基于市電補償-微風發(fā)電的大功率led路燈的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED路燈，特別涉及一種基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈及其控制方法。
【背景技術】
[0002]道路照明與人們生產生活密切相關，隨著我國城市化進程的加快，LED路燈以定向發(fā)光、功率消耗低、驅動特性好、響應速度快、抗震能力高、使用壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)勢逐漸走入人們的視野、成為世界上最具有替代傳統光源優(yōu)勢的新一代節(jié)能光源，因此，LED路燈將成為道路照明節(jié)能改造的最佳選擇。
[0003]對于LED路燈的能源問題，目前最為常用的是采用市電供能。但市電的電壓高，對于低壓驅動的LED光源還需采用降壓措施，增加設備安裝成本；此外市電在長距離的運輸當中將發(fā)生較高的損耗，不利于節(jié)能減排。針對市電的缺點，現有采用太陽能、風能等清潔能源對LED路燈進行供電。太陽能能源由于占地面積大、光伏板成本高、系統壽命短、能源轉化率低等缺點，實質上難以滿足用電量大、穩(wěn)定性要求高的路燈等使用場合。作為清潔可利用再生能源的風能有望成為未來路燈新選擇方向。一般的做法是在路燈附近設置風力發(fā)電機，對蓄電池充電，而蓄電池再對路燈供電。但是，由于環(huán)境等因素，風力供電的穩(wěn)定性常常受到影響，例如在長期無風、或者低風力的氣候下，路燈系統的電源無法得到補充，導致路燈實用性降低。尤其是自然條件下，風力的大小并不穩(wěn)定，導致發(fā)電機輸出的電壓和電流難以維持在足以對電池充電的范圍，進一步影響風力發(fā)電機能源轉換效率。
【實用新型內容】
[0004]為克服上述技術問題的缺陷與不足，本實用新型提供一種基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈及其控制方法。
[0005]本實用新型的技術方案是:
[0006]基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈，包括依次連接的風力發(fā)電模組、第一充電電路、電池和LED光源模組，還包括市電線路，所述市電線路通過第二充電電路連接電池，所述電池還通過電量檢測單元連接到控制單元，所述控制單元分別連接風力發(fā)電模組和市電供電線路，并控制風力發(fā)電模組和市電供電線路的供電狀態(tài)。
[0007]優(yōu)選的，所述風力發(fā)電模組上還連接有最大功率點跟蹤模塊。
[0008]優(yōu)選的，所述風力發(fā)電模組和第一充電電路之間還連接有第一升壓電路。
[0009]優(yōu)選的，所述電池與LED光源模組之間還連接有光電感應控制系統。
[0010]優(yōu)選的，所述電池還連接有放電電路，控制單元連接控制放電電路工作。
[0011]優(yōu)選的，所述電池與LED光源模組之間還連接有光電感應控制系統。
[0012]優(yōu)選的，所述電池與LED光源模組之間還連接有延時模塊。
[0013]優(yōu)選的，所述電池、LED光源模組、微風發(fā)電模組、控制單元裝配成為一體的路燈系統。
[0014]進一步優(yōu)選的，所述電池電壓< 36V，所述光電感應控制系統輸出為< 36V。
[0015]基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈的控制方法，包括步驟:
[0016]S1、檢測電池電量；
[0017]S2、當電池電量高于設定值A1時，風力發(fā)電模組為電池充電；當電池電量低于設定值A1時，未能風力發(fā)電充電時采用市電線路為電池充電，直到電池電量升至設定值A2時，停止市電充電，其中A2>A1 ;
[0018]S3、步驟S2中風力發(fā)電模組為電池充電，當電池電量充滿時，對電池放電。
[0019]優(yōu)選的，所述A1為電池總電量的20%，A2為電池總電量的40%。
[0020]本實用新型的有益效果:
[0021]1.本實用新型所提供的基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈及其控制方法，使用微風發(fā)電模組和市電線路共同為LED路燈供電，在市電補償機制下，路燈系統在氣候環(huán)境惡劣、無法通過微風能源供電的情況下，仍能正常照明，具有較高的工作可靠性、穩(wěn)定性;
[0022]2.本實用新型在使用市電補償充電時設置一定的幅度，在保證路燈系統工作可靠性的前提下，降低系統電源對市電的依賴度，實現本實用新型方案節(jié)能減排的目的；另外，由于本方案中LED光源模組并未直接接入市電中，因此無需另外設置變壓器等結構，可有效降低產品生產成本，延長產品使用壽命；
[0023]3.本實用新型在風力低的時候，微風發(fā)電模組輸出的電壓較低，沒辦法形成高電勢對電池充電，所以通過第一升壓電路，把輸出電壓維持在可以充電的范圍，提高電池充電的可靠性；
[0024]4.本實用新型所述風力發(fā)電模組上還連接有最大功率點跟蹤模塊，控制風力發(fā)電模組輸出最大功率，同時控制單元限制風力發(fā)電模組的輸出電流不能超過限定值，防止電池過充，發(fā)電機的輸出功率也可根據地區(qū)的氣候設定。
[0025]5.本實用新型所述的市電線路通過第二充電電路為電池充電，由電池為LED光源模組供電，而不采用市電直接為LED光源模組供電，保證LED光源模組的供電電壓恒定，提高安全性，延長LED光源模組的使用壽命；
[0026]6.本實用新型所述電池、LED光源模組、微風發(fā)電模組、控制單元裝配成為一體的路燈系統，克服現有的市政路燈系統長距離供電導致的電能損耗的問題，進一步提升本技術節(jié)能減排的效果。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型所述的基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈的原理圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0029]如圖1所示，本實用新型所揭示的基于市電補償-微風能源的LED路燈，包括依次連接的風力發(fā)電模組、第一升壓電路、第一充電電路、電池、第一光電感應控制系統和LED光源模組，所述風力發(fā)電模組上連接有最大功率點跟蹤模塊；還包括市電線路，所述市電線路通過第二充電電路連接電池；所述電池還通過電量檢測單元連接到控制單元，所述控制單元分別連接風力發(fā)電模組和市電供電線路，并控制風力發(fā)電模組和市電供電線路的供電狀態(tài)。
[0030]本方案將現有的市電供電線路和微風發(fā)電模組同時接入路燈系統，當電池電量低于總電量的20%而無法得到風力發(fā)電模組充電時，控制單元將把電池自動接入市電進行充電。當電源電量升至總電量的40%時，控制單元控制電池與市電線路斷路，停止充電，減少對市電供電的依賴。在市電補償機制下，路燈系統在氣候環(huán)境惡劣、無法通過微風能源供電的情況下，仍能正常照明，具有較高的工作可靠性、穩(wěn)定性。同時本方案對市電補償充電設置總電量的40%的充電幅度，在保證市政路燈系統工作可靠性的前提下，降低系統電源對市電的依賴度，實現節(jié)能目的。
[0031]所述微風發(fā)電模組上接有最大功率點跟蹤模塊，使微風發(fā)電模組輸出最大功率，提高能源利用率。微風模組輸出電壓較低而且波動較大，因此在微風發(fā)電模組輸出連接第一升壓電路，將輸出電壓提升到< 36V，然后進第一充電電路對電池充電，保證電壓能夠達到對電池穩(wěn)定充電的電壓，同時對微風發(fā)電模組的要求降低，可以利用風力很小的微風發(fā)電。同時控制單元限制風力發(fā)電模組的輸出電流不能超過限定值，防止電池過充，發(fā)電機的輸出功率也可根據地區(qū)的氣候設定。
[0032]本方案的市電線路通過第二充電電路對電池進行充電，LED光源模組不需直接接入市電中，一方面保證安全，另一方面無需另外設置變壓器等結構，可有效降低產品生產成本，且有效延長產品使用壽命。市電線路通過第二充電電路為電池充電，由電池為LED光源模組供電，而不采用市電直接為LED光源模組供電，保證LED光源模組的供電電壓恒定，提高安全性。
[0033]所述電池還連接有放電電路，在選擇微風發(fā)電模組將電池電量充滿或即將充滿時，電池控制單元連接控制放電電路工作。
[0034]所述電池與LED光源模組之間還連接有光電感應控制系統，基于對環(huán)境亮度檢測，自動點亮LED光源模組，精確控制路燈系統的工作狀態(tài)，提高能源利用率。所述電池與LED光源模組之間還連接有延時模塊，實現對路燈系統啟動時機的精確控制。
[0035]所述電池電壓為< 36V，所述光電感應控制系統輸出為< 36V，為LED光源模組供電。
[0036]本實用新型技術方案中，電池、LED光源模組、微風發(fā)電模組、控制單元裝配成為一體的路燈系統，克服現有的市政路燈系統長距離供電導致的電能損耗的問題，進一步提升本技術節(jié)能減排的效果。
[0037]上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型主要技術方案的精神實質所做的修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈，其特征在于:包括依次連接的風力發(fā)電模組、第一充電電路、電池和LED光源模組，還包括市電線路，所述市電線路通過第二充電電路連接電池，所述電池還通過電量檢測單元連接到控制單元，所述控制單元分別連接風力發(fā)電模組和市電供電線路，并控制風力發(fā)電模組和市電供電線路的供電狀態(tài)。2.根據權利要求1所述的基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈，其特征在于:所述風力發(fā)電模組上還連接有最大功率點跟蹤模塊。3.根據權利要求2所述的基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈，其特征在于:所述風力發(fā)電模組和第一充電電路之間還連接有第一升壓電路。4.根據權利要求3所述的基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈，其特征在于:所述電池還連接有放電電路，控制單元連接控制放電電路工作。5.根據權利要求4所述的基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈，其特征在于:所述電池與LED光源模組之間還連接有光電感應控制系統。6.根據權利要求5所述的基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈，其特征在于:所述電池與LED光源模組之間還連接有延時模塊。7.根據權利要求6所述的基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈，其特征在于:所述電池、LED光源模組、微風發(fā)電模組、控制單元裝配成為一體的路燈系統。8.根據權利要求5所述的基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈，其特征在于:所述電池電壓為< 36V，所述光電感應控制系統輸出為< 36V。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于市電補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈，包括依次連接的風力發(fā)電模組、第一充電電路、電池和LED光源模組，還包括市電線路，所述市電線路通過第二充電電路連接電池，所述電池還通過電量檢測單元連接到控制單元，所述控制單元分別連接風力發(fā)電模組和市電供電線路，并控制風力發(fā)電模組和市電供電線路的供電狀態(tài)。本實用新型所提供的基于市電應急補償-微風發(fā)電的大功率LED路燈及其控制方法，使用微風發(fā)電模組和市電線路共同為LED路燈供電，在市電補償機制下，路燈系統在氣候環(huán)境惡劣、無法通過微風能源供電的情況下，仍能正常照明，具有較高的工作可靠性、穩(wěn)定性。
【IPC分類】F21S9/02, F21S9/04, F21W131/103, F21S9/03, F21V23/00
【公開號】CN205079151
【申請?zhí)枴緾N201520643968
【發(fā)明人】宣炯華, 宣紫程
【申請人】宣炯華
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年8月25日