[發明專利]具有自動組合功能的PV-LED隧道直接照明系統及控制方法

有效

• 申請號: 201110297798.7
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102510600A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 寧鐸;張婷;張磊;王進軍;姚君霞
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及太陽能光伏照明系統，特別涉及一種具有自動組合功能的PV-LED隧道直接照明系統及控制方法。?

背景技術

開發利用以太陽能為代表的新能源已經作為我國可持續發展戰略的能源基本決策，目前其具體應用以太陽能熱水器和太陽能光伏發電二種方法為主。而對于位置偏僻的公路隧道，利用太陽能光伏發電系統作為照明電源當然是最佳方案之一，這就是通常所說的光-電-光利用方式，即利用PV(光伏電池)板把太陽光能轉換成電能貯存在蓄電池中，然后再提供發光器件LED(發光二極管)實現隧道照明。?

在這個系統中，只有在晴天有太陽光的情況下，光伏電池板發出的電力才能補充進蓄電池存儲，以便在夜晚等需要時候再利用儲存在蓄電池中的電力驅動負載LED發光照明；一旦天氣變化成陰雨天，則由于散射太陽光的能量相對變小，以致于所轉換的電力因為達不到充電的基本要求(如閾值電壓)而無法充入蓄電池，所以被白白的浪費掉。而且對于公路隧道來說，除了必須安裝晝夜照明系統保證基本照明亮度要求外，還有一個很大的特點，就是汽車駕駛員要求隧道進出口一段距離內(簡稱亮度過渡區間)的亮度梯度(亮度變化率)必須限制在一定范圍內，即在這個重要的也是最危險的區段內亮度相比于外面環境亮度是一個相對值而非絕對值；一旦經過這個亮度過渡區間?后駕駛員已經適應燈光亮度的變化，駕駛員眼睛的視力恢復正常也就不存在上述問題了。例如汽車駕駛員一旦從中午太陽光很強(如60000Lx)的公路上以較高速度進入光線較弱(200Lx)的隧道的很短時間內，由于亮度變化梯度太大，往往會引起駕駛員眩暈感甚至在短時間內失去視力而發生事故。而在陰雨天，即隧道外面光線比較弱(如5000Lx)的時候，駕駛員則不存在上述問題。特別是這種情況的極端現象-----夜晚，對于駕駛員來說，隧道外公路上的亮度相對隧道內部照明，甚至是從光線暗處進入亮處，就根本不存在不適應問題。根據目前隧道照明系統中過渡區間的亮度設計要求，必須小于夏天中午最強太陽光照射下的亮度梯度極限，這個極限數據顯然對光照較弱的(于夏天以外的三個季節，特別是)冬天、陰雨天以及晚上來說，在亮度過渡區間照明光源就存在著能源浪費現象。所以如果在最重要的亮度過渡區間(入口處80米左右)能夠根據隧道外面的亮度自動調整部分光源功率，那么在仍然滿足亮度梯度要求情況下將節省可觀的能源。?

而PV電池板的輸出電力大小正好正變于太陽光的強弱，即隧道外面的亮度；另外，試驗證明：LED燈型光源在較大的電壓及電流參數的變化范圍內都能夠發光。?

發明內容

本發明的目的在于利用現有的PV電池板和LED燈硬件進行最佳組合，提供一種能夠有效降低整個照明系統成本，實現隧道照明方面節能降耗的具有自動組合功能的PV-LED隧道直接照明系統及控制方?法。?

為達到上述目的，本發明的照明系統包括：包括PV電池板、控制器、蓄電池和安裝于隧道內的被分成主照明組和輔助照明組的若干個LED燈；?

所述的控制器包括太陽光信號采集器以及與該太陽光信號采集器相連接的控制電路；?

其中太陽光信號采集器并聯在PV電池板上，控制電路包括與PV電池板相連接的轉換開關K_AB，轉換開關K_AB的一端B通過輔助照明組轉換開關K_B2與輔助照明組相連，轉換開關K_AB的另一端A分別與蓄電池及照明組導線相連，蓄電池的輸出端通過蓄電池輸出轉換開關K_B1與主照明組相連，所述的照明組導線分別通過主照明轉換開關K_A1、輔助照明轉換開關K_A2與主照明組和輔助照明組開頭相連。?

所述的在控制器內的主照明組和輔助照明組的線路上還安裝有穩壓保護裝置。?

所述的PV電池板的功率為LED輔助燈組額定功率的8倍以上。?

所述的輔助照明組僅為整個LED燈中的一小部分；而且輔助照明組中的LED燈被分散安裝在隧道入、出口一定區段內的主照明組之間。?

本發明的控制方法如下：?