專利名稱：自適應互補型綠色照明系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自適應互補型綠色照明系統，具體涉及以利用太陽能照明為主，將采集太陽光直接照明、太陽能電池能量驅動LED照明和市電能量驅動LED照明，三種照明技術綜合利用，實現自動互補的照明系統。
背景技術：
目前，利用太陽能照明技術主要包括兩類一類是利用太陽能電池驅動LED照明，能量轉換的途徑是“光-電-光”，其缺點是兩次轉換使得能量損失較大，其中太陽能電池的效率只有10％～20％左右；第二類是直接采集太陽光照明，它包括陽光采集裝置和光纖傳輸裝置，能跟蹤太陽并傳輸可見光，其缺點是太陽光線強時，光能不被儲存，太陽光線弱時，照明光得不到補充；室內照度隨太陽光強弱改變，尤其是陰雨天和夜晚室內將獲得無法正常照明。
發明內容
本發明的目的是提供一種自適應互補型綠色照明系統，充分利用太陽能，并輔以市電互補，在用足太陽能的前提下，由控制器控制，實現全天候照度穩定的綠色照明，取代常規照明用具。
自適應互補型綠色照明系統，直接采集太陽光照明，其特點是由控制器控制，當陽光超過照度要求時，將超過部分經太陽能電池儲入蓄電池；當陽光低于照度要求時則由蓄電池驅動LED發光管補充照明；若陽光低于照度要求且蓄電池儲電不足，則由市電驅動LED發光管補充照明，節約電能，高效利用太陽能。
自適應互補型綠色照明系統，由聚光鏡、跟蹤器、分光器、光纖、散射器、太陽能電池、蓄電池、LED驅動器、LED發光管、市電變換器、光敏管、控制器組成。聚光鏡的底座連接有跟蹤器，聚光鏡接收的光進入分光器的輸入端，分光器的輸出端一路經光纖進入散光器；其特點是分光器輸出端的另一路進入太陽能電池；太陽能電池的輸出端經控制器與蓄電池、LED驅動器、LED發光管依次連接；市電變換器的輸出端經控制器與LED驅動器、LED發光管依次連接。
跟蹤器上連接有光敏管，跟蹤器上的光敏管與檢測室內照度的光敏管分別與控制器的輸入端連接，跟蹤器、分光器、LED驅動器三者的控制端分別與控制器的輸出端連接。
本發明提出的自適應互補型綠色照明系統，直接采集太陽光并輔以市電實現照明，在控制器的控制下，解決了現有兩種節能照明技術共有的照度多變且無法控制的問題，使照度持久穩定，充分利用太陽能，實現全天候的室內節能照明。可替代日常照明燈具。
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。
圖1是本發明自適應互補型綠色照明系統結構示意圖。
1.太陽光，2.聚光鏡，3.跟蹤器，4.光敏管，5.分光器，6.光纖，7.散射器，8.太陽能電池，9.蓄電池，10.LED驅動器，11.LED發光管，12.市電，13.市電變換器，14.控制器。
具體實施例方式
本發明實施例中聚光鏡2采用組合式透鏡；跟蹤器3在光敏管4的協助下由控制器14指揮使之跟隨太陽作弧線運動；光敏管4采用直徑5mm的光敏二極管；分光器5安裝在聚光鏡2下部的可旋轉平面反射鏡，由控制器14執行旋轉操作；光纖6采用PMMA塑料光纖散射器7采用毛玻璃制成；太陽能電池8采用單晶硅或多晶硅電池板組件；蓄電池9采用免維護鉛酸蓄電池或其他類型的可充電電池。LED驅動器10能執行選擇和通斷控制的兩組電子開關，由控制器14執行照度調節操作。LED發光管11采用高效白光大功率照明用LED發光管；市電變換器13采用將市電220V交流電源變為低壓直流的開關電源；控制器14采用低功耗單片機。
系統預備狀態安裝調試完畢，將照度設定值輸入控制器14。
系統工作流程太陽光1經聚光鏡2聚焦后傳送給分光器5，分光器5在控制器14的指揮下將一部分陽光經光纖6傳遞給散光器7進行照明，另一部分陽光傳送給太陽能電池8經控制器對蓄電池進行充電。為了獲得最大的太陽光強度，控制器14在光敏管4的協助下指揮跟蹤器3將聚光鏡2始終對準太陽方向。另一光敏管4將照明現場的照度參數傳遞給控制器14，由控制器14根據事先給定的照度要求和現場測得的照度之差指揮分光器5、LED驅動器10、LED發光管11進行照度調節若測得的照度太大則指揮分光器5將一部分陽光轉向照射到太陽能電池8上經控制器向蓄電池9充電；若測得的照度太小則指揮分光器5減少陽光對太陽能電池8的照射，若分光器5在到達減少的極限位置時仍無法滿足照度要求，則指揮LED驅動器10使用蓄電池9的儲能驅動LED發光管11補充照明，若蓄電池9的儲能不足則指揮LED驅動器10、LED發光管11，使用市電變換器13輸出的電能進行補充照明。
系統自適應調節過程早晚或夜間當太陽光無法提供足夠的照度時，控制器14首先選擇接通蓄電池9驅動LED發光管11進行補充照明，若控制器14檢測到蓄電池9的儲能不足則選擇接通市電變換器13來驅動LED發光管11作補充照明；反之，當中午照度超過設定要求時，控制器14將驅動分光器5減少到達散射器7的太陽光通量，并把該減少的光通量轉移到太陽能電池8上，再經控制器14轉送到蓄電池9上進行充電；為了實時檢測現場照度，照明現場的光敏管4連續把現場照度值傳遞給控制器；同理，為了最大限度地接收太陽光，安裝于跟蹤器3上的光敏管4將檢測到的太陽光強度傳遞給控制器14，供其指揮跟蹤器3動作使聚光鏡2始終以最佳姿態對準太陽。
權利要求
1.自適應互補型綠色照明系統，直接采集太陽光照明，其特征在于由控制器控制，當照度過強時將多余陽光經太陽能電池儲入蓄電池供照度不足時驅動LED補充照明，當照度不足且蓄電池儲能不夠時則由市電驅動LED補充照明。
2.根據權利要求1所述的自適應互補型綠色照明系統，由聚光鏡、跟蹤器、分光器、光纖、散射器、太陽能電池、蓄電池、LED驅動器、LED發光管、市電變換器、光敏管、控制器組成，聚光鏡的底座連接有跟蹤器，聚光鏡采集的光進入分光器，分光器的輸出端一路經光纖進入散光器；其特征在于A)分光器輸出端的另一路進入太陽能電池；太陽能電池的輸出端經控制器與蓄電池、LED驅動器、LED發光管依次連接；市電變換器的輸出端經控制器與LED驅動器、LED發光管依次連接；B)跟蹤器上連接有光敏管，跟蹤器上的光敏管與檢測室內照度的光敏管分別與控制器的輸入端連接，跟蹤器、分光器、LED驅動器三者的控制端分別與控制器的輸出端連接。
全文摘要
自適應互補型綠色照明系統，直接采集太陽光照明，由控制器控制，當陽光超過照度要求時，將超過部分經太陽能電池儲入蓄電池，當陽光低于照度要求時則由蓄電池驅動LED發光管補充照明，若蓄電池儲電不足，則由市電驅動LED發光管補充照明。聚光鏡的底座連接跟蹤器，聚光鏡接收的陽光進入分光器，分光器的輸出端一路經光纖進入散光器；另一路送至太陽能電池；太陽能電池的輸出端經控制器與蓄電池、LED驅動器、LED發光管依次連接；市電變換器的輸出端經控制器與LED驅動器、LED發光管依次連接。跟蹤器上的光敏管與檢測室內照度的光敏管分別與控制器的輸入端連接，跟蹤器、分光器、LED驅動器三者的控制端分別與控制器的輸出端連接。
文檔編號F21S4/00GK1936419SQ20061011721
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月17日 優先權日2006年10月17日
發明者楊冠群 申請人:上海第二工業大學