TWI533561B - 用於控制太陽能電池照明設備之系統及方法 - Google Patents
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Description
本揭示發明相關於用於控制太陽能電池照明設備之系統及方法,且更明確地相關於用於控制包括在太陽能電池照明設備中的蓄電池之充電容量等化操作的系統及方法。
隨著能量消耗的增加,世界正加速對環境友善及取代習知能源提供無限資源之替代能源的開發,諸如,可耗盡並具有環境問題的煤、石油、及核能等。
此種替代能源包括太陽能、風能、潮汐能、及地熱能等,且正在產生各種研究以將此等新能源應用在現實生活中。在該等新能源之間,太陽能係使用在日常生活中之最具代表性的替代能源,並具有範圍從家用太陽能發電器至太陽能電池燈具的廣泛應用。
特別係太陽能電池燈具係使用太陽能電池將太陽能轉變為電能、在日間將轉換自太陽能的電能儲存在蓄電池中、並在夜晚將所儲存的電能使用為太陽能電池照明設備之電源的太陽能發電系統的應用。由於其易於安裝、低安
裝及維護成本、及無需舖設電力纜線,在難以埋設及佈線電力線的區域,諸如,海濱、山巔、農場、及登山路徑等、對環境保護需要特殊考量的區域,諸如,旅遊景點、主題公園或遊樂園、及研究設施等、或需要審美考量的區域,諸如,公園、步道、花園、及墳場等,太陽能電池燈具正日益普及。太陽能電池燈具的範例包括景觀燈、街燈、及安全燈等。
然而,因為將太陽能電池燈具設計成從太陽能得到能量,其不能在太陽不再照射的夜間、下雨/雪、及陰天充電。因此,基於蓄電池之充電容量的調光控制係必要的。另外,蓄電池的充電容量可能對各太陽能電池燈具不同。例如,若將太陽能電池燈具安裝在接近建築物的區域中,由於該高大建築物的陰影投射,儲存在蓄電池中的能量量可能對各太陽能電池燈具不同。因此,為實現均勻的充電容量,藉由計算各太陽能電池燈具的操作時間平衡蓄電池的充電容量係必要的。
有許多平衡蓄電池之充電容量的方法。典型範例係針對各蓄電池加入昇壓電路或降壓電路,並將具有相對低充電容量的蓄電池充電或將具有相對高充電容量之蓄電池放電的方法。
加入降壓電路的充電容量平衡方法具有組態包括電阻元件之降壓電路簡單,及有成本效益並易於控制的優點。然而,缺點係經由放電將儲存在具有相對高充電容量之蓄電池中的能量拋棄,而非用於實現充電容量平衡。相反
地,因為可能增加具有相對低充電容量之蓄電池的充電,加入昇壓電路的充電容量平衡方法在以通常的高充電位準完成平衡上係有利的。然而,有昇壓電路比降壓電路更昂貴且難以控制的缺點。因此,需要用於太陽能電池燈具的合適蓄電池平衡方法。
本揭示發明設計成解決相關技術的問題,且因此本揭示發明相關於提供用於控制包括在太陽能電池照明設備中的蓄電池之充電容量平衡的系統及方法。
為實現本目的,根據本揭示發明之用於控制太陽能電池照明設備的系統整合管理複數個太陽能電池照明設備,各太陽能電池照明設備包括發光源以藉由蓄電池的放電電力發光,及控制單元以調整該放電電力的幅度,且該系統包括主控制單元,以從該複數個太陽能電池照明設備各者的該控制單元收集包括在該複數個太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的充電容量資訊、基於從該等蓄電池收集的該充電容量決定必需控制光強度的至少一太陽能電池照明設備、並將光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元,以實現該等蓄電池的充電容量平衡。
根據本揭示發明的實施例,該主控制單元將包括具有比預置基準充電容量更高的充電容量之蓄電池的太陽能電池照明設備決定為必需增加該光強度的該太陽能電池照明設備,並將用於指揮光強度中之增加的該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元。
較佳地,該主控制單元可能將用於指揮光強度中的增加之該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元,該增加與該基準充電容量及該已決定的太陽能電池照明設備之該蓄電池的該充電容量之間的差成比例。
根據本揭示發明的另一實施例,當包括具有比預置基準充電容量更低的充電容量之蓄電池的太陽能電池照明設備接近已決定增加該光強度的該太陽能電池照明設備時,該主控制單元將包括具有比該預置基準充電容量更低的該充電容量之該蓄電池的該太陽能電池照明設備決定為必需減少該光強度的該太陽能電池照明設備,並將用於指揮光強度中之減少的該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元。
較佳地,該主控制單元可能將用於指揮光強度中的減少之該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元,該減少與該基準充電容量及該已決定的太陽能電池照明設備之該蓄電池的該充電容量之間的差成比例,或可能將用於將該已決定減少該光強度之該太陽能電池照明設備的該光強度與該相鄰太陽能電池照明設備
之該已增加光強度成比例地減少的該光強度控制訊號輸出至該已決定減少該光強度之該太陽能電池照明設備的該控制單元。
根據本揭示發明的另一實施例,該主控制單元從該複數個太陽能電池照明設備各者的該控制單元收集包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的退化程度資訊,並鑒於包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的該充電容量及該退化程度二者控制該等太陽能電池照明設備各者的該光強度。
根據本揭示發明的另一實施例,該主控制單元該主控制單元從外部伺服器接收天氣資訊,並鑒於該天氣資訊及包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的該充電容量二者控制該等太陽能電池照明設備各者的該光強度。該天氣資訊可能包含與日出/日落時間、無日光日、或月光有關的資訊。
根據本揭示發明的另一實施例,該等太陽能電池照明設備各者更包含光強度感測器。在此情形中,該主控制單元從該等太陽能電池照明設備各者的該控制單元收集藉由該光強度感測器感測的光強度資訊,並鑒於該經收集光強度資訊及包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的該充電容量控制該等太陽能電池照明設備各者的該光強度。
為實現本目的,根據本揭示發明之控制太陽能電池照明設備的方法整合控制經由通訊網路彼此連接的複數個太
陽能電池照明設備,各太陽能電池照明設備包括發光源,以藉由蓄電池的放電電力發光,及控制單元,以調整該放電電力的幅度,且該方法包括(a)從該複數個太陽能電池照明設備各者的該控制單元接收包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的充電容量資訊、(b)使用該充電容量資訊決定必需控制光強度的至少一太陽能電池照明設備、及(c)將用於指揮光強度中之增加或減少的光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元。
根據本揭示發明,蓄電池的充電容量平衡可能使用照明設備的特徵實施。因此,不需要分離的降壓電路,並可能預防必需拋棄而非使用儲存在該蓄電池中的能量。
根據本揭示發明的另一實施樣態,更有效率的充電容量平衡可能不僅藉由增加光強度,也可藉由控制以關聯於相鄰照明設備的已增加光強度降低光強度而實現。
根據本揭示發明的另一實施樣態,更有效率的充電容量平衡可能藉由鑒於蓄電池的退化程度或將照明設備安裝於其中之區域中的週圍亮度控制照明設備的光強度實現。
100‧‧‧照明設備
110‧‧‧發光源
120‧‧‧太陽能電池
130‧‧‧蓄電池
140‧‧‧控制單元
150‧‧‧光強度感測器
200‧‧‧控制系統
210‧‧‧主控制單元
220‧‧‧通訊網路
230‧‧‧記憶體單元
隨附圖式描繪本揭示發明的較佳實施例,並連同以下揭示用於提供對本揭示發明之技術精神的更多理解。然
而,不將本揭示發明理解為受於於該圖式。
圖1係描繪太陽能街燈之組態範例的圖。
圖2係概要地描繪根據本揭示發明之範例實施例的控制系統之組態的方塊圖。
圖3係描繪根據本揭示發明的範例實施例之控制方法的流程圖。
圖4係描繪根據本揭示發明的另一範例實施例之控制方法的流程圖。
圖5係描繪根據本揭示發明的另一範例實施例之控制方法的流程圖。
圖6係描繪根據本揭示發明的另一範例實施例之控制方法的流程圖。
在下文中,將參考該等隨附圖式詳細地描述本揭示發明之較佳實施例。在描述之前,應理解不應將使用在本說明書及隨附之申請專利範圍中的術語理解為受限於通常及字典上的意義,而應在容許本發明人針對最佳解釋適當地界定術語的原則基礎上基於對應於本揭示發明之技術實施樣態的意義及觀念解釋。因此,本文提出的描述僅係用於說明目的的較佳範例,且未企圖限制本揭示發明的範圍,所以應理解可對其產生其他等效實例或修改而不脫離本揭示發明的精神及範圍。
圖1係描繪太陽能街燈之組態範例的圖。
圖1所示的太陽能電池街燈僅係太陽能電池照明設備的範例,其在下文中稱為照明設備,其可能藉由根據本揭示發明之用於控制太陽能電池照明設備的系統控制,其在下文中稱為控制系統。因此,應理解藉由根據本揭示發明之控制系統的控制目標並未受限於圖1的實施例。
茲參考圖1,照明設備100包括發光源110、太陽能電池120、蓄電池130、及控制單元140。
發光源110係將電能轉變為光能的電裝置,並包括,但未受限於,例如,白熾燈、螢光燈、鹵素燈、及發光二極體(LED)等。發光源110藉由蓄電池130的放電電力發光。
太陽能電池120係將太陽能轉變為電能的裝置。太陽能電池係藉由將P-型半導體及N-型半導體接合而構成,且當太陽能電池吸收日光時,產生電子及電洞。在此實例中,電力係藉由P-型半導體及N-型半導體之間的電位差而產生。太陽能電池在屬於本揭示發明的技術中已廣為人知,且因此在本文中省略太陽能電池之原理及組態的詳細描述。
蓄電池130以化學形式儲存從太陽能電池120產生的電能。又,當需要至發光源110的電力供應時,蓄電池130將化學能轉變為電能並供應電力。
蓄電池130可能包括至少一電池,以符合所需的充電/放電容量並輸出電壓。在此實例中,電池並未受限於具體種類。蓄電池130可能包括可充電並需要考慮充電或放
電電壓的鋰離子電池、鋰聚合物電池、Ni-Cd電池、Ni-MH電池、及Ni-Zn電池等。然而,本揭示發明並未受限於電池種類、輸出電壓、及充電容量等。
控制單元140可能量測蓄電池130的電壓及電流。為此,控制單元140可能包括電壓量測裝置以量測蓄電池130的電壓及電流量測裝置以量測蓄電池的電流。將蓄電池的電壓稱為蓄電池130的輸出電壓,並可能在蓄電池的充電或放電期間量測,但在未實施充電及放電時,可能將其量測為開電路電壓(OCV)。同時,在蓄電池的充電或放電期間量測蓄電池的電流。
又,控制單元140可能更包括記憶體。該記憶體係高容量儲存媒體,諸如,已知能記錄及抹除資料的半導體裝置或硬碟,例如,隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、及電可抹除可編程唯讀記憶體(EEPROM)等,並包含能儲存與裝置種類無關之資訊的任何裝置,且未受限於具體記憶體裝置。
控制單元140可能將蓄電池130的經量測電壓及電流儲存在記憶體中。又,控制單元140可能使用經量測電壓及電流計算充電電力及放電電力,並可能藉由累積經計算充電電力及放電電力計算充電電力位準、放電電力位準、及目前充電狀態。在此實例中,也可能將經計算充電電力位準、放電電力位準、及目前充電狀態儲存在記憶體中。計算充電電力位準、放電電力位準、及目前充電狀態的各種方法在屬於本揭示發明的技術中已為人所知。典型地,
可能使用安培計數法計算充電電力位準、放電電力位準、及目前充電狀態。同時,控制單元140可能包括可依熟悉本技術的人士的水準施用的電池管理系統(BMS)功能,包括除了蓄電池130之電壓或電流以外的電特徵,充電/放電控制、電壓等化控制、及充電狀態(SOC)估算等的量測。
圖2係概要地描繪根據本揭示發明之範例實施例的控制系統200之組態的方塊圖。
根據本揭示發明的控制系統200包括連接至各照明設備100之控制單元140的主控制單元210。
經由通訊網路220連接照明設備100的控制單元140及主控制單元210。將圖2的通訊網路220描繪為並列通訊網路種類,然而,並未企圖將串列通訊網路排除在外。因此,通訊網路220可能係菊鏈。菊鏈係指將多個裝置序列地接線在一起的匯流排接線設計。另外,通訊網路220可能係使用無線通訊設計的通訊網路。亦即,通訊網路220對應於用於傳輸及接收資料的通訊網路,並包括藉由在申請本揭示發明時已廣泛地為熟悉本技術的人士所知悉之通常通訊技術實作的所有通訊網路。
主控制單元210及照明設備的控制單元140經由通訊網路220傳輸及接收資料。因此,主控制單元210及照明設備的控制單元140可能與資料通訊裝置形成通訊介面,並可能包括遵守通訊協定的通訊邏輯。
主控制單元210從各照明設備100的控制單元140接
收包括在照明設備100中之蓄電池130的充電容量資料。又,主控制單元210使用充電容量資料輸出用於蓄電池130之充電容量平衡的控制訊號。在此實例中,從主控制單元210輸出的控制訊號對應於用於控制各照明設備100的發光源110之光強度的訊號。
通常,當將完全等同的電裝置使用為照明設備的發光源時,光強度愈高,發光源的電力消耗量愈高。亦即,可能藉由控制光強度調整發光源的電力消耗量。為增加發光源的光強度,可能增加電壓及/或電流,然而,藉由增加電流量以增加發光源的光強度為佳。例如,可能使用連接至發光源110的可變電阻改變正在供應的電流,但有調整電流量的各種方法。
根據本揭示發明的控制系統200針對蓄電池130的充電容量平衡控制發光源110的光強度。亦即,本揭示發明未使用使用包含無效率能量消耗的降壓電路之用於充電容量平衡的習知方法,但容許經由使用包括發光源之照明設備的特徵控制光強度的蓄電池的充電容量平衡。
根據本揭示發明的實施例,主控制單元210將用於增加發光源110之光強度的控制訊號輸出至包括具有比預置基準充電容量更高之充電容量的蓄電池130之照明設備100的控制單元140。
充電蓄電池130所需的預定電力位準可能基於將照明設備100安裝於其中的區域、使用目的、及電力消耗量等設定。亦即,照明設備100具有將期望光強度發射使用者
所期望之時間期間所需的充電容量。在本說明書中,將此種充電容量稱為基準充電容量。
基準充電容量可能由使用者設定,但也可能由主控制單元210設定。主控制單元210從各太陽能電池照明設備的控制單元140接收蓄電池130的充電容量資訊。又,基準充電容量可能使用各蓄電池130的已接收充電容量資訊設定。例如,基準充電容量可能係蓄電池之充電容量的平均值。作為另一範例,可能將具有蓄電池130的已接收充電容量之間的最低充電容量之蓄電池的充電容量設定為基準充電容量。
在日間由太陽能電池120產生的電力量可能對各照明設備100不同。又,即使所產生的電力量相同,基於蓄電池的特徵或退化程度,所儲存的電力量可能不同。特別係部分太陽能電池120可能產生比基準充電容量更大的電力量,或部分蓄電池130可能儲存比基準充電容量更大的電力量。因此,有對藉由容許包括具有比基準充電容量更高的充電容量之蓄電池的照明設備100消耗比其他照明設備更大的電力量之充電容量平衡的需求。因此,主控制單元210將用於增加包括具有比基準充電容量更高的充電容量之蓄電池130的照明設備100之光強度的控制訊號輸出至對應照明設備100的控制單元140。
較佳地,主控制單元210將用於指揮與基準充電容量及已決定之太陽能電池照明設備之蓄電池的充電容量之間的差成比例地增加光強度的控制訊號輸出至對應照明設備
的控制單元140。亦即,當超過基準充電容量的充電量更大時,主控制單元210輸出將光強度增加至較高位準的控制訊號。
同時,部分太陽能電池120可能產生比基準充電容量更小的電力量,或部分蓄電池130可能儲存比基準充電容量更小的電力量。在此情形中,將包括具有低充電容量的蓄電池130之照明設備的光強度降低為佳。然而,僅依據照明設備100的目的降低光強度係不佳的。例如,若將為安全理由的目的而使用之街燈的光強度降低,在部分情形中可能無法達成預防犯罪的原始目的。
因此,當包括具有比基準充電容量更低之充電容量的蓄電池之太陽能電池照明設備接近經決定增加光強度的太陽能電池照明設備時,根據本揭示發明的主控制單元210將包括具有比基準充電容量更低的充電容量之蓄電池的太陽能電池照明設備決定為必需降低光強度的太陽能電池照明設備。又,主控制單元210將用於降低包括具有比基準充電容量更低的充電容量之蓄電池130的照明設備100之光強度的控制訊號輸出至對應照明設備100的控制單元140。
在此實例中,主控制單元210將用於與蓄電池130之充電容量達不到基準充電容量的該充電量成比例地降低光強度的控制訊號提供至對應照明設備100的控制單元140。又,主控制單元210將用於與相鄰照明設備之已增加光強度成比例地降低光強度的控制訊號提供至對應照明
設備100的控制單元140。
即使特定的照明設備降低光強度,若控制相鄰照明設備以增加光強度,可能將適於特定使用目的的光強度實作為一整體。因此,本揭示發明可能實現充電容量平衡,並藉由符合所需的光強度達成照明設備的使用目的。
根據本揭示發明的另一範例實施例,主控制單元210可能鑒於退化程度以及各蓄電池130的充電容量,輸出用於控制各太陽能電池照明設備100之光強度的訊號。
隨著蓄電池的重複充電及放電,充電容量逐漸降低且內部電阻增加的退化現象發生。因此,即使完全相同的蓄電池的充電容量也隨著退化的進展而降低,雖然將以相同充電量對蓄電池充電,由於內部電阻的增加,充電量可能消耗得更迅速。因此,更有效率的充電容量平衡可能藉由鑒於各蓄電池的共同退化程度的光強度控制而非藉由僅使用充電容量資料的光強度控制實現。
蓄電池的退化程度可能藉由感測蓄電池130之特徵的控制單元140估算,並也可能藉由從控制單元140接收與各蓄電池有關之資訊的主控制單元210估算。同時,用於估算蓄電池的退化程度的各種技術在屬於本揭示發明的技術中已為人所熟知。例如,蓄電池的退化程度可能藉由完全充電蓄電池130、在放電至最終放電電壓的同時使用安培計數法計算完整充電容量(FCC)、及計算蓄電池130之經計算FCC對最初完整充電容量的相對比率而估算。然而,本揭示發明並未受估算蓄電池130之退化程度的方
法所限制。
在控制照明設備100的光強度時,光強度可能鑒於照明設備100的周圍條件以及蓄電池130的充電容量或退化程度二者而受控制。亦即,當將照明設備100之安裝區域中的周圍亮度列入考慮時,可能將用於充電容量平衡的光強度控制的範圍加寬。
根據本揭示發明的另一範例實施例,主控制單元210接收天氣資訊,並鑒於天氣資訊及蓄電池130的充電容量二者,輸出控制控制各太陽能電池照明設備100之光強度的訊號。
天氣資訊可能包括與日出及日落有關的資訊。例如,因為大氣立即在日落之後或日出之前反射日光,照明設備100不需要操作或可能降低光強度。在此實例中,因為日出時間及日落時間隨季節改變而不同,日出及日落資訊可能在計算照明設備100的操作時間時使用。基準充電容量可能基於照明設備100的操作時間改變。因此,主控制單元210可能鑒於日出及日落資訊及蓄電池130的充電容量控制光強度。
又,天氣資訊可能包括與無日光日有關的資訊。有時,取決於緯度、季節、及天氣等,太陽不在日間照射。在此實例中,將太陽不在日間照射的日子稱為無日光日。在此情形中,使用太陽能電池120的發電生產力及照明設備100的操作時間可能改變。相似地,在此情形中,基準充電容量可能基於發電生產力及操作時間改變。因此,主
控制單元210可能鑒於與無日光日有關的資訊及蓄電池130的充電容量控制光強度。
又,天氣資訊可能包括與月光有關的資訊。夜晚所需的光強度可能隨月亮的改變而改變。例如,在滿月的情形中,高光強度對照明設備100係不必要的,且在新月的情形中,高光強度對照明設備100係必要的。在此情形中,充電容量也可能基於月光亮度改變。因此,主控制單元210可能鑒於與月光有關之資訊及蓄電池130的充電容量二者,控制各太陽能電池照明設備100的光強度。
同時,照明設備100可能更包括光強度感測器150。在此情形中,根據本揭示發明的主控制單元210可能鑒於由光強度感測器150感測的光強度資訊及蓄電池130的充電容量二者,控制各太陽能電池照明設備100的光強度。
根據本揭示發明的控制系統200可能更包括記憶體單元230。記憶體單元230係高容量儲存媒體,諸如,已知能記錄及抹除資料的半導體裝置或硬碟,例如,RAM、ROM、及EEPROM等,並包含能儲存與裝置種類無關之資訊的任何裝置,且未受限於具體記憶體裝置。
記憶體單元230可能儲存與經由調光控制的充電容量平衡相關的各種資料,諸如,基準充電容量、基於充電容量的光強度增加或減少的查找表、各蓄電池130的充電容量、各蓄電池130的退化程度、天氣資訊、及光強度資訊等。
為執行描述在上文中的各種控制邏輯,主控制單元
210可能包括在屬於本揭示發明之技術中已為人所知的處理器、特定應用積體電路(ASIC)、其他晶片組、邏輯電路、暫存器、通訊數據機、等資料處理裝置等。又,當將範例控制邏輯實作為軟體時,可能將主控制單元210實作為程式模組配件。在此實例中,可能將程式模組儲存在記憶體中並由處理器執行。此處,記憶體可能在處理器內側或外側,並藉由各種已為人所熟知的機構連接至處理器。又,記憶體可能在記憶體單元230的內側或外側。將記憶體共同地稱為用於儲存與裝置種類無關之資訊的裝置,且未受限於具體記憶體裝置。
在下文中參考於上文描述之控制系統200的組態詳細地描述根據本揭示發明之用於控制太陽能電池照明設備的方法,在下文中稱為控制方法。然而,在根據本揭示發明之控制方法的描述中,照明設備100及控制系統200各者的組態重複,且因此在本文中將詳細描述省略。
圖3係描繪根據本揭示發明的範例實施例之控制方法的流程圖。
首先,在S300中,主控制單元210設定照明設備100所需的基準充電容量,並將其儲存在控制系統200的記憶體單元230中。如在上文中描述的,基準充電容量可能基於將照明設備100安裝於其中的區域、及使用目的等不同地設定。然後,主控制單元210結束S300的處理並前進至S310。
在S310中,主控制單元210經由通訊網路220從各
照明設備100的控制單元140接收蓄電池130的充電容量資訊。主控制單元210將各蓄電池130的已接收充電容量資訊儲存在記憶體單元230中。當主控制單元210從包括在控制系統200中的所有照明設備100接收蓄電池130的充電容量資訊時,主控制單元210結束S310的處理並前進至S320。
在S320中,主控制單元210將各蓄電池130的充電容量資訊與基準充電容量進行比較。又,主控制單元210決定應增加或減少光強度的照明設備100。
根據本揭示發明的實施例,主控制單元210將包括具有比預置基準充電容量更高的充電容量之蓄電池130的照明設備100決定為必需增加光強度的照明設備100。較佳地,主控制單元210可能與超過基準充電容量的充電量成比例地決定光強度的增加程度。
根據本揭示發明的另一範例實施例,當包括具有比預置基準充電容量更低的充電容量之蓄電池的照明設備接近經決定增加光強度的照明設備時,主控制單元210可能將包括具有比基準充電容量更低的充電容量之蓄電池的照明設備決定為需要降低光強度的照明設備。在此情形中,主控制單元210可能決定與低於基準充電容量的充電量成比例地降低照明設備的光強度。又,主控制單元210可能決定與具有已增加光強度之相鄰照明設備的光強度增量成比例地降低包括具有比基準充電容量更低之充電容量的蓄電池之照明設備的光強度。
當已決定如何控制照明設備的光強度時,主控制單元210結束S320的處理,然後前進至S330。
在S330中,主控制單元210經由通訊網路220將對應於在S320中產生之該決定的光強度控制訊號輸出至必需控制光強度之照明設備的控制單元140。然後,必需控制光強度之照明設備的控制單元接收該光強度控制訊號,並藉由調整從蓄電池130供應至發光源110的放電電力控制光強度。此光強度控制操作可能持續至包括在將光強度控制訊號提供至其之照明設備中的蓄電池130的充電容量實質等於基準充電容量為止。因此,主控制單元210可能執行反饋控制邏輯。亦即,主控制單元210可能在控制光強度期間週期地從照明設備的控制單元140接收及監視蓄電池130的充電容量資訊,並可能經由通訊網路220持續將光強度控制訊號輸出至該控制單元,直到蓄電池130的充電容量實質到達基準充電容量為止。
圖4係描繪根據本揭示發明的另一範例實施例之控制方法的流程圖。
茲參考圖4,除了加入S311並以S321取代S320,該方法與圖3的方法實質相同。因此,基於額外步驟S311及取代步驟S321,將本揭示發明之另一範例實施例的描述提供如下。
在主控制單元210實施S300的處理之後,在S311中,主控制單元210經由通訊網路220從各照明設備100的控制單元140接收各蓄電池130的退化程度資訊。蓄電
池130的退化程度資訊可能對應於藉由控制單元140估算之蓄電池的退化程度資訊,且也可能對應於從控制單元140接收的蓄電池的電特徵值,以估算蓄電池的退化程度。估算蓄電池的退化程度的方法的詳細描述已提供於上文,且因此在此處省略重複描述。當S310及S311的處理完成時,主控制單元210將處理傳至S321。
在S321中,主控制單元210鑒於各蓄電池130的充電容量及退化程度二者決定光強度應增加或減少的照明設備100。在S330中,主控制單元210經由通訊網路220將光強度控制訊號輸出至必需控制光強度之照明設備的控制單元。
圖5係描繪根據本揭示發明的另一範例實施例之控制方法的流程圖。
除了加入S312並以S322取代S320,圖5的流程圖與圖3的流程圖實質相同。因此,基於額外步驟S312及取代步驟S322,將本揭示發明之另一範例實施例的描述提供如下。
在S312中,主控制單元210接收天氣資訊。天氣資訊可能對應於與日出/日落、無日光日、或月光有關的資訊。可能從外部伺服器將天氣資訊提供給主控制單元210,且該外部伺服器可能係作為非限制性範例的氣象局伺服器。當S310及S312的處理完成時,主控制單元210將處理傳至S322。
在S322中,主控制單元210鑒於各蓄電池130的充
電容量及天氣資訊二者決定光強度應增加或減少的照明設備100。此處,天氣資訊的具體內容及基於天氣資訊控制光強度之方法的詳細描述已於上文提供,且因此於此處省略重複描述。當S322完成時,在S330中,主控制單元210經由通訊網路220將光強度控制訊號輸出至必需控制光強度之照明設備的控制單元。
圖6係描繪根據本揭示發明的另一範例實施例之控制方法的流程圖。
圖6的實施例描述可應用於將光強度感測器150包括在照明設備100中之情形的控制方法。除了加入S313並以S323取代S320,圖6的流程圖與圖3的流程圖實質相同。因此,基於額外步驟S313及取代步驟S323,將本揭示發明之另一範例實施例的描述提供如下。
在S313中,主控制單元210經由通訊網路220從各照明設備100的控制單元140接收藉由光強度感測器150感測的光強度資訊。然後,主控制單元210將處理傳至S323。
在S323中,主控制單元210鑒於各蓄電池130的充電容量及藉由光強度感測器150感測的光強度資訊二者決定光強度應增加或減少的照明設備100。在S330中,主控制單元210經由通訊網路220將光強度控制訊號輸出至必需控制光強度之照明設備的控制單元130。
根據本揭示發明,蓄電池的充電容量平衡可能使用電力消耗隨發光源的光強度增加而增加之照明設備的特徵實
施。因此,不需要分離的降壓電路,並可能預防必需拋棄而非使用儲存在該蓄電池中的能量。又,更有效率的充電容量平衡可能不僅藉由增加光強度,也可藉由控制以關聯於相鄰照明設備的已增加光強度降低光強度而實現。另外,更有效率的充電容量平衡可能藉由鑒於蓄電池的退化程度或將照明設備安裝於其中之區域中的週圍亮度控制照明設備的光強度實現。
同時,在本揭示發明的描述中,應理解顯示於圖1及2中的控制系統200的各元件或組件係在邏輯上而非在實體上區分。
亦即,各元件或組件對應於實現本揭示發明之技術精神的邏輯元件或組件,且因此,應理解即便將各元件或組件整合或分離,若可實作藉由本揭示發明之邏輯元件或組件實施的功能,其仍落在本揭示發明的範圍內,且若其係實施完全等同或相似功能的元件或組件,其仍落在本揭示發明的範圍內而與名稱是否完全相同無關。
本揭示發明已詳細地描述。然而,因為從此詳細描述在本揭示發明之精神及範圍內的各種變化及修改對熟悉本技術的人士將變為明顯,應理解詳細描述及具體範例在指示本揭示發明的較佳實施例的同時,僅係以說明方式提供。
100‧‧‧照明設備
110‧‧‧發光源
120‧‧‧太陽能電池
130‧‧‧蓄電池
140‧‧‧控制單元
150‧‧‧光強度感測器
200‧‧‧控制系統
210‧‧‧主控制單元
220‧‧‧通訊網路
230‧‧‧記憶體單元
Claims (18)
- 一種整合管理複數個太陽能電池照明設備之用於控制太陽能電池照明設備的系統,各太陽能電池照明設備包括發光源,以藉由蓄電池的放電電力發光,及控制單元,以調整該放電電力的幅度,該系統包含:主控制單元,以從該複數個太陽能電池照明設備各者的該控制單元收集包括在該複數個太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的充電容量資訊、基於從該等蓄電池收集的該充電容量決定必需控制光強度的至少一太陽能電池照明設備、並將光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元,以實現該等蓄電池的充電容量平衡,其中該等太陽能電池照明設備各者更包含光強度感測器,其中該主控制單元從該等太陽能電池照明設備各者的該控制單元收集藉由該光強度感測器感測的光強度資訊,並鑒於該經收集光強度資訊及包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的該充電容量控制該等太陽能電池照明設備各者的該光強度。
- 如申請專利範圍第1項的系統,其中該主控制單元將包括具有比預置基準充電容量更高的充電容量之蓄電池的太陽能電池照明設備決定為必需增加該光強度的該太陽能電池照明設備,並將用於指揮光強度中之增加的該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該 控制單元。
- 如申請專利範圍第2項的系統,其中該主控制單元將用於指揮光強度中的增加之該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元,該增加與該基準充電容量及該已決定的太陽能電池照明設備之該蓄電池的該充電容量之間的差成比例。
- 如申請專利範圍第2項的系統,其中當包括具有比預置基準充電容量更低的充電容量之蓄電池的太陽能電池照明設備接近已決定增加該光強度的該太陽能電池照明設備時,該主控制單元將包括具有比該預置基準充電容量更低的該充電容量之該蓄電池的該太陽能電池照明設備決定為必需減少該光強度的該太陽能電池照明設備,並將用於指揮光強度中之減少的該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元。
- 如申請專利範圍第4項的系統,其中該主控制單元將用於指揮光強度中的減少之該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元,該減少與該基準充電容量及該已決定的太陽能電池照明設備之該蓄電池的該充電容量之間的差成比例。
- 如申請專利範圍第4項的系統,其中該主控制單元將用於將該已決定減少該光強度之該太陽能電池照明設備的該光強度與該相鄰太陽能電池照明設備之該已增加光強度成比例地減少的該光強度控制訊號輸出至該已決定減少該光強度之該太陽能電池照明設備的該控制單元。
- 如申請專利範圍第1至6項之任一項的系統,其中該主控制單元從該複數個太陽能電池照明設備各者的該控制單元收集包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的退化程度資訊,並鑒於包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的該充電容量及該退化程度二者控制該等太陽能電池照明設備各者的該光強度。
- 如申請專利範圍第1至6項之任一項的系統,其中該主控制單元從外部伺服器接收天氣資訊,並鑒於該天氣資訊及包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的該充電容量二者控制該等太陽能電池照明設備各者的該光強度。
- 如申請專利範圍第8項的系統,其中該天氣資訊包括與日出/日落時間、無日光日、或月光有關的資訊。
- 一種整合控制經由通訊網路彼此連接的複數個太陽能電池照明設備之用於控制太陽能電池照明設備的方法,各太陽能電池照明設備包括發光源,以藉由蓄電池的放電電力發光,及控制單元,以調整放電電力的幅度,該方法包含:(a)從該複數個太陽能電池照明設備各者的該控制單元接收包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的充電容量資訊;(b)使用該充電容量資訊決定必需控制光強度的至少一太陽能電池照明設備;及(c)將用於指揮光強度中之增加或減少的光強度控 制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元,其中該等太陽能電池照明設備各者更包含光強度感測器,其中該步驟(a)包含更從該等太陽能電池照明設備各者的該控制單元接收藉由該光強度感測器感測的光強度資訊,且步驟(b)包含鑒於該充電容量資訊及該光強度資訊二者決定必需控制光強度的至少一太陽能電池照明設備。
- 如申請專利範圍第10項的方法,其中該步驟(b)包含將包括具有比預置基準充電容量更高的充電容量之蓄電池的太陽能電池照明設備決定為必需增加該光強度的該太陽能電池照明設備,且該步驟(c)包含將用於指揮光強度中之增加的該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元。
- 如申請專利範圍第11項的方法,其中該步驟(c)包含將用於指揮光強度中之增加的該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元,該增加與該基準充電容量及該已決定之太陽能電池照明設備的該充電容量之間的差成比例。
- 如申請專利範圍第11項的方法,其中該步驟(b)包含,當包括具有比預置基準充電容量更低的充電容量之蓄電池的太陽能電池照明設備接近已決定增加該光強度的該太陽能電池照明設備時,將包括具有比該預置基 準充電容量更低的該充電容量之該蓄電池的該太陽能電池照明設備決定為必需減少該光強度的該太陽能電池照明設備,且步驟(c)包含將用於指揮光強度中之減少的該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元。
- 如申請專利範圍第13項的方法,其中該步驟(c)包含將用於指揮光強度中之減少的該光強度控制訊號輸出至該已決定之太陽能電池照明設備的該控制單元,該減少與該基準充電容量及該已決定之太陽能電池照明設備的該充電容量之間的差成比例。
- 如申請專利範圍第13項的方法,其中該步驟(c)包含將用於將該已決定減少該光強度之該太陽能電池照明設備的該光強度與該相鄰太陽能電池照明設備之該已增加光強度成比例地減少的該光強度控制訊號輸出至該已決定減少該光強度之該太陽能電池照明設備的該控制單元。
- 如申請專利範圍第10至15項之任一項的方法,其中該步驟(a)包含更從該複數個太陽能電池照明設備各者的該控制單元接收包括在該等太陽能電池照明設備中之該等蓄電池各者的退化程度資訊,且該步驟(b)包含鑒於該充電容量資訊及該退化程度資訊二者決定必需控制光強度的至少一太陽能電池照明設備。
- 如申請專利範圍第10至15項之任一項的方法,其中該步驟(a)包含更從外部伺服器接收天氣資訊,且 該步驟(b)包含鑒於該充電容量資訊及該天氣資訊二者決定必需控制光強度的至少一太陽能電池照明設備。
- 如申請專利範圍第17項的方法,其中該天氣資訊包括與日出/日落時間、無日光日、或月光有關的資訊。
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