光伏市電互補(bǔ)用led公路隧道照明系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)，其特征在于，包括：光伏電站、電網(wǎng)供電系統(tǒng)和LED隧道燈；所述電網(wǎng)供電系統(tǒng)與光伏電站通過(guò)切換開(kāi)關(guān)連接有直流電壓屏，所述直流電壓屏將直流電壓送至LED隧道燈內(nèi)。利用光能和市電配合LED燈對(duì)公路隧道進(jìn)行照明，能夠節(jié)約成本，具有效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光電領(lǐng)域，具體涉及光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)交通的要求日益提高，為適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)高速公路、高等級(jí)公路建設(shè)取得重大進(jìn)展。在邊遠(yuǎn)山區(qū)，公路隧道的數(shù)量劇增，為確保車(chē)輛安全通行，對(duì)隧道照明的要求越來(lái)越高。
[0003]目前，已建成隧道大部分都采用鈉燈照明，過(guò)去由于鈉燈很難調(diào)光，所以不管白天還是黑夜，晴天陰雨，隧道內(nèi)的照度始終保持不變，在陰雨天或是黑夜里，隧道外的亮度很低，往往造成過(guò)度照明甚至形成光污染，廣大司乘人員迫切要求，隧道燈能根據(jù)隧道外的亮度，自適應(yīng)調(diào)整燈光強(qiáng)度；而且這種燈具耗能極大、壽命較短。為了節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，許多隧道經(jīng)常不開(kāi)燈或者是開(kāi)一半燈，隧道內(nèi)達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的照度，影響車(chē)輛正常運(yùn)行，甚至引發(fā)事故。2013年4月14日據(jù)華商報(bào)報(bào)道，316國(guó)道安康段越嶺關(guān)隧道2001年通車(chē)至今，因沒(méi)人支付每年60萬(wàn)元電費(fèi)，12年只亮燈兩次，發(fā)生交通事故70多起，還造成2人死亡。
[0004]近年來(lái)，光伏技術(shù)迅速發(fā)展，太陽(yáng)能電池板的成本大幅度度降價(jià)，而且，為了推廣應(yīng)用光伏產(chǎn)品，國(guó)家出臺(tái)了許多優(yōu)惠政策，并給予很高的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助。LED光源的光效達(dá)到180Lm/w，節(jié)能效果明顯，而且壽命長(zhǎng)無(wú)污染，受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。同時(shí)由于產(chǎn)量迅速躍升，成本大幅度降低，在許多領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始取代白熾燈，日光燈，高壓鈉燈。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)，利用光能和市電配合LED燈對(duì)公路隧道進(jìn)行照明，能夠節(jié)約成本，具有效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng),包括:光伏電站、電網(wǎng)供電系統(tǒng)和LED隧道燈；
[0008]所述電網(wǎng)供電系統(tǒng)與光伏電站通過(guò)切換開(kāi)關(guān)連接有直流電壓屏，所述直流電壓屏將直流電壓送至LED隧道燈內(nèi)。
[0009]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述光伏電站包括光伏電池組件、光伏電池支架和控制器，所述光伏電池支架用于固定光伏電池組件，且保證所述光伏電池組件與太陽(yáng)光呈一定傾角。
[0010]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述傾角為90度。
[0011]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述電網(wǎng)供電系統(tǒng)包括開(kāi)關(guān)整流器，所述開(kāi)關(guān)整流器包括依次連接的輸入整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、PWM變頻逆變電路以及輸出整流及濾波電路。
[0012]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還包括一遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、集中控制器和單燈控制器組成；
[0013]所述監(jiān)控中心位于隧道照明管理人員的辦公區(qū)域，集中控制器安裝在直流電壓屏內(nèi)，單燈控制器安裝于安裝于LED隧道燈內(nèi)。
[0014]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還包括一自適應(yīng)調(diào)光系統(tǒng)，所述自適應(yīng)調(diào)光系統(tǒng)連接有集中控制器；
[0015]所述自適應(yīng)調(diào)光系統(tǒng)由光傳感器和安裝在LED隧道燈的恒流控制器組成，且光傳感器主要檢測(cè)隧道外的光強(qiáng)，恒流控制器的作用是改變燈光亮度，LED隧道燈的總功率應(yīng)與光伏電站的總功率相適應(yīng)。
[0016]通過(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]采用LED隧道燈節(jié)能，目前單顆LED隧道燈的光效已達(dá)到180LM/W以上，實(shí)踐證明50WLED隧道燈可取代150W鈉燈，節(jié)電率高達(dá)60%以上；同時(shí)LED燈具近年來(lái)得迅速推廣，成本價(jià)大幅度降低，為取代鈉燈創(chuàng)造了極好的條件。
[0018]光伏電站節(jié)能，在西北太陽(yáng)能資源良好的地區(qū)，白天，光伏電站可保證最少10小時(shí)的供電時(shí)間，在此期間，隧道燈全部由光伏電站供電，節(jié)電率高達(dá)40%以上。目前國(guó)家對(duì)光伏電站應(yīng)用給予很大的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助，建設(shè)費(fèi)用增加不多。
[0019]調(diào)光節(jié)能，白天，通過(guò)隧道外光強(qiáng)的檢測(cè)，可根據(jù)不同時(shí)段調(diào)整隧道燈亮度，不僅解決過(guò)度照明或光污染問(wèn)題，而且，可節(jié)電10%以上。夜間由于隧道外背景光度暗，LED隧道燈可變?yōu)榘牍β使╇?，因此可?jié)電50%左右。
[0020]由于遠(yuǎn)程監(jiān)控和LED隧道照明系統(tǒng)的總節(jié)電率可達(dá)80%以下，具有非常突出的節(jié)電效益，值得推廣應(yīng)用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型的市電供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0026]參照?qǐng)D1，光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)，包括:光伏電站、電網(wǎng)供電系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、LED隧道燈。
[0027]所述電網(wǎng)供電系統(tǒng)與光伏電站通過(guò)切換開(kāi)關(guān)連接有直流電壓屏，所述直流電壓屏將直流電壓送至LED隧道燈內(nèi)。
[0028]在陽(yáng)光充分的白天，光伏電站輸出的直流電壓，通過(guò)直流電壓屏送到LED隧道燈內(nèi)，LED隧道燈內(nèi)的恒流控制器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為恒定電流供給LED隧道燈。
[0029]當(dāng)夜幕降臨后，陽(yáng)光逐漸變暗或者連陰雨天時(shí)，光伏電站輸出直流功率滿(mǎn)足不了LED隧道燈的要求，為了不間斷照明，通過(guò)切換開(kāi)關(guān)，電網(wǎng)輸出交流電壓，通過(guò)開(kāi)關(guān)整流器轉(zhuǎn)換為直流電壓，在經(jīng)過(guò)直流電壓屏給LED隧道燈供電。
[0030]遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控集中控制器。集中控制器通過(guò)安裝在LED隧道燈內(nèi)的單燈控制器對(duì)隧道燈實(shí)施管理和控制。
[0031]自適應(yīng)調(diào)光系統(tǒng)由光傳感器和安裝在LED隧道燈的恒流控制器組成。光傳感器主要檢測(cè)隧道外的光強(qiáng)，恒流控制器的作用是改變燈光亮度，LED隧道燈的總功率應(yīng)與光伏電站的總功率相適應(yīng)。日出后，隧道外光強(qiáng)逐漸增加，光伏電站輸出功率也逐漸增大，隧道燈的亮度也逐漸增加。中午時(shí)，光伏電站輸出功率和隧道燈所需功率均相應(yīng)減小。光伏電站的輸出功率還好符合這一特點(diǎn)。夜晚隧道外變暗，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)LED燈半功率供電。
[0032]自適應(yīng)調(diào)光系統(tǒng)通過(guò)光敏器件檢測(cè)陽(yáng)光的強(qiáng)弱，并通過(guò)LED隧道燈內(nèi)的恒流控制器，調(diào)整燈光的亮度，既滿(mǎn)足隧道照明要求，又不出現(xiàn)浪費(fèi)電能的光污染。
[0033]光伏電站主要包括光伏電池組件、光伏電池支架、控制器，太陽(yáng)能是地球上最普遍，也是最清潔的能源，可以說(shuō)是取之不盡用之不竭的可再生能源，白天光照較強(qiáng)時(shí)，光伏電池組件接受太陽(yáng)輻射能量并轉(zhuǎn)換為電能輸出、該電能可直接供給LED隧道燈，也可貯存在蓄電池中。目前光伏電站常用的有單晶硅、多晶硅和非晶硅光伏組件。該組件采用高透光率的鋼化玻璃封裝，表面有抗老化的膠膜和高強(qiáng)度的背板，具有效率高、壽命長(zhǎng)且維護(hù)抗冰雹強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)。
[0034]光伏電池支架的主要作用是固定光伏電池組件，為了保證光伏電池組件在一年中接受盡可能多的太陽(yáng)輻射能，光伏電池組件應(yīng)具有一定的傾角，地區(qū)不同最佳傾角也不相同，最優(yōu)傾角為90度。因此光伏電池支架在不同地區(qū)的光伏供電系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)上非常重要的問(wèn)題就是抗風(fēng)設(shè)計(jì)，因此，光伏組件的支架必須具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，滿(mǎn)足抗風(fēng)要求。
[0035]光伏系統(tǒng)中的控制器主要完成光控、時(shí)空和防反接等功能，如果配置蓄電池貯能裝置的話(huà)，還應(yīng)具有光放點(diǎn)控制與保護(hù)功能。
[0036]參照?qǐng)D2，市電供電系統(tǒng)包括開(kāi)關(guān)整流器，開(kāi)關(guān)整流器主要包括輸入整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、PWM變頻逆變電路、輸出整流及濾波電路，如圖2所示，為了確保開(kāi)關(guān)整流器可靠供電，通常都采用N+1模塊并聯(lián)供電的冗余系統(tǒng)。一只模塊發(fā)生故障，其他模塊仍能保證足夠的輸出功率，確保隧道照明不間斷。
[0037]參照?qǐng)D3，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、集中控制器和單燈控制器等部分組成。
[0038]監(jiān)控中心位于隧道照明管理人員的辦公區(qū)域，
[0039]安裝在直流電壓屏內(nèi)的集中控制器通過(guò)無(wú)線GPRS接受監(jiān)控中心命令，實(shí)施隧道燈管理與控制，利用電力載波技術(shù)對(duì)單燈終端發(fā)送命令并完成信息反饋。
[0040]安裝于LED隧道燈內(nèi)的單燈控制器，采用電力載波技術(shù)，通過(guò)集中控制器接受監(jiān)控中心的指令，實(shí)現(xiàn)LED隧道燈的開(kāi)關(guān)控制，故障信息上報(bào)，單燈數(shù)據(jù)采集，單燈電能計(jì)量等動(dòng)能。
[0041]LED隧道燈:光伏供電系統(tǒng)輸出直流電壓，所以LED隧道燈內(nèi)不需要安裝變頻開(kāi)關(guān)電源，電力網(wǎng)供電時(shí)，在配電屏內(nèi)裝有交頻開(kāi)關(guān)電源，所以，LED隧道燈內(nèi)只需要加裝簡(jiǎn)單的恒流電源，這樣不僅LED隧道燈成本大幅度降低，而且可靠性顯著提高。
[0042]為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，LED隧道燈內(nèi)還裝有單燈控制終端，可實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)視和控制功倉(cāng)泛。
[0043]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)，其特征在于，包括:光伏電站、電網(wǎng)供電系統(tǒng)和LED隧道燈； 所述電網(wǎng)供電系統(tǒng)與光伏電站通過(guò)切換開(kāi)關(guān)連接有直流電壓屏，所述直流電壓屏將直流電壓送至LED隧道燈內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏電站包括光伏電池組件、光伏電池支架和控制器，所述光伏電池支架用于固定光伏電池組件，且保證所述光伏電池組件與太陽(yáng)光呈一定傾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)，其特征在于，所述傾角為90度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)供電系統(tǒng)包括開(kāi)關(guān)整流器，所述開(kāi)關(guān)整流器包括依次連接的輸入整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、PWM變頻逆變電路以及輸出整流及濾波電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)，其特征在于，還包括一遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、集中控制器和單燈控制器組成； 所述監(jiān)控中心位于隧道照明管理人員的辦公區(qū)域，集中控制器安裝在直流電壓屏內(nèi)，單燈控制器安裝于LED隧道燈內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏市電互補(bǔ)用LED公路隧道照明系統(tǒng)，其特征在于，還包括一自適應(yīng)調(diào)光系統(tǒng)，所述自適應(yīng)調(diào)光系統(tǒng)連接有集中控制器； 所述自適應(yīng)調(diào)光系統(tǒng)由光傳感器和安裝在LED隧道燈的恒流控制器組成，且光傳感器主要檢測(cè)隧道外的光強(qiáng)，恒流控制器的作用是改變燈光亮度，LED隧道燈的總功率應(yīng)與光伏電站的總功率相適應(yīng)。
【文檔編號(hào)】F21W131/101GK204153664SQ201420465448
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】劉煥榮, 郭繼偉 申請(qǐng)人:陜西流金數(shù)碼光電科技有限公司