一種新能源智能led路燈及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明及其控制領(lǐng)域，具體涉及一種新能源智能LED路燈及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)外的LED路燈應(yīng)用主要是集成系統(tǒng)控制，目前南美、非洲、中東、亞太地區(qū)和澳大利亞地區(qū)已經(jīng)大面積推廣集成系統(tǒng)控制的新能源LED路燈。2009年時(shí)國(guó)外LED路燈年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值近600億美元。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀。在節(jié)能減排、常規(guī)電力資源緊張迫切的形勢(shì)下，國(guó)家和政府出臺(tái)了大量政策法規(guī)來(lái)支持可再生能源的發(fā)展，隨著城市和新農(nóng)村建設(shè)步伐的不斷加快，隨著城市和新農(nóng)村建設(shè)步伐的不斷加快，電力資源也日益緊張，國(guó)家電力70%以上依靠不可再生的煤炭資源發(fā)電，環(huán)境污染已不容忽視，在國(guó)家大力鼓勵(lì)應(yīng)用綠色能源和極力強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排的形勢(shì)下，充分利用可再生新能源將成為一種必然的趨勢(shì)，新能源LED路燈在國(guó)內(nèi)得到大面積的推廣應(yīng)用。據(jù)中國(guó)照明學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截止2008年，國(guó)內(nèi)新能源照明行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值150億元，并以每年接近10%的速度增長(zhǎng)。在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用主要集中在城市道路的照明和有關(guān)的公共照明用的獨(dú)立電源系統(tǒng)，城鄉(xiāng)道路亮化照明、公園廣場(chǎng)亮化照明、無(wú)電地區(qū)(包括沿海島嶼)的照明亮化等。
[0003]目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了利用風(fēng)能和風(fēng)能和光能的LED路燈，但是其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，能源利用低，功能單一，無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的節(jié)能環(huán)保以及多功能的集成設(shè)計(jì)利用，以及實(shí)現(xiàn)智能化控制操作、監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新能源智能LED路燈及其控制方法，其功能多樣化，能源利用率高，集成設(shè)計(jì)合理，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，監(jiān)控、操控智能化等。
[0005]本發(fā)明提供一種新能源智能LED路燈，包括底座，艙門(mén)組件，燈桿，具有LED光源的一個(gè)或多個(gè)燈頭，太陽(yáng)能電池組件，風(fēng)力發(fā)電裝置，光敏傳感器，紅外接收器和無(wú)線通訊模塊，燈桿的下端設(shè)置在底座上，燈桿的上端上設(shè)置風(fēng)力發(fā)電裝置和太陽(yáng)能電池組件，光敏傳感器設(shè)置于太陽(yáng)能電池組件，紅外接收器和無(wú)線通訊模塊設(shè)置于風(fēng)力發(fā)裝置上；燈桿為中空結(jié)構(gòu)，在燈桿下端的中空結(jié)構(gòu)中設(shè)置控制器和蓄電池，控制器分別連接蓄電池，太陽(yáng)能電池組件，風(fēng)力發(fā)電裝置，光敏傳感器，紅外接收器，無(wú)線通訊模塊以及LED光源；光敏傳感器檢測(cè)外部光照強(qiáng)度信息，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理后發(fā)送給控制器，控制器將外部光照強(qiáng)度信息進(jìn)行歸一化處理，將歸一化處理后的光照強(qiáng)度信息進(jìn)行分級(jí)，按照分級(jí)級(jí)數(shù)控制LED光源的發(fā)光功率；無(wú)線通訊模塊用于將蓄電池的實(shí)時(shí)電量信息、太陽(yáng)能電池組件和風(fēng)力發(fā)電裝置的狀態(tài)信息、LED光源的狀態(tài)信息、處理前和/或處理后的光照強(qiáng)度信息中的一種或幾種發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)控制器，并且還用于接收遠(yuǎn)端服務(wù)器的操控命令，通過(guò)控制器對(duì)智能LED路燈進(jìn)行遠(yuǎn)程操控；紅外接收器用于接收紅外遙控器的操控命令，通過(guò)控制器對(duì)智能LED路燈進(jìn)行紅外遙控；燈桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)置在燈桿的LI處，太陽(yáng)能電池組件設(shè)置在燈桿的L2處，具有LED光源的一個(gè)或多個(gè)燈頭設(shè)置在燈桿的L3處，其中L1、L2、L3滿足:0.98L 彡 LI 彡 0.95L，0.85L 彡 L2 彡 0.7L，0.35L ^ L3 ^ 0.8L ；
[0006]其中所述將歸一化處理后的光照強(qiáng)度信息進(jìn)行分級(jí)是將歸一化處理后的光照強(qiáng)度信息分為5級(jí)，滿足:
[0007]I級(jí):當(dāng)O彡S彡0.1，輸出100%功率；
[0008]2級(jí):當(dāng)0.1 < S彡0.2，輸出85%功率；
[0009]3級(jí):當(dāng)0.2 < S彡0.4，輸出65%功率；
[0010]4級(jí):當(dāng)0.4 < S彡0.6，輸出30%功率；
[0011]5級(jí):當(dāng)0.6 < S彡1，輸出0%功率；
[0012]其中S為歸一化處理后的光照強(qiáng)度信息。
[0013]優(yōu)選地，所述燈頭包括連接支架，連接支架連接燈桿并且向外延伸，使得LED光源遠(yuǎn)離燈桿。
[0014]優(yōu)選地，所述燈頭為兩個(gè)或三個(gè)。
[0015]優(yōu)選地，風(fēng)力發(fā)電裝置采用電磁渦流制動(dòng)方式。
[0016]優(yōu)選地，控制器為T(mén)MS3202407A芯片，以升壓BOOST電路為主電路，采用雙路控制結(jié)構(gòu)，一路使用數(shù)字PI控制器，一路使用基于模糊控制的最大功率點(diǎn)跟蹤器。
[0017]優(yōu)選地，LED路燈采用脈沖寬度調(diào)制PWM結(jié)合脈沖寬度集成最大功率點(diǎn)MPPT集成控制方式。
[0018]優(yōu)選地，無(wú)線通訊模塊為2G模塊，3G模塊，4G模塊，和/或WIFI模塊的一種或幾種的組合。
[0019]本發(fā)明還提供一種新能源智能LED路燈的控制方法，包括如下步驟:
[0020](I)對(duì)智能LED路燈進(jìn)行校準(zhǔn)、檢測(cè)；
[0021](2)夜間和陰雨天無(wú)陽(yáng)光時(shí)由風(fēng)力發(fā)電裝置發(fā)電，或晴天由太陽(yáng)能電池組件發(fā)電，或在既有風(fēng)又有太陽(yáng)能的情況下由風(fēng)力發(fā)電裝置和太陽(yáng)能電池組件同時(shí)發(fā)電，當(dāng)采用風(fēng)力發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電時(shí)，利用電磁渦流制動(dòng)控制方式進(jìn)行控制，當(dāng)風(fēng)輪超過(guò)風(fēng)力發(fā)電裝置額定轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)功率輸出時(shí)，通過(guò)脈寬調(diào)制方式向風(fēng)機(jī)內(nèi)的電磁渦流緩速器自動(dòng)發(fā)出電磁信號(hào)，通過(guò)控制勵(lì)磁電流來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩，限制風(fēng)輪的快速轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0022](3)將步驟⑵發(fā)出的電存儲(chǔ)到蓄電池組中，如果發(fā)出的電能超過(guò)蓄電池和逆變輸出需要時(shí)，通過(guò)脈寬調(diào)制芯片進(jìn)行無(wú)級(jí)卸載；
[0023](4)當(dāng)需要電時(shí)，逆變器將蓄電池組中儲(chǔ)存的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，通過(guò)輸電路送到LED光源處，按照分級(jí)級(jí)數(shù)控制LED光源的發(fā)光功率，其中所述將歸一化處理后的光照強(qiáng)度信息進(jìn)行分級(jí)是將歸一化處理后的光照強(qiáng)度信息分為5級(jí)，滿足:
[0024]I級(jí):當(dāng)O彡S彡0.1，輸出100%功率；
[0025]2級(jí):當(dāng)0.1 < S彡0.2，輸出85%功率；
[0026]3級(jí):當(dāng)0.2 < S彡0.4，輸出65%功率；
[0027]4級(jí):當(dāng)0.4 < S彡0.6，輸出30%功率；
[0028]5級(jí):當(dāng)0.6 < S彡1，輸出0%功率；
[0029]其中S為歸一化處理后的光照強(qiáng)度信息；
[0030](5)通過(guò)無(wú)線通訊模塊將蓄電池的實(shí)時(shí)電量信息、太陽(yáng)能電池組件和風(fēng)力發(fā)電裝置的狀態(tài)信息、LED光源的狀態(tài)信息、處理前和/或處理后的光照強(qiáng)度信息中的一種或幾種發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)控制器，遠(yuǎn)端服務(wù)控制器監(jiān)控LED路燈的狀態(tài)；當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，遠(yuǎn)端服務(wù)器發(fā)送無(wú)線的操控命令，無(wú)線通訊模塊接收到操控命令后發(fā)送給控制器，控制器對(duì)智能LED路燈進(jìn)行遠(yuǎn)程操控；
[0031](6)巡視LED路燈的狀態(tài)，如果出現(xiàn)故障時(shí)，直接通過(guò)紅外遙控器發(fā)出操控命令，紅外接收器接收紅外遙控器的操控命令，通過(guò)控制器對(duì)智能LED路燈進(jìn)行紅外控制；
[0032](7)重復(fù)步驟(2)_(6)，當(dāng)不需要對(duì)智能LED路燈進(jìn)行控制時(shí)，終止。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以實(shí)現(xiàn):
[0034]I)風(fēng)能和光能結(jié)合發(fā)電，實(shí)現(xiàn)全天候的發(fā)電功能，比單用風(fēng)能或太陽(yáng)能更經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、實(shí)用、環(huán)保；
[0035]2)對(duì)LED光源的輸出功率進(jìn)行精細(xì)化管理，使得能量的利用率更高，更加節(jié)能環(huán)保;
[0036]3)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研宄，設(shè)置了新能源智能LED路燈上各個(gè)組件的最優(yōu)設(shè)置條件以及最優(yōu)的設(shè)置位置，使得新能源智能LED路燈整體性能明顯增強(qiáng)；
[0037]4)無(wú)線通訊模塊和紅外控制器的設(shè)置，使得新能源智能LED路燈的操控更加智能化，無(wú)論是巡視時(shí)或者在遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)，都可以監(jiān)測(cè)和控制，選擇性更強(qiáng)，并且更加保險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1新能源智能LED路燈結(jié)構(gòu)示意圖
[0039]圖2控制器及其連接結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施，有必要在此指出的是，以下實(shí)施只是用于本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍然