專利名稱：全自動跟蹤風力太陽能路燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種路燈，具體是一種全自動跟蹤風力太陽能路燈。
背景技術：
傳統的路燈通常采用的是高壓鈉燈，高壓鈉燈整體上存在光效低的缺點，造成了 能源的巨大浪費。目前，LED路燈已經在一些大城市開始試用了，但是這種LED路燈只是提 高了電能到光能的轉換效率，和傳統路燈一樣，仍然存在整體照明效率不高的問題。也有 一些城市使用太陽能LED路燈，它在白天利用太陽能給蓄電池進行充電，晚上利用電池驅 動LED照明，這種方式雖然不需要交流供電，但是它的缺點也很多，比如功率小，維護量大， 電池壽命短，可靠性差等缺點，單一使用太陽能供電會造成一些情況下無法使用太陽能LED 路燈。 我國具有豐富的太陽能和風能資源，太陽能和風能已經應用于多個領域。但不管 是太陽能還是風能，其能量密度都非常低，獨立的太陽能和風能發(fā)電都不能給路燈提供可 靠的電能。太陽能與風能在時間和地域上都有很強的互補性，白天光照強時風小，夜間光照 弱時，風能由于地表溫差變化大而增強，這一特性可以使獨立的太陽能和風能結合起來組 成風光互補的混合供電系統，提高供電系統的可靠性。

發(fā)明內容本實用新型針對現有技術存在的不足，提供一種全自動跟蹤風力太陽能路燈，該 路燈使用獨立的太陽能和風能結合起來組成風光互補的混合供電系統，提高了供電系統的 穩(wěn)定性。 為達到上述目的，本實用新型采取的技術方案一種全自動跟蹤風力太陽能路燈，
包括向路燈供電的太陽能光伏發(fā)電系統和風力發(fā)電系統；所述的太陽能光伏發(fā)電系統包括
太陽光自動跟蹤控制電路，與太陽光自動跟蹤控制電路連接的太陽能電池板、逆變電源和
太陽能充電蓄電池，太陽能充電蓄電池通過逆變電源給用電設備供電；所述的風力發(fā)電系
統包括風向自動跟蹤控制電路，分別和風向自動跟蹤控制電路連接的風力發(fā)電機、逆變電
源、風力發(fā)電充電蓄電池，風力發(fā)電充電蓄電池通過逆變電源給用電設備供電。 工作原理利用光敏電阻在光照時阻值發(fā)生變化的原理，將四個完全相同的光敏
電阻分別放置在太陽能電池板的上下左右四個不同的位置，接收來自不同角度的入射光，
通過A/D轉換電路送至單片機中，單片機的輸出端口接步進電機驅動電路，從單片機出來
的信號，通過模糊的方法進行比較、處理，然后通過步進電機驅動電路自動控制步進電機的
動作，使得太陽能電池板始終最大面積接收太陽光。當風速傳感器檢測到風速超過一定數
值時，單片機發(fā)出信號控制步進電機進行風向自動跟蹤，風力傳感器通過A/D轉換電路將
信號送至單片機檢測當前風力發(fā)電機的輸出電流值，并通過模糊的方法進行比較、處理，然
后通過輸出端口接步進電機驅動電路自動控制步進電機的動作，使當前的電流值達到最
大，使得風機風葉與風向保持平行。
4[0007] 本實用新型的優(yōu)點是這種太陽能和風能結合起來組成的混合供電系統，通過太 陽光自動跟蹤控制電路和風向自動跟蹤控制電路提高供電系統的穩(wěn)定性，實現了節(jié)能、環(huán) 保的目的。

圖1本實用新型原理框圖； 圖2太陽光自動跟蹤控制電路圖； 圖3風向自動跟蹤控制電路圖。
具體實施方式如圖1所示，太陽能電池板由24V150W單晶硅太陽能電池板組成，可以提供最大 1SA的電流，將太陽能轉換成電能。風力發(fā)電機采用150W垂直軸風力發(fā)電機，采用渦輪葉片 設計，可以大大提高風機的效率，啟動風速只有2m/s，工作范圍寬，可以在2m/s 25m/s風 速范圍內正常工作。逆變電源能將蓄電池的直流電逆變?yōu)闃藴实?0Hz正弦波220V交流電， 為用電設備提供電能。逆變電源帶欠壓、過壓以及短路保護的功能。由于太陽能電池板和 風力發(fā)電機必須通過蓄電池儲能才能穩(wěn)定供電，因此系統采用兩組蓄電池作為儲能單元。 太陽能光伏發(fā)電系統包括太陽光自動跟蹤控制電路，分別和太陽光自動跟蹤控制 電路連接的太陽能電池板、逆變電源、太陽能充電蓄電池，太陽能充電蓄電池通過逆變電源 給用電設備供電。 風力發(fā)電系統包括風向自動跟蹤控制電路，分別和風向自動跟蹤控制電路連接的 風力發(fā)電機、逆變電源、風力發(fā)電充電蓄電池，風力發(fā)電充電蓄電池通過逆變電源給用電設 備供電。 如圖2所示，光敏電阻采用四個相同的光敏電阻，A/D轉換電路采用ADC0809芯片 和雙上升沿D觸發(fā)器74LS74,單片機采用AT89S51單片機，步進電機驅動電路采用六同相緩 沖/變換器CD4050和步進電機驅動芯片FT5754，定時電路采用串行實時時鐘芯片DS1302。 四個相同的光敏電阻分別和ADC0809芯片的26、27、28、1引腳連接，ADC0809芯片的21 、20、 19、18、8、15、14、17引腳分別和AT89S51單片機對應的1 8引腳連接，ADC0809芯片的25、 24、23、22、9、6、7引腳分別和AT89S51單片機對應的21 26、 17引腳連接，ADC0809芯片的 10引腳連接74LS74的5引腳，74LS74的3引腳連接AT89S51單片機的30引腳，74LS74的 2、6引腳連接，AT89S51單片機的39和35引腳連接CD4050的3引腳，AT89S51單片機的38 和34引腳連接CD4050的5引腳，AT89S51單片機的37和33引腳連接CD4050的7引腳， AT89S51單片機的36和32引腳連接CD4050的9引腳，AT89S51單片機的10、 11、 12引腳分 別和DS1302芯片對應的7、6、5引腳連接，CD4050的2、4、6、 10引腳分別對應連接FT5754的 1、5、8、12引腳，FT5754的2、4、9、11引腳連接步進電機，ADC0809芯片的16引腳、AT89S51單 片機的31引腳、CD4050的8引展卩禾口 FT5754的6引腳接地，ADC0809芯片的12引腳、74LS74 的1、4引腳、FT5754的3引腳和5V直流電源連接，CD4050的2、4、6、10引腳分別通過上拉 電阻和5V直流電源連接。 利用光敏電阻在光照時阻值發(fā)生變化的原理，將四個完全相同的光敏電阻分別放 置在太陽能電池板的上下左右四個不同的位置，接收來自不同角度的入射光，通過A/D轉換電路送至單片機AT89S51中，從單片機AT89S51出來的信號，通過模糊的方法進行比較、 處理，然后通過輸出端口接步進電機驅動電路自動控制電機的動作，使得太陽能電池板始 終垂直于太陽光。 如圖3所示，風速傳感器采用兩個相同的風速傳感器，A/D轉換電路采用ADC0809 芯片和雙上升沿D觸發(fā)器74LS74，單片機采用AT89S51單片機，步進電機驅動電路采用六 同相緩沖/變換器CD4050和步進電機驅動芯片FT5754，定時電路采用串行實時時鐘芯片 DS1302。兩個相同的風速傳感器分別和ADC0809芯片的26、27引腳連接，ADC0809芯片的 21、20、19、18、8、15、14、17引腳分別和AT89S51單片機對應的1 8引腳連接，ADC0809芯 片的25、24、23、22、9、6、7引腳分別和AT89S51單片機對應的21 26、17引腳連接，ADC0809 芯片的10引腳連接74LS74的5引腳，74LS74的3引腳連接AT89S51單片機的30引腳， 74LS74的2、6引腳連接，AT89S51單片機的39和35引腳連接CD4050的3引腳，AT89S51 單片機的38和34引腳連接CD4050的5引腳，AT89S51單片機的37和33引腳連接CD4050 的7引腳，AT89S51單片機的36和32引腳連接CD4050的9引腳，AT89S51單片機的10、 11、 12引腳分別和DS1302芯片對應的7、6、5引腳連接，CD4050的2、4、6、10引腳分別對應 連接FT5754的1、5、8、12引腳，FT5754的2、4、9、11引腳連接步進電機，ADC0809芯片的16 引腳、AT89S51單片機的31引腳、CD4050的8引展卩禾口 FT5754的6引腳接地，ADC0809芯片 的12引腳、74LS74的1、4引腳、FT5754的3引展卩禾口 5V直流電源連接，CD4050的2、4、6、10 引腳分別通過上拉電阻和5V直流電源連接。 當風速傳感器檢測到風速超過一定數值時，單片機發(fā)出信號控制步進電機進行風 向自動跟蹤，風力傳感器通過A/D轉換電路將信號送至單片機檢測當前風力發(fā)電機的輸出 電流值，并通過模糊的方法進行比較、處理，然后通過輸出端口接步進電機驅動電路自動控 制步進電機的動作，使當前的電流值達到最大，使得風機風葉與風向保持平行。
權利要求一種全自動跟蹤風力太陽能路燈，其特征是包括向路燈供電的太陽能光伏發(fā)電系統和風力發(fā)電系統；所述的太陽能光伏發(fā)電系統包括太陽光自動跟蹤控制電路，與太陽光自動跟蹤控制電路連接的太陽能電池板、逆變電源和太陽能充電蓄電池，太陽能充電蓄電池通過逆變電源給用電設備供電；所述的風力發(fā)電系統包括風向自動跟蹤控制電路，與風向自動跟蹤控制電路連接的風力發(fā)電機、逆變電源和風力發(fā)電充電蓄電池，風力發(fā)電充電蓄電池通過逆變電源給用電設備供電。
2. 根據權利要求1所述的全自動跟蹤風力太陽能路燈，其特征是所述的太陽光自動跟蹤控制電路主要由光敏電阻、A/D轉換電路、單片機、步進電機驅動電路、定時電路組成；光敏電阻連接A/D轉換電路，A/D轉換電路、步進電機驅動電路和定時電路分別連接單片機。
3. 根據權利要求1所述的全自動跟蹤風力太陽能路燈，其特征是所述的風向自動跟蹤控制電路主要由風速傳感器、A/D轉換電路、單片機、步進電機驅動電路、定時電路組成，風速傳感器連接A/D轉換電路，A/D轉換電路、步進電機驅動電路和定時電路分別連接單片機。
4. 根據權利要求2所述的全自動跟蹤風力太陽能路燈，其特征是所述的太陽光自動跟蹤控制電路中的光敏電阻采用四個相同的光敏電阻，A/D轉換電路采用ADC0809芯片和雙上升沿D觸發(fā)器74LS74,單片機采用AT89S51單片機，步進電機驅動電路采用六同相緩沖/變換器CD4050和步進電機驅動芯片FT5754，定時電路采用串行實時時鐘芯片DS1302 ;四個相同的光敏電阻分別和ADC0809芯片的26、27、28、1引腳連接，ADC0809芯片的21 、20、(19、18、8、15、14、17引腳分別和AT89S51單片機對應的1 8引腳連接，ADC0809芯片的25、(24、23、22、9、6、7引腳分別和AT89S51單片機對應的21 26、 17引腳連接，ADC0809芯片的10引腳連接74LS74的5引腳，74LS74的3引腳連接AT89S51單片機的30引腳，74LS74的(2、6引腳連接，AT89S51單片機的39和35引腳連接CD4050的3引腳，AT89S51單片機的38和34引腳連接CD4050的5引腳，AT89S51單片機的37和33引腳連接CD4050的7引腳，AT89S51單片機的36和32引腳連接CD4050的9引腳，AT89S51單片機的10、 11、 12引腳分別和DS1302芯片對應的7、6、5引腳連接，CD4050的2、4、6、 10引腳分別對應連接FT5754的(1、5、8、12引腳，FT5754的2、4、9、11引腳連接步進電機。
5. 根據權利要求3所述的全自動跟蹤風力太陽能路燈，其特征是所述的風向自動跟蹤控制電路中的風速傳感器采用兩個相同的風速傳感器，A/D轉換電路采用ADC0809芯片和雙上升沿D觸發(fā)器74LS74,單片機采用AT89S51單片機，步進電機驅動電路采用六同相緩沖/變換器CD4050和步進電機驅動芯片FT5754，定時電路采用串行實時時鐘芯片DS1302 ;兩個相同的風速傳感器分別和ADC0809芯片的26、27引腳連接，ADC0809芯片的21、20、19、(18、8、15、14、17引腳分別和AT89S51單片機對應的1 8引腳連接，ADC0809芯片的25、24、(23、22、9、6、7引腳分別和AT89S51單片機對應的21 26、 17引腳連接，ADC0809芯片的10引腳連接74LS74的5引腳，74LS74的3引腳連接AT89S51單片機的30引腳，74LS74的2、(6引腳連接，AT89S51單片機的39和35引腳連接CD4050的3引腳，AT89S51單片機的38和34引腳連接CD4050的5引腳，AT89S51單片機的37和33引腳連接CD4050的7引腳，AT89S51單片機的36和32引腳連接CD4050的9引腳，AT89S51單片機的10、 11、 12引腳分別和DS1302芯片對應的7、6、5引腳連接，CD4050的2、4、6、10引腳分別對應連接FT5754的’1、5、8、12引腳，FT5754的2、4、9、11引腳連接步進電機。
6. 根據權利要求1所述的全自動跟蹤風力太陽能路燈，其特征是所述的太陽能電池 板采用24V150W單晶硅太陽能電池板。
7. 根據權利要求1所述的全自動跟蹤風力太陽能路燈，其特征是所述的風力發(fā)電機 采用渦輪葉片設計的150W垂直軸風力發(fā)電機。
專利摘要本實用新型公開了一種全自動跟蹤風力太陽能路燈，主要由太陽能光伏發(fā)電系統和風力發(fā)電系統組成。太陽能光伏發(fā)電系統主要由太陽光自動跟蹤控制電路，分別和太陽光自動跟蹤控制電路連接的太陽能電池板、逆變電源、太陽能充電蓄電池組成；風力發(fā)電系統主要由風向自動跟蹤控制電路，分別和風向自動跟蹤控制電路連接的風力發(fā)電機、逆變電源、風力發(fā)電充電蓄電池組成。充電蓄電池通過逆變電源給用電設備供電。本實用新型的優(yōu)點把太陽能和風能結合起來組成互補的供電系統，提高了供電系統的穩(wěn)定性，實現了環(huán)保、節(jié)能的目的。
文檔編號F21V23/00GK201513821SQ20092023259
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月16日 優(yōu)先權日2009年9月16日
發(fā)明者代洪, 周天沛 申請人:徐州工業(yè)職業(yè)技術學院