RU96925U1 - Фотоэлектрический фонарь-светильник - Google Patents
Фотоэлектрический фонарь-светильник Download PDFInfo
- Publication number
- RU96925U1 RU96925U1 RU2010117011/07U RU2010117011U RU96925U1 RU 96925 U1 RU96925 U1 RU 96925U1 RU 2010117011/07 U RU2010117011/07 U RU 2010117011/07U RU 2010117011 U RU2010117011 U RU 2010117011U RU 96925 U1 RU96925 U1 RU 96925U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lamp
- specified
- solar battery
- battery
- rotary mechanism
- Prior art date
Links
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
1. Фотоэлектрический фонарь-светильник, включающий солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер и светильник на основе светодиодов, отличающийся тем, что указанная солнечная батарея выполнена двусторонней и закреплена на несущей штанге, соединенной с поворотным механизмом, способным изменять ступенчато ориентацию плоскости указанной солнечной батареи в направлении восток-запад, указанный аккумулятор представляет собой литий ионный аккумулятор электрической энергии, а указанный контроллер выполнен таким образом, что дополнительно к контролю зарядки аккумулятора выполняет функцию управления указанным поворотным механизмом и функцию управления яркостью светильника в зависимости от изменения уровня естественной освещенности и требований к освещенности в различные периоды времени суток. ! 2. Фотоэлектрический фонарь-светильник по п.1, отличающийся тем, что указанная солнечная батарея установлена лицевой стороной в южном направлении при установке в северном полушарии или в северном направлении при установке в южном полушарии и закреплена на указанной несущей штанге, соединенной с указанным поворотным механизмом так, что ось поворота указанной солнечной батареи в направлении восток-запад расположена под углом к горизонту, равным географической широте места установки фотоэлектрического фонаря-светильника с поправкой на отличие линии горизонта от окружности для места указанной установки. ! 3. Фотоэлектрический фонарь-светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный поворотный механизм включает шаговый электродвигатель с реверсом.
Description
Полезная модель относится к автономным устройствам наружного освещения и может быть использовано при их производстве, установке и эксплуатации.
Уровень техники
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.
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 является устранение указанного недостатка и повышение КПД преобразования солнечной энергии, падающей на солнечную батарею, в полезную световую энергию светильника и соответственно уменьшение размеров и стоимости указанной солнечной батареи и улучшение качества освещенности, создаваемой указанным фонарем - светильником.
Раскрытие полезной модели
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 и закреплена на несущей штанге, соединенной с поворотным механизмом, способным изменять ступенчато ориентацию плоскости указанной солнечной батареи в направлении восток - запад, указанный аккумулятор является литий ионным, а указанный контроллер выполнен таким, что дополнительно к контролю зарядки аккумулятора способен выполнять функцию управления указанным поворотным механизмом и функцию управления яркостью светильника в зависимости от изменения уровня естественной освещенности и требований к освещенности в различные периоды времени суток, а также за счет того, что указанная солнечная батарея установлена лицевой стороной в южном направлении (при установке в северном полушарии) или в северном направлении (при установке в южном полушарии) и закреплена на указанной несущей штанге, соединенной с указанным поворотным механизмом так, что ось поворота указанной солнечной батареи в направлении восток - запад расположена под углом к горизонту, равным географической широте места установки фотоэлектрического фонаря - светильника с поправкой на отличие линии горизонта от окружности для места указанной установки и за счет того, что указанный поворотный механизм включает шаговый электродвигатель с реверсом.
Описание работы предлагаемого фонаря - светильника
На Фигуре схематически изображен предлагаемый фотоэлектрический фонарь - светильник, где 1 - двусторонняя солнечная батарея, 2 - несущая штанга, 3 - поворотный механизм, 4 - литий ионный аккумулятор электрической энергии, 5 - светильник на основе светодиодов, 6 - контроллер.
Предлагаемый фотоэлектрический фонарь - светильник работает следующим образом. Фотоэлектрический фонарь - светильник устанавливается на несущей конструкции так, что лицевая сторона указанной солнечной батареи (1) в астрономический полдень по местному времени 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 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 неподвижной двусторонней солнечной батареи дает увеличение ее мощности от 50% до 80% по сравнению с неподвижной односторонней батареей при одинаковых размерах.
Выход указанной двусторонней солнечной батареи соединен с управляющим входом контроллера (6), и внутри контроллера через первый коммутатор с системой зарядки указанного литий ионного аккумулятора электрической энергии (4), применение которого уменьшает вес, увеличивает долговечность и надежность предлагаемого фотоэлектрического фонаря-светильника. В свою очередь указанный аккумулятор соединен с системой питания контроллера и внутри него через второй коммутатор - с системой питания указанного поворотного механизма (3), а через третий коммутатор - с системой питания светильника на основе светодиодов (5).
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 в месте установки автономного фотоэлектрического фонаря - светильника в вечернее время до заданного 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 времени его свечения при прочих равных условиях в среднем на 20%. Увеличение времени свечения светильника может получаться также 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 фотоэлектрического фонаря - светильника.
Дополнительное увеличение КПД двусторонней солнечной батареи при применении предлагаемой полезной модели обеспечивается за счет того, что указанная батарея не является неподвижной, а ступенчато (например, каждый час) в дневное время поворачивается в направлении с востока на запад, отслеживая положение солнца на небе так, что солнечные лучи в среднем в течение года попадают на ее лицевую сторону под углом близким к 90°. Для этого в светлое время суток, периодически, с заранее заданной частотой указанный контроллер вырабатывает команды на ступенчатое изменение положения указанной солнечной батареи в направлении с востока на запад, например, ежечасно на 15°. Указанные команды поступают на вход указанного поворотного механизма и исполняются его двигателем, например шаговым, через передачу (например, шестеренчатую) вращения указанной несущей штанги (2). При наступлении вечернего времени суток одновременно с указанным сигналом включения светильника указанный контроллер вырабатывает сигнал реверса двигателя указанного поворотного механизма, который осуществляет ступенчатый поворот плоскости солнечной батареи в направлении с запада на восток ровно на столько ступенчатых изменений угла указанной плоскости сколько их было от начала ступенчатого поворота в утренний час до указанного сигнала реверса. Очевидно, что такой алгоритм управления поворотом плоскости солнечной батареи, заложенный в контроллер, обеспечивает и увеличение числа ступеней поворота плоскости солнечной батареи при увеличении светового дня в период времени между 21 декабря и 22 июня и, напротив, сокращение их числа между 22 июня и 21 декабря (при установке в северном полушарии) и соответственно противоположно при установке в южном полушарии. И при этом обеспечивается отслеживание положение солнца на небе так, что солнечные лучи в среднем в течение года попадают на лицевую сторону солнечной батареи под углом близким к 90°. Возможны, конечно, и другие алгоритмы, закладываемые в программу работы указанного контроллера. Достигаемые при этом условия падения солнечных лучей на плоскость солнечной батареи во - первых существенно увеличивают эффективный поток солнечного света, падающего на плоскость солнечной батареи, и за счет существенного увеличения угла падения лучей на плоскость увеличивают их поглощение солнечной батареей. В результате, несмотря на некоторые затраты энергии на работу поворотного механизма, КПД солнечной батареи возрастает дополнительно еще на 20-30%.
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 и улучшение качества освещенности, создаваемой указанным фонарем - светильником.
Пример реализации полезной модели
Предлагаемая полезна модель была реализована ООО «Новые энергетические технологии» частично в работе по освещению автомобильной дороги в Белгородской области длиной 3 км. 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 частичном 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 фотоэлектрические фонари-светильники показали высокую надежность при эксплуатации в течение продолжительного времени.
С другой стороны в ООО «Новые энергетические технологии» разработан экспериментальный образец предлагаемого фонаря светильника в полном соответствии с предлагаемой полезной моделью. Применение предложенного механизма ежечасного ступенчатого поворота плоскости солнечной батареи с использованием 24-х полюсного шагового электродвигателя и контроллера, обеспечивающего предложенный алгоритм поворота, обеспечивает полную зарядку аккумулятора фирмы «Санье», емкостью 28 Ампер·часов за 7 часов вместо 10 часов, необходимых в условиях неподвижной солнечной батареи. Таким образом, реализуемость и полезность предложенной полезной модели была показана на практике.
Claims (3)
1. Фотоэлектрический фонарь-светильник, включающий солнечную батарею, аккумулятор электрической энергии, контроллер и светильник на основе светодиодов, отличающийся тем, что указанная солнечная батарея выполнена двусторонней и закреплена на несущей штанге, соединенной с поворотным механизмом, способным изменять ступенчато ориентацию плоскости указанной солнечной батареи в направлении восток-запад, указанный аккумулятор представляет собой литий ионный аккумулятор электрической энергии, а указанный контроллер выполнен таким образом, что дополнительно к контролю зарядки аккумулятора выполняет функцию управления указанным поворотным механизмом и функцию управления яркостью светильника в зависимости от изменения уровня естественной освещенности и требований к освещенности в различные периоды времени суток.
2. Фотоэлектрический фонарь-светильник по п.1, отличающийся тем, что указанная солнечная батарея установлена лицевой стороной в южном направлении при установке в северном полушарии или в северном направлении при установке в южном полушарии и закреплена на указанной несущей штанге, соединенной с указанным поворотным механизмом так, что ось поворота указанной солнечной батареи в направлении восток-запад расположена под углом к горизонту, равным географической широте места установки фотоэлектрического фонаря-светильника с поправкой на отличие линии горизонта от окружности для места указанной установки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010117011/07U RU96925U1 (ru) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Фотоэлектрический фонарь-светильник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010117011/07U RU96925U1 (ru) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Фотоэлектрический фонарь-светильник |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96925U1 true RU96925U1 (ru) | 2010-08-20 |
Family
ID=46305861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010117011/07U RU96925U1 (ru) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Фотоэлектрический фонарь-светильник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU96925U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169966U1 (ru) * | 2016-07-06 | 2017-04-11 | Александр Александрович Романенко | Фотоэлектрический автономный фонарь |
-
2010
- 2010-04-30 RU RU2010117011/07U patent/RU96925U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169966U1 (ru) * | 2016-07-06 | 2017-04-11 | Александр Александрович Романенко | Фотоэлектрический автономный фонарь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8066399B2 (en) | Solar energy street lamp structure with adjustable angle | |
US20080232094A1 (en) | Solar powered post lamp | |
JP4987582B2 (ja) | 照明装置 | |
CN204648084U (zh) | 一种光控定时带音频播放功能的柔性太阳能光伏板路灯 | |
KR101039613B1 (ko) | 태양광을 이용한 엘이디 조명 장치 | |
RU93931U1 (ru) | Автономный фотоэлектрический фонарь-светильник | |
WO2014024200A1 (en) | Device for generating electricity by harnessing solar energy and method thereof | |
KR200460230Y1 (ko) | 양면 수광 태양전지를 구비한 가로등 | |
KR20190042274A (ko) | 태양광 전지모듈 기판 및 램프의 조명기기가 다층구조로 구비된 독립형 led정원등 | |
RU96925U1 (ru) | Фотоэлектрический фонарь-светильник | |
CN104534388A (zh) | 一种智能太阳能led路灯系统 | |
RU48617U1 (ru) | Уличный осветитель с питанием от солнечной энергии | |
KR102108156B1 (ko) | 이중 액추에이터를 이용한 동적 태양광 패널 가로등 | |
CN108332132A (zh) | 一种智能风光互补路灯 | |
CN204127847U (zh) | 聚光型太阳光电led路灯 | |
CN102588861A (zh) | 一种曲面太阳能电池板路灯 | |
CN213334112U (zh) | 一种表面喷涂耐腐蚀的太阳能路灯 | |
CN204358615U (zh) | 一种新型太阳能led路灯 | |
Bouroussis et al. | Optimization of potential and autonomy of a photovoltaic system for street lighting. | |
CN204062807U (zh) | 一种太阳能led路灯 | |
RU2530959C1 (ru) | Солнечная фотоэлектрическая станция | |
CN109140353B (zh) | 一种弱光光伏一体化照明路灯 | |
RU2230395C1 (ru) | Солнечная электростанция | |
CN205208414U (zh) | 一种带光敏开关的微光充电一体式太阳能led路灯 | |
CN206504271U (zh) | 一种太阳能光导系统的补光结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC11 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20111019 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150501 |