[發(fā)明專利]一種綜合利用各種能源的新型LED路燈

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410265689.0
• 申請(qǐng)日: 2014-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN104048257A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田凱;王照平;張顯恒;王麗霞;李小亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃河科技學(xué)院
• 主分類號(hào): F21S9/03
• 分類號(hào): F21S9/03;F21S9/04;F21V5/04;F21V19/00;H02S10/12;F21W131/103;F21Y101/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LED路燈裝置，具體是涉及一種綜合利用風(fēng)能、太陽能、振動(dòng)能等各種能源的新型LED路燈。

背景技術(shù)

城市公共照明在照明市場(chǎng)上占有龐大的份額，據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30％的比例。目前，廣泛應(yīng)用于城市公共照明的是高壓鈉燈，特別是在主干道上，因?yàn)楦邏衡c燈可以提供100lm/W以上的發(fā)光效率，但是其存在顯色指數(shù)極低、壽命短、功率調(diào)節(jié)困難等缺點(diǎn)。隨著20世紀(jì)90年代固體物理學(xué)的高速發(fā)展及新型半導(dǎo)體材料的突破性發(fā)現(xiàn)，近10年來LED技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。特別是白光LED的出現(xiàn)，以其特有的低電壓驅(qū)動(dòng)、體積小、重量輕、顯色性好、光效高、能耗低、瞬時(shí)啟動(dòng)、調(diào)光性能好、壽命長(zhǎng)、耐振動(dòng)、不易損壞、符合環(huán)保要求、潛在的總體成本低等優(yōu)勢(shì)，使半導(dǎo)體光源成為城市道路照明理想的節(jié)能光源。道路照明是一種公共照明，主要由政府掌控，因此LED在普通照明領(lǐng)域有望率先在道路照明中應(yīng)用，目前LED道路照明示范正在全球展開。LED路燈以其突出的示范效應(yīng)成為各類半導(dǎo)體照明技術(shù)中的一大亮點(diǎn)，其顯著的優(yōu)點(diǎn)為：光效高、壽命長(zhǎng)。目前商業(yè)化的白光LED光效已達(dá)90-100lm/W左右，預(yù)計(jì)2年內(nèi)能達(dá)到150lm/W以上，而這并非LED光效的上限，各國(guó)專家都把光效目標(biāo)定在200lm/W左右。LED壽命的理想目標(biāo)是10萬小時(shí)，而目前商業(yè)化的白光LED壽命可達(dá)5萬小時(shí)，是傳統(tǒng)光源壽命的10到20倍，作為城市道路照明光源，可以10年不換光源，大大節(jié)省日常維護(hù)費(fèi)用。而且LED路燈可以附加二次光學(xué)系統(tǒng)，能最大限度地利用LED的光能，滿足各種應(yīng)用場(chǎng)合特定的照度與光強(qiáng)分布。由于LED的這些顯著優(yōu)點(diǎn)及白光LED技術(shù)的日臻成熟，開發(fā)高效、長(zhǎng)壽命、綠色環(huán)保的半導(dǎo)體光源城市道路照明系統(tǒng)，具有十分重要的意義。

人類未來五十年面臨的十大問題之首是能源問題。目前人類使用的全部能源中，化石能源占90％以上，近年來，常規(guī)化石能源日趨緊張，石油、煤炭等常規(guī)能源價(jià)格不斷攀升，特別是國(guó)際油價(jià)更達(dá)到歷史高位，能源供應(yīng)的形勢(shì)愈加嚴(yán)峻。到2050年左右，由于人類對(duì)能源的需求量大幅增加以及化石能源數(shù)量的急劇減少，化石能源在人類消耗總能源中所占的比例很可能降低到50％，并且已經(jīng)達(dá)到極大值，也就是說達(dá)到了化石能源的最大承受能力。因此節(jié)約能源，提高能源利用效率，盡可能多地利用潔凈能源替代高含碳量的礦物燃料，已經(jīng)成為各國(guó)能源建設(shè)普遍遵循的原則。而且隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)綠色能源的需求越來越強(qiáng)烈，太陽能、風(fēng)能及振動(dòng)能等各種環(huán)保新能源應(yīng)運(yùn)而生。風(fēng)力發(fā)電在減輕環(huán)境污染、調(diào)整電網(wǎng)中的能源結(jié)構(gòu)、解決偏遠(yuǎn)地區(qū)居民用電問題等方面具有突出作用。在眾多備選的可再生能源中，太陽能是其他所有可再生能源總量的上千倍，因此太陽能發(fā)展?jié)摿艽螅柲馨l(fā)電對(duì)今后世界能源發(fā)展具有重要意義，目前太陽能發(fā)電主要指光伏發(fā)電。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前太陽能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)廣泛用于解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電問題，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家甚至已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了光伏產(chǎn)業(yè)化。最近幾年，隨著新型高效壓電材料的快速發(fā)展，人們的研究視野轉(zhuǎn)向振動(dòng)能的開發(fā)與利用。周圍環(huán)境處處蘊(yùn)藏著振源，如大氣中的氣流、海洋中的洋流、人類活動(dòng)中交通工具引起的橋梁及路面振動(dòng)，壓電陶瓷具有獨(dú)特的機(jī)電耦合特性，利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)將環(huán)境中的振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的壓電式振動(dòng)發(fā)電技術(shù)為此提供了一條有效的解決途徑，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不發(fā)熱、無電磁干擾、壽命幾乎無限等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

目前的LED路燈系統(tǒng)，主要是由市電系統(tǒng)提供能源，也有利用風(fēng)能或者太陽能等新能源的，主要存在以下不足：

其一，新能源(風(fēng)能或太陽能)提供的電能，經(jīng)轉(zhuǎn)化后以化學(xué)能方式儲(chǔ)存在蓄電池中，需要時(shí)再轉(zhuǎn)換為電能，為L(zhǎng)ED路燈供電，氣候條件好時(shí)，風(fēng)能或太陽能發(fā)電量超過蓄電池的容量，多余部分就無法利用，造成浪費(fèi)；氣候條件不好時(shí)，風(fēng)能或太陽能發(fā)電量不足，則路燈不能正常工作。而且使用過程中，蓄電池要反復(fù)充放電，使用壽命比較短。

其二，LED路燈的二次光學(xué)系統(tǒng)，一般采用的方法是一顆LED芯片照亮道路中某一特定區(qū)域，一旦其中部分LED芯片損壞，則可造成道路中某些區(qū)域的照明盲區(qū)，影響道路交通。

其三，路燈比較高，維修比較困難，而且維修時(shí)容易影響交通，特別是在繁忙路段更明顯。

發(fā)明內(nèi)容