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太陽能智慧路燈的設計原理及研發生產

  太陽能路燈目前存在以下的缺陷: 發電效率低,控制性差,能耗高的問題,因此我們設計了一種新型太陽能智慧路燈。 光照傳感器模塊采集光照數據,通過光照差值驅動電機帶動光伏電池板進行太陽跟蹤,提高發電效率,同時利用采集到的光照數據實現對天氣的陰晴判斷,避免了不必要的電機啟停損耗。電機選取超低轉速的直流減速電機,在提高轉動精確性的同時,簡化了機械設計。照明控制方式也在傳統時控和光控基礎上增加了微波感應控制,通過智能調光再進一步達到節能目的。

  在新能源的開發利用中,太陽能以其諸多的優點得到了極大的重視,前人利用太陽能制造出了太陽能路燈[9]。這種路燈利用太陽能發出的電能供給夜間照明使用,不但環保,而且安裝施工也較為簡便。然而,目前的太陽能路燈存在著以下問題:

  (1)光伏電池板角度固定,不能根據太陽的運行軌跡調整方向,因此能量轉換效率偏低。

  解決方案:通過太陽能自動追蹤系統,利用實時時鐘為系統提供時鐘信號來源,并采取分時跟蹤的策略。設定每日早6:00啟動跟蹤,每小時經過光照傳感器采集光照數據判斷東西兩側的光照強度,當西側光強高于東側光強時,由主控制器發出信號控制繼電器動作,進而驅動電機轉動。當到達晚18:00時,電機反轉到達東側限位開關,結束跟蹤動作,等待次日跟蹤時間到來。

  (2)傳統的路燈控制普遍使用時控和光控,雖然在一定程度上滿足了節能要求,但是在控制方式上還是略顯單一,有進一步優化的空間。

  解決方案:采用時控、光控、感應控制三者結合的控制方式。其中感應控制使用微波人體感應傳感器,利用多普勒效應的原理以非接觸方式感應是否有行人經過。

  智能照明控制流程如圖3所示,設定每晚18:00開啟照明,開啟前先進行環境照度檢測,如果環境照度低于設定閾值,則確認開啟照明,直至晚23:00為全功率照明模式,以滿足日常人行亮度需求。晚23:00以后進入半功率照明模式,這時啟動微波人體感應傳感器,當有行人經過路燈時,照明亮度提高,人離開后,照明亮度降低。

  大部分地區都具有良好的太陽能資源,充分利用太陽能清潔環保的特點設計的太陽能智慧路燈既提高了發電效率,又降低了耗電量,達到了節能減排的效果。太陽能智慧路燈產品結構簡單,安裝、維護方便,且成本低,投資回收期短。 是未來一種有發展的新型路燈產品。


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