專利名稱：風(fēng)能、光能、市電互補(bǔ)led智能照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電能存儲系統(tǒng)，進(jìn)一步來說，涉及用于電池組充電或電池組向負(fù)載供電的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電屬于可再生能源，也是目前應(yīng)用最廣泛、前景最好的可再生潔凈能源。目前市場上流行的太陽能路燈雖然能夠滿足基本的照明需要，但是由于沒有考慮到能源的有效利用導(dǎo)致許多白天貯存的能量白白地浪費(fèi)，例如路燈的亮度一直保持不變，功率損耗也不能根據(jù)周圍環(huán)境的變化而適時調(diào)節(jié)，這種運(yùn)行方式所浪費(fèi)的能量是非常可觀的。
近年來，人們研究了能源轉(zhuǎn)換的一些技術(shù)方案，希望將風(fēng)能、光能等能源與市電互補(bǔ)使用，例如中國專利申請CN98240046. 2號"智慧型太陽能照明電充放電控制裝置"、CN99122223. 7號"太陽能電池及負(fù)載互動操控系統(tǒng)"、CN200410001568. l號"智能型電源供應(yīng)器及其控制方法"、CN200510083051. 6號"能源系統(tǒng)及其控制方法"、CN 200810060462. 7號"一種太陽能與市電互補(bǔ)式不間斷供電系統(tǒng)，，等。這些技術(shù)方案都有能源切換的功能，但將風(fēng)能、光能等能源與市電互補(bǔ)作為補(bǔ)充或調(diào)劑能源，技術(shù)方案還不多。迄今為止，人們依然在探索新的能源與市電互補(bǔ)的智能照明系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)能、光能、市電互補(bǔ)LED智能照明系統(tǒng)，既利用風(fēng)能和太陽能，同時又不影響照明質(zhì)量，降低照明成本，從而達(dá)到利用可再生能源的目的。
為實(shí)現(xiàn)這一目的，發(fā)明人提供的風(fēng)能、光能、市電互補(bǔ)LED智能照明系
3統(tǒng)，包括太陽能電池板或風(fēng)能發(fā)電機(jī)組、能量控制器、蓄電池組、微控制器
和LED照明燈，太陽能電池板的作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能送至蓄 電池中存儲起來，風(fēng)能發(fā)電機(jī)組的作用是將風(fēng)能發(fā)電送至蓄電池中存儲起 來；能量控制器的作用是對充電放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深 度充電；蓄電池用來存儲滿足照明需要的電能；微控制器用以實(shí)現(xiàn)照明燈系 統(tǒng)自動控制，實(shí)現(xiàn)照明燈亮度的自動調(diào)節(jié)；LED照明燈則是照明光的光源。
上述太陽能電池板是單晶硅太陽能電池，或是多晶硅太陽能電池，或是 非晶硅太陽能電池。發(fā)明人指出在太陽光充足日照好的東西部地區(qū)，采用 多晶硅太陽能電池為好，因?yàn)槎嗑Ч杼柲茈姵厣a(chǎn)工藝相對簡單，價格比 單晶低；在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區(qū)，釆用單晶硅太 陽能電池為好，因?yàn)閱尉Ч杼柲茈姵匦阅軈?shù)比較穩(wěn)定；非晶硅太陽能電 池在室外陽光不足的情況下比較好，因?yàn)榉蔷Ч杼柲茈姵貙μ柟庹諚l件 要求比較低。
上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是由通用的風(fēng)力發(fā)動機(jī)組成的。
上述能量控制器具有照明燈智能控制功能，即具有光控、時控功能，還 具有夜間自動切控負(fù)載功能，便于陰雨天延長照明燈的工作時間；在溫差較 大的地方，能量控制器還具備溫度補(bǔ)償功能。
上述蓄電池組是鉛酸蓄電池組；或是Ni-Cd蓄電池組，或是Ni-H蓄電 池組。發(fā)明人指出蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則首先在能滿足 夜晚照明的前提下，把白天太陽能電池組件的能量盡量存儲下來，同時還要 能夠存儲滿足連續(xù)陰雨天夜晚照明需要的電能。蓄電池容量過小不能夠滿足 夜晚照明的需要，蓄電池過大， 一方面蓄電池始終處在虧電狀態(tài)，影響蓄電 池壽命，同時造成浪費(fèi)。通常太陽能電池功率必須比負(fù)載功率高出4倍以上， 系統(tǒng)才能正常工作；太陽能電池的電壓要超過蓄電池的工作電壓20% ~ 30%, 才能保證給蓄電池正常蓄電；蓄電池容量以比負(fù)載日耗量高6倍以上為宜。上述微控制器是單片機(jī)，對LED照明燈、太陽能或風(fēng)能發(fā)電、蓄電池組 電流、電壓等參數(shù)的監(jiān)測和采樣，經(jīng)過分析處理，輸出控制信號控制蓄電池 的充放電，并通過相關(guān)信號自動選擇市電或蓄電池給負(fù)載供電。
上述微控制器應(yīng)用帶光敏電阻的光電檢測傳感器采集光信號，控制單片 機(jī)開始工作的時間；釆用市售的人體熱釋電紅外傳感器采集人體信號，經(jīng)過 單片機(jī)的ANJ)轉(zhuǎn)換，控制LED小方陣的點(diǎn)亮+數(shù)，實(shí)現(xiàn)對LED亮滅的控制。
上述LED照明燈包括有色透明發(fā)光二極管或無色透明發(fā)光二極管、燈桿 及燈具外殼，發(fā)明人指出LED燈光源，壽命長，可達(dá)10萬小時，工作電壓 低，不需要逆變器，光效較高，照度為50 ~80Lm/w;燈桿及燈具外殼采用 常規(guī)的產(chǎn)品即可。
上述LED照明燈由4個LED組成一個LED小方陣，多個小方陣組成一盞 照明燈，控制各個LED小方陣的亮滅來達(dá)到調(diào)節(jié)照明燈亮度的目的。
本發(fā)明提供的風(fēng)能、光能、市電互補(bǔ)LED智能照明系統(tǒng)工作原理是
把光伏電池或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組等可再生能源接入蓄電池組，給蓄電池充 電；控制器通過輸出控制信號同時給LED照明燈供電?？刂破鲗Ω髡彰鳠糌?fù) 載、光伏電池或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、蓄電池組電流、電壓等參數(shù)的監(jiān)測和采樣， 經(jīng)過分析處理，輸出控制信號控制光伏電池或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、蓄電池的充放 電，并選擇市電或蓄電池給負(fù)載給供電。
發(fā)明人指出LED照明燈的工作電壓一般為12V或24V,屬安全電壓， 無須電氣保護(hù)接地，但金屬燈桿應(yīng)做防雷接地，接地電阻不大于10Q。
本發(fā)明的風(fēng)能、光能、市電互補(bǔ)LED智能照明系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)①風(fēng) 能、太陽能作為一種綠色環(huán)保的新能源，"取之不竭、用之不盡"，充分利用 太陽能資源，對緩解常規(guī)能源緊張的情況有積極意義；②照明燈安裝簡單、 方便，無需像普通路燈那樣做鋪設(shè)電纜等大量基礎(chǔ)工程，只需要有一個基座 固定，所有的線路和控制部分均放置在燈架之中，形成一個整體；③運(yùn)行維護(hù)成本低廉；④整個系統(tǒng)運(yùn)行均為自動控制，無需人工，幾乎不產(chǎn)生維護(hù)成 本。適用于風(fēng)能、太陽能資源豐富的地區(qū)，也適用于風(fēng)能、太陽能資源較豐 富的地區(qū)，還適用于太陽能可利用區(qū)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例將本智能照明系統(tǒng)應(yīng)用于道路照明。
該道if各照明系統(tǒng)為太陽能和市電互補(bǔ)LED智能照明系統(tǒng)。系統(tǒng)由太陽能 電池板或風(fēng)能發(fā)電機(jī)組、能量控制器、蓄電池組、微控制器和LED照明燈組 成。太陽能電池板選用目前發(fā)展最成熟的單晶硅太陽能電池，蓄電池組選用 鉛酸蓄電池組，采用廣東安池東電子有限^^司生產(chǎn)的AP系列閥控試鉛酸蓄 電池組成，其具體型號和參凄史如下AnsiPower AP12-200系列12V 200Ah 蓄電池；微控制器選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C52單片機(jī)，它是一個低電 壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash 只讀程序存儲器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM )，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系 統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元；選用以硫化隔制成 的帶光敏電阻光電檢測傳感器，選用日本尼賽拉(NICENA)公司生產(chǎn)的型號 為RE200B的人體熱釋電紅外傳感器；LED照明燈選用深圳市弘彩光電有限公 司生產(chǎn)的大功率LED。
該照明工程應(yīng)用于小區(qū)道路照明，太陽能電池總功率為1500W,供電電 壓為低壓直流24V，可為500盞功率為3W的LED照明燈供電。
權(quán)利要求
1一種風(fēng)能、光能、市電互補(bǔ)LED智能照明系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括太陽能電池板或風(fēng)能發(fā)電機(jī)組、能量控制器、蓄電池組、微控制器和LED照明燈，太陽能電池板將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能送至蓄電池中存儲起來，風(fēng)能發(fā)電機(jī)組將風(fēng)能發(fā)電送至蓄電池中存儲起來；能量控制器對充電放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電；蓄電池存儲滿足照明需要的電能；微控制器用以實(shí)現(xiàn)照明燈系統(tǒng)自動控制，實(shí)現(xiàn)照明燈亮度的自動調(diào)節(jié)；LED照明燈則是照明光的光源。
2. 如權(quán)利要求1所述智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能電池板是 單晶硅太陽能電池，或是多晶硅太陽能電池，或是非晶硅太陽能電池。
3. 如權(quán)利要求1所述智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述能量控制器具有 照明燈智能控制功能，即具有光控、時控功能，還具有夜間自動切控負(fù)載功 能，便于陰雨天延長照明燈的工作時間；在溫差較大的地方，能量控制器還 具備溫度補(bǔ)償功能。
4. 如權(quán)利要求1所述智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述蓄電池組是鉛酸 蓄電池組；或是Ni-Cd蓄電池組，或是Ni-H蓄電池組。
5. 如權(quán)利要求1所述智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述微控制器是單片 機(jī)，對LED照明燈、太陽能或風(fēng)能發(fā)電、蓄電池組電流、電壓等參數(shù)的監(jiān)測 和采樣，經(jīng)過分析處理，輸出控制信號控制蓄電池的充放電，并通過相關(guān)信 號自動選擇市電或蓄電池給負(fù)載供電；所述《鼓控制器應(yīng)用帶光敏電阻的光電 檢測傳感器采集光信號，控制單片機(jī)開始工作的時間；釆用市售的人體熱釋 電紅外傳感器采集人體信號，經(jīng)過單片機(jī)的AM)轉(zhuǎn)換，控制LED小方陣的點(diǎn) 亮個數(shù)，實(shí)現(xiàn)對LED亮滅的控制。
6. 如權(quán)利要求L所述智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述LED照明燈包括 有色透明發(fā)光二極管或無色透明發(fā)光二極管、燈桿及燈具外殼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)能、光能、市電互補(bǔ)LED智能照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽能電池板或風(fēng)能發(fā)電機(jī)組、能量控制器、蓄電池組、微控制器和LED照明燈，太陽能電池板將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能送至蓄電池中存儲起來，風(fēng)能發(fā)電機(jī)組將風(fēng)能發(fā)電送至蓄電池中存儲起來；能量控制器對充電放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電；蓄電池存儲滿足照明需要的電能；微控制器用以實(shí)現(xiàn)照明燈系統(tǒng)自動控制，實(shí)現(xiàn)照明燈亮度的自動調(diào)節(jié)；LED照明燈則是照明光的光源。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)①充分利用風(fēng)能、太陽能等綠色新能源，可緩解能源緊張狀況；②本系統(tǒng)安裝簡單、方便；③運(yùn)行維護(hù)成本低廉；④整個系統(tǒng)運(yùn)行均為自動控制。適用于風(fēng)能、光能資源豐富的地區(qū)。
文檔編號F21S9/00GK101666457SQ20091010280
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者羅文平, 邱望標(biāo), 智 龍 申請人:貴州安惠太陽能科技有限公司