reclamada, ni se pretende para utilizarse como ayuda en determinar el alcance de la materia objeto reclamada .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para describir la manera en la cual las ventajas y características citadas en lo anterior y otras pueden obtenerse, se representará una descripción más particular de diversas modalidades con referencia a los dibujos anexos. Entendiendo que estos dibujos representan sólo modalidades de muestra y por lo tanto no se considerará que sean limitantes del alcance de la invención, las modalidades se describirán y explicarán con especificidad adicional y detalle a través del uso de los dibujos anexos en los cuales: la Figura 1 ilustra de manera abstracta un sistema de lámpara de panel solar de acuerdo con los principios descritos en la presente; la Figura 2 ilustra un ejemplo de función escalonada de cómo la energía suministrada a la lámpara por el controlador puede reducirse como una función de la energía eléctrica que permanece disponible en la batería; la Figura 3 ilustra un ejemplo de función continua de cómo la energía suministrada a la lámpara por el controlador puede reducirse como una función de la energía eléctrica que permanece disponible en la batería; la Figura 4 ilustra una respuesta de Diodo Emisor de Luz (Lámpara) ejemplar; y la Figura 5 ilustra una red pasiva ejemplar de resistencias y diodos que pueden utilizarse para suministrar una cantidad reducida de energía eléctrica a la lámpara cuando la energía eléctrica que permanece disponible en la batería se reduce.

Los principios descritos en la presente se refieren a una tecnología para alimentar una lámpara que potencialmente incluye una red pasiva de diodos y resistencias. El diseño de lámpara además incluye una unidad de control de sistema (tal como una caja de control) que permite una resistencia de iluminación incrementada en una serie más prolongada de días de lluvia continuos cuando se compara con las lámparas comerciales incluso para el mismo panel solar y batería determinados.

La lámpara puede operarse a través del margen completo de la energía almacenada disponible en la batería. A medida que la energía almacenada de la batería disminuye, el consumo de energía del sistema se reduce y la eficacia del sistema se incrementa, mientras que se mantiene aún la iluminación por encima de la brillantez requerida. En otras palabras, el sistema novedoso puede mejorar continuamente (o paso a paso) la eficacia cuando la energía almacenada en la batería desciende.

Las lámparas alimentadas con energía solar utilizan paneles solares para cargar las baterías durante condiciones de sol (en adelante denominados como "días de sol") cuando los números significativos de fotones originados por el sol son incidentes en el panel solar. Sin embargo, también existen condiciones de oscuridad en las que el menor o ninguno de los fotones originados por el sol son incidentes en el panel solar. Por ejemplo, las condiciones de oscuridad ciertamente existen durante la noche, pero también pueden existir en el amanecer, atardecer, o durante días nublados (en adelante denominados como "noches o días oscuros", o "días de lluvia") cuando la cubierta de nubes, neblina, contaminación, lluvia, niebla, o cualquier otro impedimento evita que mucha de la energía solar alcance el panel solar.

Los días oscuros que pasan con alguna cantidad de frecuencia dependen de los patrones de clima, el tiempo del año, y la región de la Tierra. Con el fin de explicar esto, las lámparas alimentadas con energía solar se suponen para mantener varias noches de iluminación durante un cierto periodo prometido en la ausencia de luz solar (por ejemplo, durante los días oscuros consecutivos) . Actualmente, el periodo prometido por muchos proveedores de lámparas solares comerciales es de tres días oscuros continuos. Sin embargo, de acuerdo con un estudio realizado por la invención (descrito en detalle adicional en lo siguiente) , existen lámparas de calle solares comerciales que no pueden mantener su iluminación durante tres días oscuros consecutivos bajo escenarios muy normales y comúnmente encontrados.

Los sistemas de la lámpara solar incluyen cuatro subsistemas que incluyen 1) el panel solar que recibe los fotones originados por el sol, y convierte una porción de la foto energía correspondiente a electricidad, 2) una batería que recibe y almacena la electricidad generada por el panel solar, 3) una lámpara que consume la electricidad de la batería cuando la lámpara emite luz, y 4) un controlador que controla cuando la lámpara se encuentra encendida y apagada; y protege a la batería de condiciones de sobrecarga o sobredrenado . De acuerdo con los principios descritos en la presente, cuando la combinación de la lámpara construida con la red pasiva inventada, el controlador realiza más que sólo las funciones establecidas en lo anterior, aunque también controla cuanta energía eléctrica se suministra a la lámpara cuando la lámpara se encuentra encendida.

Cuando se remplaza la lámpara y el controlador asociado con las modalidades de acuerdo con los principios inventivos descritos en la presente, el sistema de la lámpara alimentada con energía solar puede proporcionar una brillantez de iluminación mejorada (mejor que la especificada comercialmente) en las primeras tres noches en la presencia de tres días oscuros consecutivos, iniciando con la capacidad de almacenamiento de batería completa. Después de eso, el sistema de lámpara puede aún mantener la iluminación anterior a la brillantez requerida (comercialmente especificada) durante tres noches adicionales sin ninguna entrada de energía solar para estos seis días consecutivos (es decir, en la presencia de seis días oscuros consecutivos). Además, esto puede hacerse con costo reducido cuando se compara con el sistema comercial en algunas modalidades.

Cuando se optimiza, con el costo de sistema restringido a estar por debajo de aquel de las lámparas de calle alimentadas con energía solar comerciales, ciertas modalidades de un sistema de la lámpara alimentada con energía solar descrita en la presente pueden mantener la luz durante las condiciones de oscuridad en la presencia de más de nueve días oscuros consecutivos mientras que continúa proporcionando luz por arriba de los niveles requeridos. Tales modalidades pueden proporcionar mejor brillantez que los sistemas comerciales para los primeros tres días. El sistema entonces continúa proporcionando más de 90 por ciento de brillantez (cuando se compara con el día anterior) para seis días oscuros consecutivos extra sin que la luz se apague durante las condiciones de oscuridad. Además, este sistema se aprovecha nuevamente para proporcionar la iluminación durante más de tres noches adicionales en la presencia de tres días oscuros consecutivos adicionales, con sólo 4 horas de sol efectivo en el décimo día.

Las lámparas de calle alimentadas con energía solar resultantes de acuerdo con al menos algunas modalidades descritas en la presente son muy razonables; y también proporcionan un rendimiento excelente. Por lo tanto, las modalidades descritas en la presente pueden proporcionar lámparas de calle alimentadas con energía solar de costo efectivo con excelente rendimiento; entre muchas otras aplicaciones .

La invención condujo un estudio que muestra que lámparas de calle alimentadas con energía solar comerciales existentes no pueden mantener la iluminación en ninguno de los tres días oscuros consecutivos bajo algún escenario muy real, ordinario o fácilmente encontrado. Este estudio toma en cuenta la naturaleza, y los parámetros de diseño de las lámparas solares comerciales; y después examina estas lámparas solares en algunos escenarios ordinarios fácilmente encontrados de operaciones de lámparas de calle alimentadas con energía solar normales. Este estudio revela las razones clave subyacentes de por qué las lámparas alimentadas con energía solar comerciales actuales no pueden mantener tres días oscuros consecutivos bajo escenarios reales.

Las lámparas alimentadas con energía solar utilizan paneles solares para cargar baterías durante el día soleado. Después, descargan las baterías que accionan las lámparas para iluminar las noches oscuras. Por lo tanto, los siguientes datos de naturaleza en relación con la luz solar, las horas de oscuridad que requieren iluminación, y tal, se evaluaron junto con las características de paneles solares, baterías, y cajas de control comúnmente utilizadas.

Dependiendo de las estaciones, la luz solar efectiva diaria promedio varía de 3 a 4.5 horas en la mayoría de las ubicaciones adecuadas para instalar las lámparas alimentadas con energía solar. El tiempo de iluminación requerido (debido a la oscuridad) varía de 8 a 14 horas por día en estas ubicaciones. También, la estación con la iluminación requerida más prolongada a menudo se asoció con horas de luz del sol efectivas más cortas. Por lo tanto, el diseño dispuesto a lo largo del sistema puede requerir de manera típica aproximadamente 4 horas de panel solar expuesto a la luz solar para cargar la batería con energía adecuada para el consumo de la lámpara de aproximadamente 12 horas de iluminación (y 24 horas de operación de la caja de control ya que la caja de control continuamente se opera) .

La energía eléctrica convertida desde el panel solar usualmente se almacena en baterías de "12 voltios" en el sistema comercial. Las así llamadas baterías de "12 voltios" deben operarse en un margen normal dentro de su voltaje terminal máximo (Vx) , el cual puede estar en la cercanía de 13.6 voltios, y su voltaje mínimo (Vn) , el cual puede estar en la cercanía de 10.5 voltios. Las operaciones anormales (ya sea sobrecargar una batería a más de Vx o drenar una batería a menos de Vn) puede dañar la batería acortando su vida, lo cual implica costo innecesario. Por lo tanto, las operaciones anormales de sobrecargar o sobre drenar la batería no son deseables, ni se recomiendan. Por lo tanto, el sistema comercial diseña una unidad de control para supervisar constantemente el voltaje de la terminal de batería para desconectar la carga solar cuando ésta alcanza Vx, y apagar la lámpara cuando ésta alcanza Vn.

La capacidad de almacenamiento de energía, Bx, de la batería se mide en amper-horas (como decir Bx = 150 amper-horas) . La capacidad Bx de almacenamiento de energía se define como la integral de tiempo (en horas) de la corriente de salida a través de la batería (en amperes) mientras que el voltaje terminal de la batería se drena desde el voltaje Vx terminal máximo al voltaje Vn terminal mínimo. Note que cada amper-hora representa una cantidad diferente de energía en la batería; debido a que la energía depende de lo que el voltaje terminal sea cuando se elabora el amper-hora. Además, una batería diferente puede almacenar cantidades ligeramente diferentes de energía en el mismo voltaje terminal para cada amper-hora; debido a que las resistencias internas de la conversión de energía química-eléctrica en cada uno y cada batería pueden ser diferentes. Por lo tanto, el mismo consumo de energía (watt-horas) puede tener un valor un poco diferente del amper-horas en el voltaje terminal diferente de la misma batería. Dicho de una forma diferente, el consumo de energía no puede ser exactamente el mismo valor de amper-horas en el mismo voltaje terminal de diferentes baterías.

Diversos parámetros de diseño ahora se definirán.

El consumo de energía diario en el sistema (incluyendo iluminación, control en las operaciones, e ineficiencia) es "D". El consumo de energía diario en el sistema mínimo es "Dn". El consumo de energía diario máximo es "Dx". La energía eléctrica convertida diaria desde la salida del panel solar y almacenada en la batería es "S". Su valor promedio en 4 horas de luz solar diaria efectiva es "Sa" mientras que su valor máximo es "Sx"; su mínimo es 0. La energía eléctrica almacenada en la batería es "B". La energía de batería mínima MBn" es la energía mínima almacenada en la batería (es decir, Bn = 0) la cual se presenta cuando el voltaje V terminal de la batería se encuentra en su valor mínimo Vn. La energía de batería máxima "Bx" es la energía almacenada en la batería cuando el voltaje V terminal de la batería se encuentra en su valor máximo Vx. La Bx también es denominada la capacidad de la batería. Comercialmente, Bx se representa en amper-horas. Por lo tanto, todas las unidades de energía (B, S o D) presentadas en la presente se convierten en amper-horas de la batería utilizada, a menos que se especifique de otra forma.

Hoy en día, el panel solar es un factor de costo primario y más costoso de los cuatro subsistemas de panel solar (el cual incluye el panel solar, la batería, la lámpara, y el controlador) . Los sistemas de la lámpara solar comercial se diseñan por lo tanto en uso del panel solar minimizado para maximizar el sistema de asequibilidad. Los sistemas de lámpara alimentada con energía solar comerciales existentes todas usan 1.15Dx > Sa > 1.1 Dx. En otras palabras, el tamaño del panel es lo suficientemente grande para que un día de luz solar efectiva sea suficiente para cargar las baterías lo suficiente para proporcionar la energía eléctrica ("Sa") para más de 110 por ciento del consumo de energía máximo de un día ("Dx"); pero definitivamente menos de 115 por ciento del consumo de energía máximo de un día ("Dx") .

Hoy en día, la batería es el segundo factor de costo de los cuatro subsistemas de lámpara solar. La mayoría de los proveedores de lámparas solares comerciales diseñan su capacidad de almacenamiento de batería completa Bx para ser 4Dx> Bx> 3.3Dx. En otras palabras, una batería completamente cargada será suficiente para proporcionar luz más de 3.3 a 4 días de consumo de energía máximo. Algunos diseñadores de lámparas alimentadas con energía solar comercial incrementaron la capacidad de almacenamiento de batería completa Bx hasta 7Dx.

También diseñan su subsistema de control e iluminación (por ejemplo, la lámpara) para mantener el consumo de energía de iluminación "P" (es decir, la cantidad de energía proveniente de la batería para operar la lámpara) constante, o al menos independiente del voltaje terminal. Recordemos que el voltaje terminal V es una función de la energía B almacenada en la batería. Por lo tanto el consumo de energía de sistema diario (en watt-horas) D se expresa como D = (P x T) + 0, en donde T son las horas de iluminación del día (promedio ~ 12 horas) , y 0 son las 24 horas que opera el consumo de energía distinto a la iluminación (utilizada por la caja de control) .

Lo siguiente es un resumen de las características clave de los diseños de panel solar comerciales existentes: (I) El consumo de energía para la operación de sistema diario (incluyendo iluminación de toda la noche y 24 hrs . de operación de la caja de control) se diseña para ser: Dx > D = (P x T) + O watt-horas, en donde P, T, y O se definen en lo anterior; mientras que P se diseña para ser casi un voltaje constante.

(II) El tamaño de panel solar (para proporcionar "S" energía eléctrica en watt-horas para cargar la batería en un día soleado efectivo) se diseña para ser: 1.15Dx > Sa > 1.1 Dx en watt-hrs., con Sa definido en lo anterior.

(III) La batería (utilizada para almacenar la energía eléctrica del panel solar y para proporcionar energía eléctrica para la operación del sistema) se diseña para ser: 7Dx > Bx > 3.3Dx, mientras que Bx se encuentra en su capacidad completa.

Puesto que el consumo de energía diario D es menor que el consumo de energía diario máximo Dx, y dado que la batería se diseña de tal manera que: 7Dx > Bx >3.3Dx, esto se consideró convencionalmente que el diseño convencional puede garantizar adecuadamente la operación durante tres días consecutivos de lluvia. Sin embargo, este no es el caso como se explicará a continuación.

El hecho es que con la entrada de energía solar diaria se resta el consumo de energía diaria requerido, existe sólo una pequeña cantidad de energía que puede ganarse por la batería para incrementar la energía almacenada en cualquier día determinado. Bajo operación normal, los días consecutivos de sol mínimos requeridos para cargar la batería de B = 0, a B = Bx utilizando esta energía residual puede ser: (mínima (Bx) ) / (residuo máximo de (S - D) ) . Dado que la Bx mínima es igual a 3.3Dx, y dado que el residuo máximo de (S-D) puede ser igual a 1.15Dx - Dn, la expresión para los días de sol mínimos puede expresarse como 3.3Dx / (1.15Dx - Dn) . Sin embargo, este valor es aproximadamente igual a 3.3Dx / (1.15Dx - Dx) , el cual puede ser 22 días. Normalmente, pueden tomarse 22 a 50 días de sol normales consecutivos para cargar la capacidad de batería para recuperar el almacenaje de energía completo después de que la batería fue drenada para los productos comerciales existentes. Cualquier día oscuro adicional durante estos días de carga pueden agregar al menos seis días más a su tiempo de recuperación requerido para alcanzar su estado de almacenamiento de energía completo. Cuando se aplica un código estadístico (utilizando el método de la ruleta Rusa) para simular la energía de almacenamiento de batería restante en cualquier comienzo de operación, bajo las condiciones de diseño más óptimas permitidas, los resultados de simulación mostraron que puede ser una situación rara para B > (3D -Sx) . Por lo tanto, puede ser muy seguro asumir que B < (3D -Sx) en el comienzo de la mayor parte del día de operación. En otras palabras, el siguiente análisis de escenario es adecuado para la mayoría del tiempo de operación del sistema (situaciones encontradas muy ordinaria y frecuentemente) .

Incluso cuando la capacidad completa de batería diseñada máxima comercial (Bx = 7Dx) se asume, existen siempre muchas situaciones de operación real que pueden provocar colectivamente que el sistema alcance un estado en el cual la energía almacenada en la batería restante, B, sea menor que (3D - M*Sx) al comienzo de cualquier día determinado; con M=l, o M=2. El sistema puede encontrar un escenario en el que el día siguiente es un buen día soleado promedio seguido por 3 o más días oscuros continuos. Tal sistema no puede proporcionar tres noches adicionales de iluminación .

Para M = 1, esto da B = (3D - Sx) <(3D - 1.15Dx) < (3 - 1.15)*D. En otras palabras, la energía de batería restante al comienzo es menor que 1 y 0.85 días de la energía operacional. Entonces, el panel solar puede cargar solamente la batería para B = (3D - Sx + Sa) (en el siguiente día soleado) . Puesto que Sx > Sa, el valor de B es definitivamente menor que 3D justo antes de encontrar los tres días consecutivos de lluvia. El sistema definitivamente no puede proporcionar iluminación toda la noche en la 3er. noche .

Para M=2, la energía de batería restante puede ser menor que 0.7 días de operación al comienzo. En este caso, no puede existir iluminación en absoluto en la tercera noche durante los tres días consecutivos de lluvia.

Cuando la batería se drena en o antes del comienzo de un día determinado, entonces la lámpara puede proporcionar luz durante la primera noche y parte de la segunda noche, pero no puede iluminar en absoluto durante la 3er noche.

El peor escenario puede ser que la batería se drene en o antes del comienzo del día determinado y seguido por más de tres días consecutivos de lluvia sin luz solar en absoluto después del comienzo del día determinado. En este caso, no habrá iluminación en absoluto durante el anochecer.

Los escenarios anteriores son situaciones de operación muy ordinarias y comúnmente encontradas. Por lo tanto, el análisis de escenario anterior claramente muestra que, bajo los diseños de consumo de energía de iluminación constante, incluso usos de las capacidades de batería diseñadas comercialmente máximas, las lámparas alimentadas con energía solar comerciales con la capacidad de recargar el panel solar diseñado actualmente el cual no cumple su promesa de "mantener la iluminación en cualquiera de los 3 días oscuros continuos". Esto se debe a que durante y después del drenado de la batería, estos sistemas pueden aprovecharse nuevamente para proporcionar sólo alrededor de 1 más (no más de tres días) de iluminación con la luz solar diaria promedio .

Para ilustrar adicionalmente el estudio anterior y para revelar la causa raíz de esta cuestión, vamos a tomar un producto comercial como el peor ejemplo: nosotros compramos una lámpara de calle comercial (con un panel solar de 130W, dos baterías de 110 Ahrs) . Esta lámpara proporciona alrededor de 1600 lúmenes de salida de luz con aproximadamente una potencia de iluminación constante de 28 W y un consumo de caja de control de aproximadamente 6 W de energía promedio. La energía promedio cargada en la batería (Sa) a través del panel solar de 130 que convierte 4 horas luz solar diaria efectiva es de aproximadamente 43.3 Ahr. El consumo de energía diario de esta lámpara de calle (con 12 hrs. de iluminación y 24 hrs. de operación de la caja de control) es aproximadamente 40 Ahr. La ganancia de energía neta de energía solar (sustraer fuera del consumo diario) es solamente alrededor de 3.3 Ahr. Esto significa que puede tomar más de 12 días consecutivos de sol (12 x 3.3 Ahr = 39.6 Ahr) para desplazar un déficit de energía de 1 día oscuro (aproximadamente 40 Ahr) para esta lámpara de calle. El periodo de recuperación de este estado de drenado a almacenamiento completo puede tomar: 220 / 3.3 = 66.7 días consecutivos de sol. Esta lámpara de calle se instala en una ubicación cerca del centro de China con más de 4 horas de luz del sol efectiva promedio anual, y un espacio claro para recibir apropiadamente la luz del sol normal. Esto se inició con una capacidad de batería completa y solamente se opera durante menos de 20 días (hace más de dos años) para encontrar su primera condición de "batería drenada". Después de esto, esta lámpara de calle iniciada para proporcionar alrededor de 1 noche de luz seguida por cada día soleado; y nunca cumplió su promesa de "mantener iluminación en 3 días oscuros consecutivos" desde entonces. Por supuesto, esta lámpara también encontró muchas condiciones de "batería drenada" adicionales desde su instalación desde hace más de 2 años.

Una forma de cumplir con la promesa de iluminación continua durante tres días oscuros consecutivos es incrementar el tamaño del panel solar para proporcionar un factor de tres en la recarga de energía. En este caso, cada entrada de energía solar diaria puede mantener definitivamente el consumo de energía del sistema durante 3 días; incluso la batería se drenó al comienzo de un día soleado. Sin embargo, esto también puede conducir a un costo prohibitivo; y sufrir de asequibilidad.

LA CONCLUSIÓN DEL ESTUDIO: ? partir del estudio anterior, la invención descubrió que existían tres ingredientes clave para lámparas alimentadas con energía solar para mantener su promesa de mantener la iluminación durante más de tres días oscuros consecutivos: (1) que el sistema tenga una capacidad de batería lo suficientemente grande (Bx > 3Dx) , (2) que el sistema tenga un panel solar lo suficientemente grande de tal manera que Sa>3Dx, y (3) que la caja de control reduzca su consumo de energía diario a niveles insignificantes de tal manera que el Dx pueda reducirse sustancialmente . Sin embargo, con el costo de los subsistemas (especialmente, el panel y batería solar) , cuando se imponen los dos ingredientes en el diseño de "potencia de iluminación constante" como en los productos comerciales, incluso con la ayuda gratuita del tercer ingrediente, el sistema resultante puede llegar a alcanzar la brillantez necesaria - pero con costo prohibitivo, o reunir la asequibilidad - pero sin proporcionar suficiente brillantez.

LAS INVENCIONES: Se inventaron además diseños de lámpara de LED novedosos con red de LED pasiva (chips) y resistencias asi como también la caja de control asociada para (superar esta cuestión) proporcionar resistencia de iluminación extra en días oscuros continuos prolongados; incluso cuando se usa el mismo panel y batería solar del sistema comercial. Las etapas de invención se describen como sigue: I . Red pasiva para dar Forma a las características I-V de la lámpara de LED: A través de ensayo y error, se descubrió que se pueden conformar las características I-V de las lámparas de LED utilizando una red pasiva de LED y resistencias. También se encontró que se puede acoplar la red con alguna de las características I-V teóricamente seleccionadas ("deseables") . En otras palabras, su primera etapa es para inventar la configuración de las características I-V de la lámpara de LED a través de LED y la red de resistencia.

II . Identificar las caracteristicas I-V deseadas mediante el análisis teórico : II.A Identificar las I-V para operar en el margen de almacenamiento de batería completo: A través del análisis teórico, se identificaron las características I-V adecuadas para la lámpara de LED que le permite a la lámpara operar en el margen de almacenamiento de batería completa; la cual se caracterizad por su margen de voltaje terminal (es decir, 10.5 a 13.5 voltios para una "batería de 12 voltios" ). Esto significa que estas lámparas de LED pueden variar su consumo de energía como una función del voltaje terminal de batería; P(v).

II .B Identificar las -V para mejorar la eficacia en el drenaje de batería: Se analizaron y se seleccionaron además de lo identificado anteriormente, para obtener un grupo de características I-V que pueden monotónicamente mejorar su eficacia cuando su voltaje terminal disminuye a través del margen de voltaje de batería.

II . C Identificar las I-V para impedir la sobrecarga o sobre drenaje de la batería: Puesto que estas lámparas de LED pueden variar su consumo de energía, P(v) como una función del voltaje terminal de batería; la invención identificó además las I-V de estas lámparas para consumir toda la carga de energía diaria (D(Vx) > Sx) cuando la batería se encuentra en su estado de almacenamiento de energía completo (B = Bx) . Por lo tanto, se impide que la batería se sobrecargue.

La invención además identifica las I-V de estas lámparas para consumir menos de 1/5 de la carga de energía diaria del panel solar cuando el almacenamiento de energía de batería se acerca a la condición drenada; cuanto más cercana la condición de drenaje, menos será el consumo. El valor de D(v) es muy bajo cuando v se aproxima a v = Vn; de tal manera que D (v ~ Vn) < 0.1 Sa. Y el acercamiento al consumo de energía es cero en el estado de drenaje de la batería (P(Vn) < 1 watts); impide que la batería se drene.

III . Integrar todas las invenciones anteriores ellos diseños de lámpara de LED: La invención entonces configuró las características I-V de una lámpara utilizando la red pasiva de LED y resistencias para acoplar la curva de I-V "adecuada" seleccionada. Además, los prototipos se construyeron para verificar que esta lámpara puede realmente operar en el margen de almacenamiento de energía de batería completa. Los sistemas también pueden mejorar su eficacia cuando el almacenamiento de la energía de batería se drena para proporcionar la brillantez por arriba de la requerida. En otras palabras, el sistema novedoso puede continuamente (o paso a paso) mejorar la eficacia cuando el almacenamiento de la energía de batería se drena; y también utiliza su capacidad de almacenamiento de energía completo. Además, estos prototipos también se verifica que sean capaces de impedir que la batería se sobrecargue o se sobre drene.

IV. Diseño de una caja de control para consumir energía en cantidad insignifican e: Puesto que las lámparas de LED diseñadas en lo anterior también pueden proporcionar las funciones de impedir que la batería se sobrecargue o se sobre drene, la caja de control puede ser liberada de su deber de "protección de batería" convencional (la cual consume una cantidad significativa de energía) . Por lo tanto, nos permite diseñar una caja de control para realizar solamente funciones de interrupción de carga de la batería del panel solar (o no) , descargar la electricidad de la batería a las lámparas de LED para iluminación (o no) . Por lo tanto, se diseña tal caja de control utilizando dos relees de enganche para realizar estas dos funciones. La caja de control diseñada entonces consume una cantidad insignificante de energía (< 0.001 amper-horas diariamente) que puede fortalecer aún más la resistencia de iluminación .

V. Optimizar el diseño de sistema: Las resistencias en la red no son elementos emisores de luz; consumen energía sin proporcionar contribución a la iluminación. La invención, por lo tanto, realiza un escrutinio de la red para deshacerse de todas las resistencias innecesarias. Por lo tanto, se fortaleció adicionalmente la resistencia de iluminación del sistema diseñado. Además, la invención realizó las simulaciones de código estadístico para mapear parámetros de diseño permitidos. Los resultados efectivamente guían a optimizar el acoplamiento de subsistemas; y proporciona la trayectoria para minimizar el costo del sistema y para maximizar los rendimientos del sistema.

LOS RESULTADOS PARA IMPLEMENTAR LAS INVENCIONES Los principios descritos en la presente, por otro ' lado, rediseñan el controlador y las lámparas. Como resultado, los sistemas pueden mejorar su eficacia durante el drenado de su almacenamiento de energía. Las lámparas también pueden operarse en el margen completo del almacenamiento de la energía de batería para proporcionar la brillantez requerida en lo anterior. Por lo tanto, este sistema puede proporcionar resistencia de iluminación extra en días oscuros continuos prolongados; incluso cuando usa el mismo panel y batería solar. En otras palabras, las modalidades descritas en la presente pueden hacer la reducción en el consumo de energía mucho más rápido que su reducción de brillantez debido a la eficacia mejorada experimentada cuando se reduce el consumo de energía. Por lo tanto, una energía recargada del día del panel solar existente puede proporcionar más de tres días de operación de energía reducida, con el mismo panel y batería solar.

Por lo tanto, el subsistema de iluminación de acuerdo con las modalidades descritas en la presente varía su consumo de energía de acuerdo con la cantidad de energía eléctrica almacenada en las baterías que soportan las lámparas. Puesto que la energía restante almacenada en una batería puede caracterizarse por su valor de voltaje terminal V, esta invención diseña la potencia de iluminación para ser P = P(V), como función de la V (el voltaje terminal de la batería) . Por lo tanto, las lámparas se diseñan para consumir menos energía cuando el voltaje terminal de las baterías es menor. El Dx requerido es lo suficientemente bajo cuando la energía de batería se encuentra en su fase de bajo almacenamiento, de tal manera que el tamaño de panel solar actual utilizado en el sistema comercial puede proporcionar suficiente Sa para cumplir la Sa> 3Dx para este Dx reducido.

Con el fin de preservar la capacidad de proporcionar la brillantez requerida, los subsistemas de iluminación se diseñan de tal manera que puedan mejorar su eficacia cuando la energía de almacenamiento de batería se drena. En otras palabras, entre menor sea la energía restante almacenada en la batería, menor será el consumo por las lámparas; y todavía la lámpara aún proporciona la brillantez de iluminación requerida al mejorar la eficacia del sistema durante el drenado de energía de batería. Esto es debido a que la reducción en el consumo de energía de iluminación es proporcionalmente mucho más rápida que la reducción resultante en la brillantez. Además, puesto que el subsistema de iluminación diseñado puede variar su consumo de energía, este diseño además se diseña en sus lámparas para consumir toda la carga de energía diaria (D(Vx) > Sx) cuando la batería se encuentra en un estado de almacenaje de energía completo (B = Bx) ; por lo tanto, impidiendo la situación de sobrecarga de la batería (mostrada en las modalidades) . Esta invención además se diseña en sus lámparas para consumir menos que un cuarto de la carga de energía diaria por el panel solar cuando el almacenamiento de la energía de batería se acerca a la condición de drenaje. Entre más cercano esté a la condición drenada completa, menor será el consumo de la lámpara, con aproximación de consumo de energía en cero en el estado de drenaje de la batería (D(Vn) < 1 watts); evitando la situación de sobre drenaje.

Por lo tanto, las modalidades de subsistema de iluminación, descritas en lo anterior, pueden obtener dos beneficios: (1) una carga solar de día soleado puede almacenar suficiente energía en la batería para más de tres días de iluminación de noche sin otra entrada de energía; como se muestra en las modalidades; y (2) la sobrecarga o el sobre drenado de la batería se impiden sin la intervención de la caja de control activo. Las modalidades permiten a un controlador entonces sólo realizar las funciones de conmutación de encendido/apagado para la carga y descarga de la batería. Esta función de conmutación consume una cantidad insignificante de energía diariamente.

Como se muestra en las modalidades; cuando se remplazan las unidades de iluminación de LED y la unidad de control asociada para incorporar esta invención, el sistema comercial puede entonces proporcionar una brillantez de una mejor iluminación en las primeras tres noches; iniciando con la capacidad de almacenamiento de batería completa. Después de eso, puede aún mantenerse la iluminación por encima de la brillantez requerida durante tres noches adicionales sin ninguna entrada de energía para estos 6 días consecutivos. Además, este sistema tiene un costo menor que el sistema original .

Cuando se optimiza en el rendimiento del sistema, también con el costo de sistema restringido para estar por debajo de las lámparas de calle alimentadas con energía solar comerciales, los sistemas diseñados novedosos pueden sustituir más de nueve días consecutivos de lluvia. Además, se proporciona mejor brillantez que los paneles solares comerciales durante las primeras tres noches. El sistema entonces continúa proporcionando en > 0.9 en brillantez del día previo para un extra de seis días oscuros consecutivos sin apagarse. Además, este sistema se aprovecha nuevamente para proporcionar iluminación durante más de tres noches adicionales, con sólo 4 horas de luz solar efectiva en el 10o día .

Habiendo descrito los principios generales de las modalidades descritas en la presente, las modalidades de los mismos ahora se describirán con respecto a las Figuras 1 a 5.

La Figura 1 ilustra un sistema 100 de la lámpara alimentada con energía solar que incluye cuatro subsistemas tales como una batería 110, un panel 120 solar, una lámpara 130, y un controlador 140. La luz originada del sol es incidente sobre el panel 120 solar. El panel 120 solar puede ser un solo panel solar o una red de paneles solares. Además, el panel solar puede ser un panel solar que existe actualmente, o puede ser un panel solar que se desarrolle en el futuro. Sin embargo, como se mencionó en lo anterior, el rendimiento mejorado puede obtenerse incluso utilizando paneles solares existentes. El panel 120 solar convierte al menos una porción de la luz incidente en electricidad con una eficiencia particular que puede variar dependiendo del tipo de panel solar.

Un circuito 121 de enrutamiento de recolección de energía se configura para enrutar la energía eléctrica del panel 110 solar a una batería 120 cuando el panel 120 solar y la batería 110 se acoplan como se ilustra. De esta manera, el circuito 121 de enrutamiento de recolección de energía canaliza la electricidad desde el panel 120 solar hasta la batería 110 para cargar la batería e incrementar por consiguiente el almacenamiento de energía durante las condiciones de sol. Aunque la batería 120 puede ser cualquier tipo de batería, los principios descritos en la presente permiten mejorar el rendimiento incluso utilizando la misma batería como el sistemas de la lámpara solar convencional. De hecho, los principios descritos en la presente pueden ampliarse a un caso en el cual el elemento 110 es cualquier fuente de energía eléctrica de tal manera que, por ejemplo, un dispositivo de suministro de energía soportado por una red de energía eléctrica. En este caso, puede no ser necesario que el sistema 100 de lámpara incluya un panel 120 solar o circuito 121 de enrutamiento de recolección de energía. Por lo tanto, el sistema de lámpara puede no tener ninguna "batería" física. De hecho, la batería 110 puede remplazarse por "una fuente de energía eléctrica". La batería 110 se describirá en lo sucesivo y es solamente un ejemplo de una de tal fuente de energía eléctrica.

Un circuito 122 de enrutamiento de consumo de energía se configura para enrutar selectivamente la energía eléctrica de la batería 110 (o más ampliamente, la "fuente de energía eléctrica") a una lámpara 130 cuando la batería 110 y lámpara 130 se acoplan como se ilustra. De esta manera, el circuito 122 de enrutamiento de consumo de energía canaliza la electricidad de la batería 110 (o más ampliamente, la "fuente de energía eléctrica") a la lámpara 130 cuando la lámpara está consumiendo electricidad durante condiciones de oscuridad. En algunas modalidades, la lámpara 130 puede emitir luz desde uno o más diodos emisores de luz (LED) y/o puede ser una lámpara de calle que se eleva por arriba de una calle, camino, sendero, o área.

Un controlador 140 se configura para canalizar selectivamente la electricidad desde el panel 120 solar hasta la batería 110 mediante el circuito 121 de enrutamiento de recolección de energía durante las condiciones de luz, y se configura selectivamente para canalizar la electricidad desde la batería 110 hasta la lámpara 130 durante condiciones de oscuridad. El controlador 140 puede ser muy simple a medida que se realiza una función de conmutación de encendido/apagado simple. Por consiguiente, la energía diaria consumida por el controlador puede ser muy baja como se menciona en lo anterior. Dependiendo de la fuente de energía eléctrica, en algunos casos (tal como el caso de una red de energía eléctrica) tal canalización selectiva no será necesaria .

El sistema 100 de lámpara solar se configura de tal manera que cuando el circuito 122 de enrutamiento de consumo de energía enruta la energía eléctrica desde la batería 110 (o más ampliamente, la "fuente de energía eléctrica") hasta la lámpara 130, el sistema 100 ajusta la cantidad de energía suministrada a lo largo del circuito 122 de enrutamiento de consumo de energía hacia abajo como una función de una cantidad restante de energía eléctrica disponible en la batería. Como se menciona en lo anterior, puesto que el voltaje terminal V es una función de la energía eléctrica restante en la batería, esto puede lograrse utilizando el voltaje terminal. En el caso más general de una fuente de energía eléctrica, esto puede hacerse basado en cualquier parámetro que se relacione con la energía disponible en la fuente de energía eléctrica. Además, como se menciona en lo anterior, esta reducción en el consumo de energía puede ser mayor en proporción que la reducción en las emisiones de luz debido a la eficacia mejorada en el menor consumo de energía.

En algunas modalidades, la reducción en el consumo de energía cuando el voltaje terminal (o más generalmente la energía disponible o la potencia en la fuente de energía eléctrica) declina puede lograrse utilizando una red pasiva. Por ejemplo, la red 131 pasiva puede incluirse dentro de la lámpara, y puede incluir diodos de LED, y potencialmente también resistencias. Un diseño específico se describirá con respecto a la Figura 5. Sin embargo, los principios de la presente invención no se limitan a tal diseño. Por ejemplo, una red pasiva puede enrutar la corriente a través de las caídas de voltaje de tal manera que cuando el voltaje en la entrada de la red pasiva sea mayor (reflectivo de un voltaje de terminal de batería mayor) , más diodos de LED en la red pasiva se emiten activamente que aquellos cuando el voltaje en la entrada de la red pasiva es menor. Por lo tanto, cuando el voltaje terminal se reduce, también lo hace el número e intensidad de diodos de LED que se emiten en la red pasiva.

Los principios descritos en la presente no se limitan a la relación funcional particular entre la energía consumida por la lámpara 130 y el voltaje terminal de la batería 110. No obstante, es más ventajoso cuando la relación se define de tal manera que una reducción en el consumo de energía provoca una reducción proporcionalmente menor en las emisiones de luz.

La Figura 2 ilustra una representación 200 gráfica aproximada de una relación entre el consumo de energía y la luminosidad para una lámpara construida con una red de diodos emisores de luz y resistencias. La luminosidad se encuentra sobre el eje 201 vertical, y la energía eléctrica se encuentra sobre el eje 202 horizontal. La relación se aproxima con la curva 210 solamente para mostrar los principios abstractos. La forma precisa de la curva puede diferir de acuerdo con el tipo de LED de que se encuentra comprendida la lámpara, y también el diseño de la lámpara; especialmente la disipación térmica que determina la temperatura de las uniones emisoras de luz. La temperatura de unión puede afectar de manera crítica la cantidad de salida de luz; por lo tanto la capacidad de disipación térmica críticamente determina la función de luminosidad como la función de entrada de potencia al LED.

No obstante, cada lámpara de LED tiene una región 211 inactiva en la cual la energía eléctrica se encuentra cerca o por debajo del umbral del diodo de LED por consiguiente siendo demasiado bajo para provocar emisiones de luz significativas desde el diodo; incluso parte de la región 211 puede proporcionar muy alta eficacia pero no una gran cantidad de luminosidad.

Cada lámpara de LED también tiene una región 212 lineal que se encuentra por arriba del umbral del diodo de LED, provocando una relación aproximadamente lineal entre el cambio en la energía eléctrica, y el cambio en la luminosidad. Esta región mantiene casi una eficacia constante con cantidad significativa de luminosidad.

Cada lámpara de LED también tiene una región 213 de saturación en la cual incrementos en la energía eléctrica provocan un incremento menor proporcionado en luminosidad. Establecido diferencialmente, en la región 213 de saturación, las reducciones en la energía eléctrica provocan una reducción menos proporcional en luminosidad. Se encuentra en la región de saturación que la mayoría de las luces de LED operan. Por consiguiente, las reducciones en la energía eléctrica proporcionan a la lámpara (de tal cantidad 221 a 222), lo que provoca una reducción proporcionalmente menor en luminosidad (de la cantidad 231 a 232) como se ilustra. Existen otros parámetros importantes indicados en la Figura 2. La cantidad mínima requerida de luminosidad se indica como la línea 233; y la potencia correspondiente se indica como la línea 223. Esta línea 223 puede caer dentro de la región definida como 212. Por lo tanto, las lámparas deben diseñarse para operar en la región por arriba de 212a para proporcionar más del nivel de luminosidad especificado. De hecho, el voltaje correspondiente a la región de potencia 213 (es decir, 12.3 a 13.5 voltios) debe coincidir con la mayoría de la región de potencia operacional diseñada (por arriba de la región 212b) para el diseño, el margen de voltaje de batería correspondiente para la región operacional diseñada es de 11.5 a 13.5 voltios. En otras palabras, las características I-V de las lámparas diseñadas se configuran para coincidir con estos requisitos.

No se limita a la relación funcional entre la potencia suministrada a la lámpara y el voltaje terminal. Sin embargo, la Figura 3 ilustra una relación 300 gráfica en la cual la relación 301 es una función escalonada. La Figura 4 ilustra una relación 400 gráfica en la cual la relación 401 es una función continua. La función actual puede ser una combinación de una función escalonada y función continua.

La Figura 5 ilustra una red 500 pasiva que puede utilizarse como la red 131 pasiva de la Figura 1. La red 500 pasiva incluye componentes pasivos múltiples que incluyen una combinación de diodos de LED y resistencias. Como se muestra en la figura 5, un ensamble de iluminación consiste de 24 LED (etiquetados LD1 hasta LD24) los cuales se encuentran en red en dos grupos, cada grupo se acopla en paralelo entre las terminales V+ y V- de batería.

Uno de los grupos de LED consiste de una conexión en serie de cuatro subgrupos de LED. Cada subgrupo de LED consiste de números diferentes de LED en conexión en paralelo. Por ejemplo, un grupo de LED consiste de una serie de cuatro subgrupos, en donde el primer subgrupo de LED consiste de cuatro LED paralelos LD3 a LD6, el segundo subgrupo de LED consiste de tres LED paralelos LD10 a LD12, el tercer subgrupo de LED consiste de tres LED paralelos LD16 a LD18, y el cuarto subgrupo de LED consiste de cuatro LED paralelos LD21 a LD24. El otro de los grupos de LED también consiste de una conexión en serie de cuatro subgrupos de LED que consisten de números diferentes de LED en paralelo. Por ejemplo, este otro grupo de LED consiste de una serie de cuatro subgrupos, en donde el primer subgrupo de LED consiste de dos LED paralelos LD1 a LD2, el segundo subgrupo de LED consiste de tres LED paralelos LD7 a LD9, el tercer subgrupo de LED consiste de tres LED paralelos LD13 a LD15, y el cuarto subgrupo de LED consiste de dos LED paralelos LD19 a LD20. Observe que el primer subgrupo de LED, LD3 a LD6 en el primer grupo de LED también ha acoplado en paralelo 16 resistencias Rl a R16, y que los cuatro subgrupos de LED, LD 21 a LD24 también han acoplado en paralelo 16 resistencias R17 a R32.

Esta red de LED puede visualizarse como una red de resistencias variables de voltaje determinado; y por lo tanto la red puede llevar diferentes corrientes cuando el voltaje terminal es diferente. Entre más pequeño sea el voltaje terminal, más pequeña será la corriente en esta red. Por lo tanto, entre más pequeño sea el voltaje terminal, más pequeña será la cantidad de energía consumida por la red.

La Tabla 1 lista los consumos de energía medidos de este ensamble (red) con los voltajes terminales que varían de 13.5 voltios hasta 10.5 voltios como sigue: Tabla 1 Como se muestra, el consumo de energía disminuye monotónicamente de 40.2 watts a 13.5 voltios hasta 6.67 watts a 11.5 voltios (por un factor de alrededor de 6).

Por supuesto, la salida de luz en este ensamble (red de LED) también varía con la corriente portante. Entre más pequeña sea la corriente portada, más pequeña será la salida de luz que puede producirse. En otras palabras, entre más pequeño sea el consumo de potencia por la red de LED, más pequeña será la salida de luz que la red de LED puede proporcionar. Se impone el requisito de salida de luz mínima especificada comercialmente, Lm > 1500 lm; y pretende utilizar 3 ensambles en paralelo para proporcionar la iluminación. Los requisitos de salida de luz para cada ensamble necesitan estar por arriba de 500 lm.

Como se muestra en la Tabla 1, la salida de luz medida disminuye de 2331.6 lúmenes con 40.2 watts de consumo de energía (a 13.5 voltios) monotónicamente hasta 580.7 lúmenes con 6.67 watts de consumo de energía (a 11.5 voltios) . Puede esperarse a partir de eso que la salida de luz de estos 3 ensambles de lámpara combinada deben emitir más de 6994.8 lm a 13.5 voltios; y emitir más de 1740 lm cuando el voltaje terminal de batería está por arriba de 11.5 voltios (que cumple el requisito de iluminación de más de 1500 lm) .

Las mediciones realizadas para determinar el almacenamiento de energía utilizando dos baterías de 110 Ahr compradas para dar una combinación de capacidades de almacenamiento de energía de 220 Ahr. Se determinó que a partir de V = 10.5 a 11.5 voltios hasta alrededor de 50 Ahr; y también de 10.5 a 13.5 voltios para ser de aproximadamente 225 Ahr. Por lo tanto, la salida de energía a partir de la descarga de una batería de 220 Ahr de 13.5 voltios hasta 11.5 voltios puede ser más de 170 Ahr en energía; más de (220 -50)/ 220 = 77.27% de la capacidad de energía de batería.

El tiempo de descarga también se midió. La medición realizada utiliza una lámpara consistente de 3 unidades de los elementos de iluminación designados en lo anterior. Esta lámpara descarga una batería de 220 Ahr de V = 13.5 voltios hasta V = 11.5 voltios, y después hasta 10.5 voltios. El resultado medido muestra que esto toma más de 75 horas de tiempo de descarga para lograr 13.5 a 11.5 voltios de experimento. Por lo tanto, esperamos que la lámpara pueda proporcionarse por arriba de la salida de luz requerida para más de 6 noches (con iluminación de 12 horas por noche) . La energía restante por debajo de 11.5 voltios a 10.5 voltios aún puede proporcionar una salida de luz reducida para más de 38 horas adicionales.

Por lo tanto, sin salida de energía, el tiempo de iluminación medido combinado puede exceder 9 noches (12 horas/noche) . El sistema puede proporcionar iluminación por más de 6 noches por arriba del nivel requerido, y más de 3 noches adicionales en niveles de iluminación reducidos al final. También, un día soleado normal (con 4 horas de luz de sol efectivas en el 10o. dia) puede hacer que el sistema aprovecha nuevamente el almacenamiento de energía para proporcionar al menos iluminación de 3 noches.

Cuando se calcula, la eficacia de este ensamble (red de LED) se incrementa monotónicamente de 58 lúmenes por watt a 13.5 voltios hasta más de 87 lúmenes por watt a 11.5 voltios. El valor de eficacia calculado incrementado a 99.2 lm por watt a 10.5 voltios; como se tabula en la tabla.

La presente invención puede representarse en otras formas especificas sin apartarse de su espíritu o características esenciales. Las modalidades descritas se considerarán en todos los aspectos sólo como ilustrativas y no restrictivas. El alcance de la invención, por lo tanto, se indica por las reivindicaciones anexas más que por la descripción anterior. Todos los cambios que vienen dentro del significado y margen de equivalencia de las reivindicaciones se abarcarán dentro de su alcance.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo caracterizado porque comprende: un circuito de enrutamiento de consumo de energía configurado para enrutar selectivamente energía eléctrica desde una fuente de energía eléctrica hasta una lámpara cuando el circuito de enrutamiento de consumo de energía se . acopla a la fuente de energía eléctrica y a la lámpara; en donde cuando el circuito de enrutamiento de consumo de energía enruta la energía eléctrica desde la fuente de energía eléctrica hasta la lámpara, el dispositivo se configura para ajustar la cantidad de potencia suministrada a lo largo del circuito de enrutamiento de consumo de energía descendente como una función de energía disponible en la fuente de energía eléctrica, de tal manera que la reducción en la energía disponible en la fuente de energía eléctrica provoca una reducción menos proporcional en la luminosidad de la lámpara.

2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo se configura para ajustar la cantidad de potencia suministrada a lo largo del circuito de enrutamiento de consumo de energía al utilizar una red pasiva de una pluralidad de componentes pasivos en la lámpara.

3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la pluralidad de componentes pasivos incluye una pluralidad de diodos emisores de luz.

4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la pluralidad de componentes pasivos incluye una pluralidad de resistencias.

5. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la función incluye una función escalonada.

6. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la función incluye una función continúa.

7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de energía eléctrica es una batería.

8. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la función es una función de un voltaje de terminal de la batería.

9. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque comprende: un circuito de enrutamiento de recolección de energía configurado para enrutar la energía eléctrica desde una fuente de energía eléctrica hasta la batería cuando el circuito de enrutamiento de recolección de energía se acopla a la fuente de energía eléctrica y la batería.

10. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque comprende: la fuente de energía eléctrica acoplada al circuito de enrutamiento de recolección de energía es un panel solar.

11. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende: la lámpara acoplada al circuito de enrutamiento de consumo de energía.

12. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la lámpara es una lámpara de diodo emisor de luz (LED) .

13. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la lámpara es una lámpara de calle elevada.

14. Un método para operar una lámpara caracterizado porque comprende : un acto para canalizar electricidad desde una fuente de energía eléctrica hasta una lámpara cuando la lámpara está consumiendo electricidad; y un acto para ajusfar descendente la cantidad de energía canalizada a la lámpara como una función de energía disponible en la fuente de energía eléctrica, de tal manera que la reducción en la energía disponible en la fuente de energía eléctrica provoca una reducción menos proporcional en luminosidad de la lámpara.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la función es una función de voltaje terminal de la batería.

16. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la lámpara es una lámpara de diodo emisor de luz (LED) .

17. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la lámpara es una lámpara de calle elevada .

18. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la fuente de energía eléctrica es una batería.

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque comprende: un acto para canalizar electricidad desde un panel solar hasta la batería cuando el panel solar se encuentra generando electricidad.

20. Un sistema de lámpara caracterizado porque comprende : una terminal de fuente de energía eléctrica; una lámpara; y un dispositivo configurado para enrutar selectivamente la energía eléctrica desde la terminal de fuente de energía eléctrica a la lámpara cuando el circuito de enrutamiento de consumo de energía se acopla a la fuente de energía eléctrica y a la lámpara, el dispositivo además se configura para ajustar la cantidad de energía suministrada a la lámpara descendente como una función de energía disponible en la fuente de energía eléctrica, de tal manera que la reducción en la energía disponible en la fuente de energía eléctrica provoca una reducción menos proporcional en la luminosidad de la lámpara.