专利名称：用于藻类培养的风光互补高效节能led光照系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及照明灯技术领域，特别是基于藻类培养用途的一种利用太 阳能和风能结合特定波长发光二极管的风光互补LED光照技术领域。
背景技术：
现有的藻类培养用光生物反应器大多采用传统的光照系统，如自然光光照 系统，尽管成本低廉，但存在光效利用率甚低、光照强度不易控制等问题；而 白炽灯或荧光灯等人工光照系统，尽管光强可控，但其光效利用率不高，且还 存在使用寿命短、节能效率差等问题。为此， 一专利ZL200510126464.8公开了 一种在微藻培养中应用的功能性转光膜，通过该转光膜提高了传统微藻培养光 照系统的光效利用率，但微藻叶绿素含量提高效果不明显(2.2% 15.5%)。另 一专利JP2002315569报道了采用LED灯光照的藻类培养技术，增产效果明显， 但未采用高效节能的风光互补供电系统。而专利ZL200410035485.4公开了植物 专用的LED生态灯，可用太阳能电池板作电源，具有高效节能、长寿稳定等优 点，但该光照系统的应用范围只局限于植物栽培，特别是蔬菜大棚，且在使用 过程中物种选择性小，未考虑到风能的利用。
另一方面，将最为绿色的太阳能和风能综合利用与高效环保长寿的LED灯 照明结合的实际应用正日趋增多，比如应用在路灯、广告、家用照明灯等场合， 但至今尚无出现用于藻类培养的风光互补高效节能LED光照系统。在当前化石 能源紧缺、水资源污染严重、温室气体超量排放的情况下，积极利用太阳能和 风能，开发藻类净化氮磷污水、减排二氧化碳同时联产藻基生物燃料或保健品 的培养工艺，特别需要风光互补高效节能的LED光照系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种适于藻类培养的风
光互补LED光照系统，以便同时利用用之不竭的太阳能和风能以及适于藻类生 长特定波长的LED灯，降低电能消耗，促进藻类的光合作用，提高光效利用率， 减少环境污染和光照系统维护成本。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于藻类培养的风光互补高效节 能LED光照系统，包括太阳能电池板、风力发电机、风光互补控制电路板、蓄 电池、变压器、整流器、恒流驱动电路、LED灯组等。其中，太阳能电池板、 风力发电机、风光互补控制电路板和蓄电池构成24V直流供电系统；变压器和 整流器将220V交流电变为低压24V直流电构成备用供电系统；恒流驱动电路 与一组串联LED灯组合到一块线路板上，多块线路板并联封装构成藻类培养的 光照系统。
前述的LED灯分为发射波长630nm 670nm的红灯和发射波长430nm 470nm的蓝灯两种，每组串联的LED灯可为全部红色LED或全部蓝色LED或 上述两者的组合，每组LED个数为20个 200个，LED灯组并联的数目根据藻 类培养所需的规模和光强进行确定。
前述的线路板为铜基线路板、散热铝基线路板或加注变压油的散热油管式 铝基板。
前述的风光互补控制电路板为蓄电池过载保护电路，参见 ZL200710029753.5。
前述的恒流驱动电路为热敏电阻或恒流驱动芯片
该实用新型与现有技术相比具有如下优点(1)利用绿色的太阳能和风能， 符合当前节能减排的社会需要；(2)釆用特定波长的LED灯作为藻类培养的光源，具有高效节能、环保长寿、维护成本低等特点；(3)采用220V交流电作为 备用电源，可以保证光照系统的连续工作；(4)可根据藻种的特性，选择组合 合适的LED灯。
附图为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
将太阳能电池板的输出端和风力发电机的输出端通过风光互补控制电路板 连接到蓄电池上构成低压24V直流电源，同时将220V交流电通过变压器和整 流器变换为24V直流电，连接到蓄电池上用作备用电源，将恒流驱动电路(热 敏电阻)与一组发射波长630nm 670nm的红灯LED串联安装在线路板上，将 多个线路板并联连接到蓄电池上，构成了用于藻类培养的光电互补高效节能 LED光照系统。将该LED光照系统应用于葡萄藻(Botryococcus braunii 357) 的培养，与相同光强下的普通日光灯光照系统相比，葡萄藻生物量提高30%， 叶绿素含量提高45%。
权利要求1. 用于藻类培养的风光互补高效节能LED光照系统，其特征是将太阳能电池板与风力发电机的输出端与蓄电池相连构成风光互补供电系统，通过恒流驱动电路为适于藻类生长的特定波长LED灯供电。
2. 根据权利要求1所述的用于藻类培养的风光互补高效节能LED光照系统， 其特征是由太阳能电池板和风力发电机以及蓄电池构成的供电系统输出低压 24V直流电。
3. 根据权利要求1所述的用于藻类培养的风光互补高效节能LED光照系统， 其特征是由220V交流电源经变压器和整流器变换后的直流电可作为后备LED 供电系统。
4. 根据权利要求1所述的用于藻类培养的风光互补高效节能LED光照系统， 其特征是LED灯发射红光光谱的波长为630nm 670nm， LED灯发射蓝光光 谱的波长为430 470nrn。
5. 根据权利要求1或5所述的用于藻类培养的风光互补高效节能LED光照系 统，其特征是由恒流驱动电路与5 150个LED灯串联构成一组线路板，按 照光强需要确定线路板的数量，通过并联连接到蓄电池的正负两极上。
专利摘要一种用于藻类培养的风光互补高效节能LED光照系统，涉及照明灯技术领域，特别是利用太阳能和风能的藻类培养光照技术领域。现有的藻类培养光照系统具有光效利用率低、使用寿命短、发热量高、浪费能源等问题。该实用新型的技术方案为将太阳能电池板与风力发电机的输出端与蓄电池相连构成风光互补供电系统，通过恒流驱动电路为适于藻类生长的特定波长LED灯供电。当风光互补供电系统电量不足时，可采用220V交流电源经变压器和整流器变换后的直流电作为后备LED供电系统。该实用新型采用用之不竭且清洁的太阳能和风能以及高效低耗长寿命的LED灯，可降低能量消耗，减少系统维护成本，利于环境保护和节能减排的需要。该风光互补LED光照系统可以应用于污水处理、温室气体减排、绿色燃料生产以及保健品制备等方面的藻类培养系统。
文档编号F21S9/04GK201288983SQ20082014224
公开日2009年8月12日 申请日期2008年9月27日 优先权日2008年9月27日
发明者刘朝辉, 刘汉桥, 张曙光, 徐朝阳, 狄海燕, 珂 董, 檬 韩, 高建东 申请人:天津渤海环保工程有限公司;天津泰达环保有限公司