專利名稱：一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈及其功率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能照明技術(shù)，特別是涉及一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路 燈及其功率控制方法。
背景技術(shù)：
隨著地球資源的日益貧乏，基礎(chǔ)能源的投資成本日益攀高，各種安全 和污染隱患可謂無處不在，太陽能作為一種"取之不盡、用之不竭"的安 全、環(huán)保新能源越來越受重視。然而，太陽能雖然巨大，卻十分分散，因 此太陽能一般用于小功率發(fā)電。在小功率時，傳統(tǒng)光源光效很低，不適合 在太陽能照明系統(tǒng)中應(yīng)用。今年來，隨著太陽能光伏技術(shù)的發(fā)展以及半導(dǎo)
體發(fā)光二極管(LED)技術(shù)的不斷進步，配合太陽能電池板和蓄電池組成的 太陽能LED照明系統(tǒng)具有亮度高、安裝簡便、工作穩(wěn)定可靠、不敷設(shè)電 纜、不消耗常規(guī)能源、使用壽命長等優(yōu)點，已開始廣泛應(yīng)用于城市道路、 小區(qū)道路、工業(yè)園區(qū)、景觀、旅游風(fēng)景區(qū)、公園、庭院、綠化帶、廣場、 步行街、健身休閑廣場等場所的照明及亮化裝飾。
現(xiàn)有的太陽能LED路燈都是采用自動開關(guān)的方法，在照明期間，路 燈以同一功率工作，由于太陽能本身發(fā)電量就很有限，這種方法容易造成 有限的電能不能充分利用，從而導(dǎo)致能源浪費，節(jié)能效果不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種可調(diào)節(jié)功率的太陽 能路燈及其功率控制方法，通過自動分段照明，使有限的電能得到充分的利用。為了達到本發(fā)明的上述及其他目的，本發(fā)明提出一種可調(diào)節(jié)功率的太 陽能路燈，包括將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件，光源，蓄電池，以及與 上述光伏組件、光源和蓄電池連接的控制器，該控制器包括
光敏電阻，該光敏電阻用以測量該太陽能路燈所在區(qū)域的亮度；
計時裝置，用以計量時間以便根據(jù)時間確認太陽能路燈的開關(guān)功率;
與光敏電阻和計時裝置連接的單片機，該單片機通過調(diào)節(jié)電流或電壓 來控制太陽能路燈的功率，并且控制光伏組件充電量及放電量。
本發(fā)明還提出了一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的功率控制方法，該太 陽能路燈包括將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件，光源，蓄電池，以及與上述 光伏組件、光源和蓄電池連接的控制器，該控制器包括光敏電阻，該光敏
電阻用以測量該太陽能路燈所在區(qū)域的亮度；計時裝置，用以計量時間以 便根據(jù)時間確認太陽能路燈的開關(guān)功率;與光敏電阻和計時裝置連接的單 片機，該單片機通過調(diào)節(jié)電流或電壓來控制太陽能路燈的功率，并且控制 光伏組件充電量及放電量；在亮度大于10Lux時，光伏組件將得到的太 陽能轉(zhuǎn)換成電能并存儲在蓄電池中，太陽能路燈不發(fā)光；在亮度小于或等 于10Lux且計時裝置探測得到時間在預(yù)定時間段內(nèi)，則控制器控制太陽 能路燈以半功率狀態(tài)發(fā)光；在亮度小于或等于10Lux的除預(yù)定時間外的 其余時間，控制器控制太陽能路燈以滿功率狀態(tài)發(fā)光。
作為優(yōu)選，該控制器通過調(diào)整脈沖寬度的方法改變光源的平均工作電 流和工作電壓，調(diào)整路燈的功率。
作為優(yōu)選，上述光源為發(fā)光二極管。
作為優(yōu)選，上述預(yù)定時間段為零點至四點的時間段。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，使得太陽能路燈在夜晚道路上行人比較多的 時段滿功率工作，提供最佳照明效果；深夜行人稀少時減少亮度以節(jié)約有 限的電能;快天亮?xí)r行人又較多的時段再次滿功率工作，以提供最佳照明， 從而確保有限的電能得到充分的利用，使節(jié)能效果更佳。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明中的控制器調(diào)節(jié)太陽能路燈功率的波形示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細的說明。
參見圖l，本發(fā)明提出一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈，其包括將光 能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件1，以發(fā)光二極管表示的光源3，蓄電池4，以
及與上述光伏組件l、光源3和蓄電池4連接的控制器2，該控制器2包 括光敏電阻，該光敏電阻用以測量該太陽能路燈所在區(qū)域的亮度；計時 裝置，用以計量時間以便根據(jù)時間確認太陽能路燈的開關(guān)功率；與光敏電 阻和計時裝置連接的單片機，該單片機通過調(diào)節(jié)電流或電壓來控制太陽能 路燈的功率，并且控制光伏組件充電量及放電量。通過控制器2的動作， 使太陽能路燈在傍晚沒有陽光時至次日凌晨零點，處于滿功率工作狀態(tài); 自次日凌晨零點至凌晨四點，處于半功率工作狀態(tài)；自凌晨四點至天亮， 處于滿功率工作狀態(tài)。
參見圖1和圖2，本發(fā)明還提出一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的功率 控制方法，該太陽能路燈包括將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件l，以發(fā)光二 極管表示的光源3，蓄電池4，以及與上述光伏組件l、光源3和蓄電池4 連接的控制器2，該控制器2包括光敏電阻，該光敏電阻用以測量該太 陽能路燈所在區(qū)域的亮度；計時裝置，用以計量時間以便根據(jù)時間確認太 陽能路燈的開關(guān)功率；與光敏電阻和計時裝置連接的單片機，該單片機通 過調(diào)節(jié)電流或電壓來控制太陽能路燈的功率，并且控制光伏組件充電量及 放電量；在亮度大于10Lux時，光伏組件將得到的太陽能轉(zhuǎn)換成電能并 存儲在蓄電池中，太陽能路燈不發(fā)光；在亮度小于或等于10Lux且控制 器的計時裝置探測得到的時間在預(yù)定時間段內(nèi)，則控制器控制太陽能路燈 以半功率狀態(tài)發(fā)光，該預(yù)定時間段為行人較少的時段，在本發(fā)明中，優(yōu)選 零點至四點之間的時間段為預(yù)定時間段；在亮度小于或等于10Lux的除預(yù)定時間外的其余時間，控制器控制太陽能路燈以滿功率狀態(tài)發(fā)光。
在本發(fā)明中，該控制器可通過檢測光伏組件的輸出電壓變化趨勢來偵 測時間，獲知夜晚的時長，以北京時間為例，當(dāng)該地區(qū)與北京處于同一經(jīng)
度時，夜晚時長是以凌晨12點作為分割點對稱分布，夜晚時長的一半則 為凌晨零點，若夜晚時長為12小時，則從傍晚開始工作6小時內(nèi)為滿功 率工作時長，6小時 10小時之間為半功率工作，10小時至天亮為滿功 率工作時間。本發(fā)明中提及的凌晨零點及凌晨四點并不是嚴格意義上的， 在與北京時間存在時差的地區(qū)，其凌晨零點及凌晨四點會有偏移。
在本發(fā)明中，該控制器可通過調(diào)整脈沖寬度的方法改變發(fā)光二極管的 平均工作電流和工作電壓，達到調(diào)整路燈的功率。
由于LED光源屬于半導(dǎo)體光源，使用脈沖方式工作時，并不會影響 其使用壽命及電性能，其亮度是由通過它的平均工作電流決定的，但必須 保證脈沖頻率應(yīng)高于50Hz，人眼便不能識別其閃爍，在半功率工作時， 該控制器使用100Hz的脈沖頻率對LED進行調(diào)功率，波形如圖2所示， 圖中標記5為電池電壓，標記61為LED燈點亮的時段，標記62為LED 燈熄滅的時段，則工作頻率=1/ (時段61+時段62)。
實施例1 一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的功率控制方法，該太陽能 路燈包括將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件1,以發(fā)光二極管表示的光源3， 蓄電池4，以及與上述光伏組件l、光源3和蓄電池4連接的控制器2， 該控制器2包括光敏電阻，該光敏電阻用以測量該太陽能路燈所在區(qū)域 的亮度；計時裝置，用以計量時間以便根據(jù)時間確認太陽能路燈的開關(guān)功 率；與光敏電阻和計時裝置連接的單片機，該單片機通過調(diào)節(jié)電流或電壓 來控制太陽能路燈的功率，并且控制光伏組件充電量及放電量；在傍晚五 點半時，控制器2動作，蓄電池4對燈頭放電，該控制器通過調(diào)整脈沖寬 度的方法改變光源的平均工作電流和工作電壓，調(diào)整太陽能路燈的功率為 滿功率，太陽能路燈以滿功率工作；凌晨零點時，控制器2再次動作，電 壓或電流減半，太陽能路燈處于半功率工作狀態(tài)；凌晨四點時，控制器2 再次動作，電壓或電流恢復(fù)正常數(shù)值，太陽能路燈處于滿功率工作狀態(tài)；凌晨七點時，控制器2動作，蓄電池4放電結(jié)束。
實施例2 一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的功率控制方法，該太陽能 路燈包括將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件1，以發(fā)光二極管表示的光源3， 蓄電池4，以及與上述光伏組件1、光源3和蓄電池4連接的控制器2， 該控制器2包括光敏電阻，該光敏電阻用以測量該太陽能路燈所在區(qū)域 的亮度；計時裝置，用以計量時間以便根據(jù)時間確認太陽能路燈的開關(guān)功 率；與光敏電阻和計時裝置連接的單片機，該單片機通過調(diào)節(jié)電流或電壓 來控制太陽能路燈的功率，并且控制光伏組件充電量及放電量；傍晚六點 半時，控制器2動作，蓄電池4對燈頭放電，該控制器通過調(diào)整脈沖寬度 的方法改變光源的平均工作電流和工作電壓，調(diào)整太陽能路燈的功率為滿 功率，太陽能路燈以滿功率工作；凌晨零點時，控制器2再次動作，電壓 或電流減半，太陽能路燈處于半功率工作狀態(tài)；凌晨四點時，控制器2 再次動作，電壓或電流恢復(fù)正常數(shù)值，太陽能路燈處于滿功率工作狀態(tài)； 凌晨五點半時，控制器2動作，蓄電池4放電結(jié)束。
實施例3 一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的功率控制方法，該太陽能 路燈包括將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件1，以發(fā)光二極管表示的光源3， 蓄電池4，以及與上述光伏組件l、光源3和蓄電池4連接的控制器2， 該控制器2包括光敏電阻，該光敏電阻用以測量該太陽能路燈所在區(qū)域 的亮度；計時裝置，用以計量時間以便根據(jù)時間確認太陽能路燈的開關(guān)功 率；與光敏電阻和計時裝置連接的單片機，該單片機通過調(diào)節(jié)電流或電壓 來控制太陽能路燈的功率，并且控制光伏組件充電量及放電量；傍晚六點 時，控制器2動作，蓄電池4對燈頭放電，該控制器通過調(diào)整脈沖寬度的 方法改變光源的平均工作電流和工作電壓，調(diào)整太陽能路燈的功率為滿功 率，太陽能路燈以滿功率工作；凌晨零點時，控制器2再次動作，電壓或 電流減半，太陽能路燈處于半功率工作狀態(tài)；凌晨四點時，控制器2再次 動作，電壓或電流恢復(fù)正常數(shù)值，太陽能路燈處于滿功率工作狀態(tài)；凌晨 六點時，控制器2動作，蓄電池4放電結(jié)束。
實施例4 一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的功率控制方法，該太陽能 路燈包括將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件1，以發(fā)光二極管表示的光源3，蓄電池4，以及與上述光伏組件l、光源3和蓄電池4連接的控制器2，
該控制器2包括光敏電阻，該光敏電阻用以測量該太陽能路燈所在區(qū)域 的亮度；計時裝置，用以計量時間以便根據(jù)時間確認太陽能路燈的開關(guān)功 率；與光敏電阻和計時裝置連接的單片機，該單片機通過調(diào)節(jié)電流或電壓 來控制太陽能路燈的功率，并且控制光伏組件充電量及放電量；傍晚路面 照度降至10Lux時，控制器2動作，蓄電池4對燈頭放電，該控制器通 過調(diào)整脈沖寬度的方法改變光源的平均工作電流和工作電壓，調(diào)整太陽能 路燈的功率為滿功率，太陽能路燈以滿功率工作；凌晨零點時，控制器2 再次動作，電壓或電流減半，太陽能路燈處于半功率工作狀態(tài)；凌晨四點 時，控制器2再次動作，電壓或電流恢復(fù)正常數(shù)值，太陽能路燈處于滿功 率工作狀態(tài)；凌晨路面照度升至10Lux時，控制器2動作，蓄電池4放 電結(jié)束。
當(dāng)然，在太陽能路燈的光敏元件損壞時，僅采用計時裝置根據(jù)時間使 太陽能路燈處于滿功率或半功率工作狀態(tài)；如果計時裝置損壞，則僅用光 敏元件根據(jù)亮度使太陽能路燈處于滿功率或半功率工作狀態(tài)。
以上描述了本發(fā)明的較佳實施例，當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他實施例， 在不背離本發(fā)明之精神及實質(zhì)的情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根 據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于 本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈，包括將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件，光源，蓄電池，以及與上述光伏組件、光源和蓄電池連接的控制器，其特征在于，該控制器包括光敏電阻，該光敏電阻用以測量該太陽能路燈所在區(qū)域的亮度；計時裝置，用以計量時間以便根據(jù)時間確認太陽能路燈的開關(guān)功率；與光敏電阻和計時裝置連接的單片機，該單片機通過調(diào)節(jié)電流或電壓來控制太陽能路燈的功率，并且控制光伏組件充電量及放電量。
2. —種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的功率控制方法，該太陽能路燈包括將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件，光源，蓄電池，以及與上述光伏組件、光源和蓄電池連接的控制器，其特征在于該控制器包括光敏電阻，該光敏電阻用以測量該太陽能路燈所在區(qū)域的亮度；計時裝置，用以計量時間以便根據(jù)時間確認太陽能路燈的開關(guān)功率；與光敏電阻和計時裝置連接的單片機，該單片機通過調(diào)節(jié)電流或電壓來控制太陽能路燈的功率，并且控制光伏組件充電量及放電量；在亮度大于10Lux時，光伏組件將得到的光能轉(zhuǎn)換成電能并存儲在蓄電池中，太陽能路燈不發(fā)光；在亮度小于或等于10Lux且計時裝置探測得到時間在預(yù)定時間段內(nèi)，則控制器控制太陽能路燈以半功率狀態(tài)發(fā)光；在亮度小于或等于10Lux的除預(yù)定時間外的其余時間，控制器控制太陽能路燈以滿功率狀態(tài)發(fā)光。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的功率控制方法，其特征在于，該控制器通過調(diào)整脈沖寬度的方法改變光源的平均工作電流和工作電壓，調(diào)整路燈的功率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的功率控制方法，其特征在于，上述光源為發(fā)光二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈的功率控制方法，其特征在于，上述預(yù)定時間段為零點至四點的時間段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈及其功率控制方法，該可調(diào)節(jié)功率的太陽能路燈包括將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件，光源，蓄電池，以及與上述光伏組件、光源和蓄電池連接的控制器，該控制器包括光敏電阻，該光敏電阻用以測量該太陽能路燈所在區(qū)域的亮度；計時裝置，用以計量時間以便根據(jù)時間確認太陽能路燈的開關(guān)功率；與光敏電阻和計時裝置連接的單片機，該單片機通過調(diào)節(jié)電流或電壓來控制太陽能路燈的功率，并且控制光伏組件充電量及放電量。采用本發(fā)明的技術(shù)方案可確保有限的電能得到充分的利用，使節(jié)能效果更佳。
文檔編號F21S9/03GK101639189SQ20081012627
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者干 倪 申請人:干 倪