[發明專利]一種智能風光互補路燈

在審

• 申請號: 201710037868.2
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN108332132A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 董晨名;李旭;牛萍娟;陳六定;崔顏軍
• 申請（專利權）人: 天津工大海宇半導體照明有限公司
• 主分類號: F21S9/02
• 分類號: F21S9/02;F21S9/03;F21V23/00;F21W131/103;F21Y115/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種智能風光互補路燈，包括垂直軸風機，曲面光伏組件裝置，直流LED路燈，控制箱，二次光伏能量反射裝置，蓄電池組。曲面太陽能組件中心的面垂線正對最佳方位角方向，傾角可以按照燈桿設定的光伏支架角度，達到最佳傾角。光伏組件為柔性CIGS組件，水平方向曲面結構，曲率為太陽日間方位角變化的對稱凹面優化固定曲率，最大程度提高太陽光的有效輻射接收量。光伏組件斜上方設置一個可以被控制的可調節方向的凸面光反射板，用來二次提高太陽輻射利用率。二次光伏能量反射裝置通過可控云臺裝置遠程或程序進行反光板方向角度的調整。風光互補充放電控制器只提供風機及光伏充電控制功能，直流電力提供功能，以及光伏電學數據讀取功能。LED燈具控制和調光，以及光伏數據采集處理，二次光伏能量反射裝置的控制均由控制箱內的照明及高效光伏控制器完成，該控制器可以連接無線通信模塊，從而實現無線遠程控制。該智能風光互補路燈的應用可以顯著提高太陽能利用率，實現燈具及光伏效率調整的遠程控制。

技術領域

本發明涉及一種智能風光互補路燈，特別是涉及一種包括風力離網發電、光伏離網發電、LED路燈調光、反射光角度調節、蓄電池充放電、遠程分析及控制等技術。涉及工業無線通信技術、新能源技術、儲能技術、自動化控制技術、照明及照明控制技術領域。

背景技術

道路照明在市政用電中耗電量是巨大的，隨著節能減排的政策倡導，LED道路照明得到了廣泛的應用。LED為直流器件，適合與光伏直流電力配合，風能也比較容易轉換成直流電力。新能源路燈成為了道路照明應用的重要成員。目前風光互補路燈廣泛應用硅基光伏組件，組件為平面結構。硅基光伏組件的轉換效率目前基本已經到了最大值。然而硅基組件的缺點有兩個，一個是低光照條件下，比如陰天或有陰影全部或部分遮擋，其光電轉換效率會急劇下降。一個是高溫度效應，就是說在高于25℃，硅基組件的轉換效率會隨表面溫度升高而降低，超過50℃時轉換效率降低顯著。這兩個缺點都是制約光伏獨立系統正常運行的重要因素。另外，效率高的硅基光伏組件，通常以平板的工藝形式出現，不容易做出曲面的工藝結構，這也制約了實際應用中的光電轉換。

目前以CIGS光伏材料的柔性光伏組件工藝已經成熟，并得到越來越多的光伏發電的應用。其光伏組件的效率不斷的提高，已接近硅基光伏組件的轉換效率，遠高于非晶硅和其他材料光伏組件的轉換效率。其優點在于以下方面。一是其組件為柔性，可以有限度的發揮其造型多樣化的特點。二是其低光條件下轉換效率降低較小。三是其高溫條件下轉換效率降低小。其低光條件及高溫條件下的應用優勢，使得其在同樣峰值功率的平面組件，比硅基光伏組件綜合年發電量提高進15%。目前CIGS柔性組件隨著工藝的進步，效率在不斷提高，成本在不斷降低，在光伏應用領域前景可瞻。

當前，柔性組件極少應用于新能源路燈相關的獨立系統中。極少的應用中，也只是配合附著體本身的造型，極大降低了光伏本身的功能。為了更好的發揮柔性組件的自身優勢，最大化的在低耗能條件下使光伏本身的有效日光輻射提升，達到更好的光伏發電能力，是要綜合風光互補充儲放電控制，柔性光伏及燈桿的結構設計，光輻射增強輔助結構及控制設計，照明節能應用的多重考慮。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：基于以上分析，本發明提出了一種智能風光互補路燈，利用獨立離網風光互補的方式提供直流電能，提出了凹曲面CIGS柔性組件光伏結構。配合光伏組件結構，提出了二次光伏能量反射裝置，并可以無線遠程或設定控制策略控制該裝置，使光伏組件更大程度提高接受日照輻射的能力。同樣通過主控的無線遠程控制或設定的控制策略，可以對LED路燈進行分時段調光照明。

本發明所采用的技術方案是：一種智能風光互補路燈包括優化結構的專用燈桿，垂直軸風機，曲面光伏組件裝置，LED路燈，控制箱，二次光伏能量反射裝置，蓄電池組。路燈通過風能和光伏獨立離網提供整體路燈系統應用的直流電能。該智能風光互補路燈系統可以實時收集曲面光伏組件及蓄電池組電學參數，通過分析處理對LED路燈及二次光伏能量反射裝置實施指令控制，達到智能優化及智能節能的目的。該智能風光互補路燈系統所收集的各參數可以通過無線通信的方式上傳到遠程監控中心進行遠程分析及監控。LED路燈有PWM亮度可調節的功能。