RU93931U1

RU93931U1 - OFFLINE PHOTOELECTRIC LIGHT-LAMP

Info

Publication number: RU93931U1
Application number: RU2009148442/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Федорович Герасев; Александр Васильевич Семененко; Сергей Константинович Сигалаев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии"
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2010-05-10

Abstract

Автономный фотоэлектрический фонарь-светильник, включающий солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер, предназначенный для осуществления зарядки упомянутого аккумулятора энергией, получаемой от упомянутой солнечной батареи, и светильник на основе светодиодов, управление токов светодиодов которого осуществляет упомянутый контроллер, отличающийся тем, что указанная солнечная батарея выполнена двусторонней, указанный аккумулятор является литийионным, а указанный контроллер выполнен таким, что дополнительно к осуществлению контроля зарядки аккумулятора осуществляет функцию управления яркостью светильника в зависимости от изменения уровня естественной освещенности и освещенности в различное время суток. A stand-alone photoelectric lamp-lamp, including a solar battery, an electric energy battery, a controller for charging said battery with energy received from said solar battery, and a lamp based on LEDs, the LED currents of which are controlled by said controller, characterized in that said solar the battery is double-sided, said battery is lithium-ion, and said controller is configured such that, in addition to suschestvleniyu carries out battery charging control lamp brightness control function depending on changes in the level of natural light and illumination at different times of day.

Description

Полезная модель относится к автономным устройствам наружного освещения и может быть использовано при их производстве, установке и эксплуатации.The utility model relates to stand-alone outdoor lighting devices and can be used in their manufacture, installation and operation.

Уровень техникиState of the art

Известен солнечный светильник [RU 2182287], состоящий из солнечной батареи, химического аккумулятора, контроллера заряда аккумулятора, соединительных проводников и люминесцентной лампы. Недостатком указанного известного светильника является низкий КПД преобразования солнечной энергии, падающей на солнечную батарею, в световую энергию люминесцентной лампы.Known solar lamp [RU 2182287], consisting of a solar battery, a chemical battery, a battery charge controller, connecting conductors and a fluorescent lamp. The disadvantage of this known lamp is the low efficiency of the conversion of solar energy incident on the solar battery into the light energy of a fluorescent lamp.

Известен также солнечный фотоэлектрический светильник [RU 2241176], содержащий солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер заряда аккумулятора, соединительные проводники и светильник на основе скоммутированных светодиодов, который выбран в качестве прототипа данного предлагаемой полезной модели. Недостатком указанного фотоэлектрического светильника также является недостаточно высокий КПД преобразования солнечной энергии, падающей на солнечную батарею, в световую энергию светильника. Целью данной полезной модели являются устранение указанного недостатка и повышение КПД указанного преобразования и, соответственно, уменьшение размеров и стоимости указанной солнечной батареи, увеличение продолжительности эксплуатации фонаря-светильника без обслуживания и улучшение качества освещенности, создаваемой указанным фонарем-светильником.Also known solar photovoltaic lamp [RU 2241176], containing a solar battery, an electric energy battery, a battery charge controller, connecting conductors and a lamp based on commutated LEDs, which is selected as a prototype of this proposed utility model. The disadvantage of this photovoltaic lamp is also not a high efficiency conversion of solar energy incident on the solar battery into the light energy of the lamp. The purpose of this utility model is to eliminate this drawback and increase the efficiency of the specified conversion and, accordingly, reduce the size and cost of the specified solar battery, increase the duration of operation of the lamp-lamp without maintenance and improve the quality of illumination created by the specified lamp-lamp.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Указанные цели достигаются за счет того, что в известном солнечном фотоэлектрическом светильнике, включающем солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер, соединительные проводники и светильник на основе светодиодов, указанная солнечная батарея выполнена двусторонней, указанный аккумулятор является литий ионным, а указанный контроллер выполнен таким, что дополнительно к контролю зарядки аккумулятора способен выполнять функцию управления яркостью светильника в зависимости от изменения уровня естественной освещенности и требований к освещенности в различные периоды времени суток.These goals are achieved due to the fact that in a known solar photovoltaic lamp including a solar battery, an electric energy accumulator, a controller, connecting conductors and a LED-based lamp, said solar battery is double-sided, said battery is lithium-ion, and said controller is made such which, in addition to controlling battery charging, is able to perform the function of controlling the brightness of the lamp depending on changes in the level of natural light irradiance and lighting requirements at different time periods of the day.

Описание работы предлагаемого автономного фотоэлектрического фонаря-светильникаDescription of the work of the proposed stand-alone photoelectric flashlight lamp

На Фиг.1 схематически изображен предлагаемый автономный фотоэлектрический фонарь-светильник, гдеFigure 1 schematically depicts the proposed autonomous photoelectric lamp-lamp, where

1 - двусторонняя солнечная батарея,1 - double-sided solar battery,

2 - литий ионный аккумулятор электрической энергии,2 - lithium-ion battery of electric energy,

3 - светильник на основе светодиодов,3 - a lamp based on LEDs,

4 - контроллер.4 - controller.

Предлагаемый автономный фотоэлектрический фонарь-светильник работает следующим образом. Автономный фотоэлектрический фонарь-ветильник устанавливается на несущей конструкции так, что лицевая сторона указанной солнечной батареи (1) обращена к югу (при установке в северном полушарии) или к северу (при установке в южном полушарии) с наклоном под углом к горизонту, равным географической широте места установки. Этим обеспечивается максимально возможный среднесуточный поток солнечного света на поверхность неподвижной солнечной батареи. В случае установки предлагаемого автономного фотоэлектрического фонаря-светильника в гористой местности указанный угол наклона следует поправить с учетом отличия линии горизонта от окружности. Указанная поправка находится экспериментально в таком случае. Применение двусторонней солнечной батареи дает увеличение ее мощности от 50% до 80% по сравнению с односторонней батареей при одинаковых размерах. Выход солнечной батареи соединен с управляющим входом контроллера (4), и внутри контроллера через первый коммутатор с системой зарядки указанного литий ионного аккумулятора электрической энергии (2), применение которого уменьшает вес, увеличивает долговечность и надежность предлагаемого автономного фотоэлектрического фонаря-светильника. В свою очередь указанный аккумулятор соединен с системой питания контроллера и через второй коммутатор - с системой питания указанного светильника на основе светодиодов. Отметим особо, что указанная солнечная батарея, кроме своей основной функции (преобразования энергии солнечного света в электрическую энергию для питания светильника) в данной полезной модели является также датчиком уровня естественной освещенности. При понижении уровня естественной освещенности до заданного в месте установки автономного фотоэлектрического фонаря-светильника в вечернее время на основе данных, поступающих на управляющий вход указанного контроллера, последний вырабатывает сигнал включения указанного светильника на основе светодиодов на минимальном уровне тока светодиодов и постепенного увеличения тока до максимального. В утренние часы обеспечивается, соответственно, постепенное понижение указанного тока светодиодов до их полного отключения. Применяемое таким образом управление током светодиодов светильника обеспечивает увеличение КПД преобразования солнечной энергии, падающей на солнечную батарею, в полезную световую энергию светильника в среднем на 20%. Дополнительное увеличение КПД может получаться за счет того, что в применяемом контроллере заложена функция понижения уровня освещенности в поздние ночные часы, когда в конкретных условиях это предусматривается штатным режимом эксплуатации предлагаемого автономного фотоэлектрического фонаря-светильника.The proposed standalone photoelectric lamp-luminaire operates as follows. A stand-alone photoelectric flashlight is installed on the supporting structure so that the front side of the indicated solar battery (1) is facing south (when installed in the northern hemisphere) or north (when installed in the southern hemisphere) with an inclination at an angle to the horizon equal to geographic latitude installation location. This ensures the maximum possible average daily flow of sunlight onto the surface of a stationary solar battery. In the case of installing the proposed stand-alone photoelectric lamp-luminaire in mountainous terrain, the indicated inclination angle should be corrected taking into account the difference between the horizon line and the circle. The indicated correction is found experimentally in this case. The use of a two-sided solar battery gives an increase in its power from 50% to 80% compared with a single-sided battery with the same size. The output of the solar battery is connected to the control input of the controller (4), and inside the controller through the first switch with a charging system of the indicated lithium-ion electric energy battery (2), the use of which reduces weight, increases the durability and reliability of the proposed stand-alone photoelectric flashlight. In turn, the specified battery is connected to the power supply system of the controller and through the second switch to the power supply system of the specified lamp based on LEDs. We note especially that this solar battery, in addition to its main function (converting the energy of sunlight into electrical energy to power the lamp) in this utility model, is also a sensor of the level of natural light. When the level of natural illumination is reduced to a predetermined autonomous photoelectric lamp-luminaire in the evening, based on the data received at the control input of the specified controller, the latter generates a signal to turn on the specified lamp based on the LEDs at the minimum current level of the LEDs and gradually increase the current to the maximum. In the morning hours, accordingly, a gradual decrease in the indicated current of the LEDs is provided until they are completely turned off. The current control of the LEDs of the luminaire used in this way provides an increase in the efficiency of conversion of solar energy incident on the solar battery into useful light energy of the luminaire by an average of 20%. An additional increase in efficiency can be obtained due to the fact that the controller used has the function of lowering the level of illumination in the late night hours, when in specific conditions this is provided for by the standard operating mode of the proposed stand-alone photoelectric flashlight.

Таким образом, применение данной полезной модели обеспечивает достижение поставленных целей, а именно, повышение КПД преобразования солнечной энергии, падающей на солнечную батарею, в полезную световую энергию светильника и соответственно уменьшение размеров и стоимости указанной солнечной батареи, увеличение продолжительности эксплуатации фонаря-светильника без обслуживания и улучшение качества освещенности, создаваемой указанным фонарем-светильником.Thus, the use of this utility model ensures the achievement of goals, namely, increasing the efficiency of converting solar energy incident on the solar battery into usable light energy of the lamp and, accordingly, reducing the size and cost of this solar battery, increasing the duration of operation of the lamp-lamp without maintenance and improving the quality of illumination created by the specified lamp-lamp.

Пример реализации полезной моделиUtility Model Implementation Example

Предлагаемая полезная модель было реализовано ООО «Новые энергетические технологии» в работе по освещению автомобильной дороги в Белгородской области длиной 3 км. Автономные фотоэлектрические фонари-светильники снабжены двусторонними солнечными батареями фирм «Солэкс», «Солнечный ветер» размером 158,5 на 80,5 см, литий ионными аккумуляторами фирм «Санье», «Тошиба» емкостью 28 Ампер*часов и светодиодными светильниками фирмы «Фокус», «Ледел». Контроллер, выполненный в соответствии с предлагаемой полезной моделью, обеспечивает включение и ступенчатое повышение тока светильников в вечернее и понижение указанного тока и его выключение в утреннее время. Примененные автономные фотоэлектрические фонари-светильники показали высокую надежность при эксплуатации в течение уже 2 лет. Таким образом, реализуемость и полезность предложенной полезной моделью была показана на практике.The proposed utility model was implemented by New Energy Technologies LLC in the work on lighting a highway in the Belgorod Region with a length of 3 km. Autonomous photovoltaic lanterns-luminaires are equipped with two-sided solar panels from Solex, Solar Wind, size 158.5 by 80.5 cm, lithium-ion batteries from Sagnier, Toshiba with a capacity of 28 Ampere * hours and LED lamps from Focus ”,“ Ledel ”. The controller, made in accordance with the proposed utility model, provides for switching on and stepwise increasing the current of the lamps in the evening and lowering the specified current and turning it off in the morning. The applied autonomous photoelectric flashlights-luminaires have shown high reliability in operation for 2 years already. Thus, the feasibility and utility of the proposed utility model has been shown in practice.

Claims

A stand-alone photoelectric lamp-lamp, including a solar battery, an electric energy battery, a controller for charging said battery with energy received from said solar battery, and a lamp based on LEDs, the LED currents of which are controlled by said controller, characterized in that said solar the battery is double-sided, said battery is lithium-ion, and said controller is configured such that, in addition to suschestvleniyu carries out battery charging control lamp brightness control function depending on changes in the level of natural light and illumination at different times of day.