一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统的制作方法

本发明涉及新能源照明领域，具体而言，涉及一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统。
背景技术：
：近年来，太阳能路灯备受关注，也不断的投入市场，但是由于产品良莠不齐，客户好评率并不高。传统的太阳能路灯推广应用受到限制主要是有以下四个问题：一是易受地理条件，气候影响，无法应对多日的阴雨雾天气，造成阴雨天不亮或者蓄电池体积过大的问题，增加成本及影响其适用性；二是led灯珠存在发热问题，光衰严重，影响led灯珠的寿命，传统led灯珠理论寿命只有1万小时左右，严重降低了整个太阳路灯的寿命；三是传统太阳能路灯寿命短，不易维护；四是太阳能安装于地下的铅酸电池对土壤的污染。技术实现要素：为了解决现有太阳能路灯无法应对多日的阴雨雾天气，阴雨天不亮的问题，本发明提供一种一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统。该路灯照明系统中的光伏板能在弱光或可见光的情况下，将弱光或可见光转化为电能，为照明系统供电。为了解决以上的技术问题，本发明提供以下的技术方案：本发明提供一种一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统，所述照明系统包括外壳(1)、光伏板组件(2)、蓄电池组件(3)、智能控制器系统(4)和光源(5)；所述光伏板组件(2)安装于所述外壳(1)上，用于将强光、弱光或可见光转化为电能；所述智能控制器系统(4)设置于所述外壳(1)上，所述智能控制器系统(4)用于控制所述光伏板组件(2)向所述光源(1)供电或向所述蓄电池组件(3)充电。进一步的，所述智能控制器系统(4)用于控制蓄电池组件(3)向灯源(5)供电。进一步的，所述路灯照明系统还包括灯杆。进一步的，在所述的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统中，所述蓄电池组件(3)设置在所述外壳(1)上，所述蓄电池组件(3)与所述光伏板组件(2)及光源(5)电连接，光伏板组件(2)向蓄电池组件(3)充电，蓄电池组件(3)用于储存电能及给所述光源(5)供电。进一步的，在所述的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统中，所述智能控制器系统(4)与所述蓄电池组件(3)连接，以控制所述蓄电池组件(3)开始向所述光源充电或者停止向所述光源供电。进一步的，智能控制器系统，与光伏板组件连接，用于调整光伏板组件的输出电压。进一步的，在所述的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统中，所述光源包括led灯珠，所述led灯珠设置在所述外壳上。进一步的，在所述的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统中，所述光伏板组件包括太阳能电池板，所述太阳能电池板包括单晶硅片和非晶硅薄膜，所述非晶硅薄膜贴合于所述单晶硅片的背光面。进一步的，所述太阳能电池板的表面上设置有一层菱形压膜，所述菱形压膜贴合于非晶硅薄膜的背光面。进一步的，所述光伏板组件还包括内置微光发电驱动器。所述内置微光发电驱动器是现有产品，包含在光伏组件(光伏板)中，用于将弱光转换为电能。进一步的，所述光伏板组件包括微光光伏组件，微光控制转换装置、微能量转换装置。进一步的，所述微光光伏组件为太阳能电池板。所述微光控制转换装置、微能量转换装置用于将弱光转换为电能。进一步的，所述蓄电池组件包括锂电池组件。进一步的，所述蓄电池组件包括蓄电池，所述蓄电池选择无污染、长寿命的锂电池。进一步的，在所述的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统中，所述光源为led灯；所述led灯包括芯片、灯珠和外壳；所述外壳利用工作温度低、耐高寒材料制备；所述灯珠为椭圆形透镜。所述灯珠用于封装芯片。进一步的，所述光源包括144-624颗直径8-10mm的椭圆形透镜led灯珠。进一步的，所述外壳的材料选自玻璃。所述灯珠为直径8-10mm的椭圆形透镜led灯珠。所述直径为椭圆形透镜的长径。所述椭圆形透镜的短径为5mm。进一步的，在所述的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统中，所述太阳能电池板还包括隔热铝膜，所述隔热铝膜设置于单晶硅片和非晶硅薄膜之间。进一步的，改变硅片在玻璃板上的贴片结构及硅板的物理深加工及表面纳米清洁涂层。进一步的，所述太阳能电池板(光伏板)包括钢化玻璃层，钢化玻璃层的上表面设置有纳米涂层；所述钢化玻璃的下表面贴合有单晶硅片，单晶硅片下面设一层隔热铝膜，隔热铝膜下面贴合非晶硅薄膜。所述纳米涂层有自清洁功能，不积灰尘、雨雪；具体的讲，光伏板正面为单晶硅，背面为非晶硅，单晶硅下面设一层隔热铝膜，首先是隔热作用，隔绝太阳直射产生的热量，保证了电池和控制器的正常工作，其次又有反射作用，将能量发射至背面非晶硅薄膜上，减少了热量对光伏板的充电转换影响。进一步的，在所述的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统中，所述蓄电池组件包括锂电池，所述锂电池利用隔热层进行隔热和保温；所述隔热层包括上下两层铝箔，两层铝箔中间具有注气泡沫。所述隔热层是和锂电池是分开的一个辅助部件。进一步的，所述蓄电池组件还包括直流控制器。流控制器能确保蓄电池组不因过充或过放而被损坏。进一步的，在所述的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统中，所述智能控制器系统包括单片机、控制软件。本发明还提供所述的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统的充电方法，它的特点是，所述照明系统采用了微光智能充电，所述微光智能充电方法步骤如下：将设置在外壳上的光伏板组件与智能控制器系统连接，光伏板组件向所述智能控制器系统发出信号，所述智能控制器系统接收所述信号并控制光伏板组件向光源供电，和/或向所述蓄电池组件充电。进一步的，在所述智能控制器系统的控制下，所述光伏板组件可以仅向光源供电；也可以仅向蓄电池组件充电；也可以同时向光源供电，向蓄电池组件充电。本发明还提供一种微光路灯，它的特点是，所述微光路灯包括外壳、锂电池、智能控制器、灯源和光伏板；所述锂电池设于外壳内，光源设于外壳底部，光伏板设于外壳顶部，锂电池包括充电端和放电端，所述光源与放电端连接，所述光伏板与锂电池的充电端连接，所述光伏板包括单晶硅片和非晶硅薄膜，所述非晶硅薄膜贴合于单晶硅片的背光面。白天(阴、雨、雪、霾等弱光天气)，微光路灯在智能控制器的控制下，光伏板经过直射光波的照射，吸收近红外及可见光并将其转换成电能，白天，光伏板组件向蓄电池组充电。晚上，蓄电池组向led灯光源供电，实现照明功能。直流控制器能确保蓄电池组不因过充或过放而被损坏，直流控制器还能使本发明提供的微光路灯同时具备光控、时控、远程控制、温度补偿及防雷、反极性保护等功能。本发明还提供一种微光路灯，它的特点是，所述微光路灯采用mppt及间歇脉冲充电法双模式系统进行充电。上述微光路灯依次包括光伏电池、mppt、单片机、电压传感器、组态开关电路、锂电池组。电路主要是根据通过电压传感器检测到的电压，当电压大于13v时mppt控制器自动跟踪并利用最大功率跟踪点对锂电池进行充电，确保从光伏电板获取最大的能量，当电压传感器检测到的电压低于13v时，启动间歇脉冲充电法。通过输出的开路电压的大小,来控制光伏电池对蓄电池充电的通断,当电压达到设定值时,便启用mppt模式,否则启动间歇脉冲模式，双系统充电控制模式是通过控制组态开关电路进行选择组态方式。本发明提供的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统的有益效果是：通过对光伏板组件，led灯的设计，蓄电池充放电方法等方面的研究，打造了一款高性能的微光发电路灯，解决了阴雨天不亮灯或靠晴天多储存电量供亮灯的技术瓶颈问题；提高了光能路灯的稳定性和抗大雪，耐高寒能力，同时提高了灯珠和路灯整体的寿命；具备了在任意载体上的安装便捷性；在后期维护上，更换蓄电池极其方便且成本低。附图说明为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用附图作简单地介绍。图1为本发明提供的照明系统的组件示意图；图2为本发明提供的照明系统的工作原理示意图；图3为本发明提供的照明系统的智能控制器的工作原理示意图；图4-1为本发明提供的照明系统的led灯的俯视结构示意图；图4-2为图4-1所示led灯的主视结构示意图；图5为本发明提供的照明系统的led灯的光源光谱测试报告图。具体实施方式为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明提供的技术方案进行清楚、完整地描述。通常在此处附图中描述和示出的本发明的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。实施例一请参阅图1，本实施例提供了一种照明系统，包括外壳1、光伏板组件2、智能控制器系统4、蓄电池组件3、led灯珠5。光伏板组件设置在外壳的背面，与外壳连接。本实施例提供的光伏板组件2，不仅能在强光下对led灯珠5进行供电，也可以利用弱光或可见光进行供电。所述外壳为全铝合金灯壳。如图2所示，进一步的，所述光伏板组件包括微光光伏组件，微光控制转换装置、微能量转换装置。进一步的，所述微光光伏组件为太阳能电池板。所述微光控制转换装置、微能量转换装置是现有产品，用于将弱光转换为电能。本发明提供的照明系统也称为微光发电路灯。(1)光伏板组件光伏板组件是微光发电路灯中的核心部件，其作用就是将光能转换为电能，然后送至蓄电池中存储起来。本发明结合单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定和非晶硅薄膜弱光特性好的特点，提供一种光伏板组件。该光伏板组件包括太阳能电池板，所述太阳能电池板包括单晶硅片和非晶硅薄膜，所述非晶硅薄膜贴合于所述单晶硅片的背光面。将单晶硅片和非晶硅薄膜结合在一起使用是本发明的创新。太阳能板中的非晶硅薄膜可增强对弱光的吸收，能够对弱光进行采集，即使在阳光不充足的情况下也可进行发电。本发明中的光伏板组件(也可称为光伏板、光伏组件、电池组件、太阳能电池组件)具有下述优点：1、该电池组件使用寿命大于15年。2、密封性好，采用高强度、高透光性的太阳能专用钢化玻璃以及高性能耐紫外线辐射的tpt，eva，密封材料，经专用设备封装而成。3、抗冲击能力好，能在高低温的环境下使用。4、使用安全可靠，在使用期间无需维护，电性能稳定。5、环保，属物理电源，利用微光直接驱动转换电源，即便多云天气、阳光不足也能将光能转化为电能，为光源供电或为蓄电池组件充电，进而驱动照明。6、产品特性优良，8.5v最小放电终止电压稳定，12v充电电压安全可靠，1500ma电流输出参数峰值功率充足，测试功率符合国家标准要求。(2)led灯具有节能、亮度高、寿命长、环保、工作稳定可靠、安全响应快、单色性外，还具有体积小、亮度可控、色彩丰富、无频闪保护眼睛、免维护等优点。随着技术进步，led的性能将进一步提高。可广泛应用于高速公路、城市主干道、工厂、工业园区、商场、办公写字楼、小区、家庭、街道、景观亮化、旅游风景区、公园、庭院绿化带、广场、步行街、健身休闲广场等场所的照明及夜景工程。特别是led技术已经经历了其关键的突破。研发团队对led灯的研究，彻底解决了led灯珠发热问题，同时提高了光效，保证了照度稳定及最小光衰。本发明提供的led灯通过椭圆形透镜灯珠及耐寒材料外壳，及选择的芯片解决了上述技术问题。所述的一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统，所述光源为led灯；所述led灯包括芯片、灯珠和外壳；所述外壳利用工作温度低、耐高寒材料制备；如图4所示，所述灯珠为椭圆形透镜。进一步的，所述外壳的材料选自玻璃。所述灯珠为直径8-10mm的椭圆形透镜led灯珠。所述直径为椭圆形透镜的长径。如图4-1和图4-2所示。如图4-1和图4-2所示，所述椭圆形透镜包括上部和下部，下部是长方体形状，上部是半个椭圆形状的球体。灯珠利用工作温度低、耐高寒材料封装成型，植入直径8mm的独特椭圆形高性能透镜led灯珠。led芯片采用国际知名品牌材质，色温3000-12000k，整灯工作环境温度在-40～70℃，光衰<3％，与传统光源相较，我司采用大芯片小电流，达到节能达30％以上且寿命长，照射到路面的椭圆形光斑更符合了道路照明特征，大幅提高了照射角度和照明面积。如图5所示。灯珠采用了本公司自主开发的外型封装技术，利用工作温度低、耐高寒材料封装成型，植入144-624颗直径8mm的独特椭圆形高性能透镜led灯珠。(3)智能控制器系统智能控制器系统，也称为太阳能充放电控制系统，是汇集构成微光路灯全部设备于一体的核心部件，其性能直接影响到系统寿命。它控制所有部件的工作运行状态，并对其实施多重完善的保护。因此，智能控制器系统多采用单片机、开发专用软件，实现控制、保护智能化。光源大功率led受单片机控制，按照明时段进行分组变光节能控制，工作在全光、半光和休眠(可根据用户需要改变)方式。(4)蓄电池组件由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池才能正常工作。现在市面上大多采用有铅酸蓄电池。铅酸蓄电池由于其铅酸的腐蚀性和可再生利用性均无法达到环保和节能要求，另外维护和保养复杂，也使太阳能灯具在环保节能方面大打折扣。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，蓄电池过大，则蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时造成浪费。蓄电池技术参数:1、采用国际知名品牌的钴酸锂18650电池，相对于传统太阳能灯的铅酸蓄电池，锂电池具有重量轻、自放电少、安装简易、维护成本低、放电性能优越、寿命长、重金属污染小的优点，使用寿命3-5年左右。技术参数详见表1。表1锂电池技术参数标称电压3.7v作电压2.4～4.2v标称容量3200ma工作温度充电-40～70℃，放电-40～70℃产品尺寸max90*35*65mm成品内阻≤50mω引线型号1.5mm2镀银硅胶线保护参数过冲保护电压/每串4.2±0.025v过放保护电压2.4±0.1v2、长寿命设计，由于锂电池采用了特殊的配方及工艺设计，不仅比能量提高，而且使用寿命长，在25℃环境下使用寿命大于1500次。请参阅图2，本发明采用的光伏板组件中包括太阳能电池背板，所述太阳能电池背板包括单晶硅片和非晶硅薄膜，其中非晶硅薄膜贴合于单晶硅片的背光面。光伏板中的非晶硅薄膜可增强对弱光的吸收，能够对弱光进行采集，即使在阳光不充足的情况下也可进行发电。微光区别于其他光伏组件在于，它能更多的吸收可见光，使其能将微弱的光能转换。微光区原理示意图见图2。该照明系统经过专用设备封装，密封性好，使用安全可靠。产品特性优良，8.5v最小放电，终止电压稳定，18v充电，电压安全可靠，1500ma电流输出参数峰值功率充足，测试功率符合国家标准要求。智能控制器系统，与光伏板组件连接，用于调整光伏板组件的输出电压。在本实施例中，光伏板组件所转化的电能可以直接给灯具充电，可以存储在蓄电池中，智能控制器系统可以根据不同产品的工作电压，来调节光伏板组件的输出电压。在本实施例中，光伏板表面上设置有一层菱形压膜，菱形压膜提高了弱光转化为电能的转化率。请参阅图3，该系统依次由光伏电池、mppt、单片机、电压传感器、组态开关电路、锂电池组等部分组成。电路主要是根据通过电压传感器检测到的电压当大于13v时mppt控制器自动跟踪并利用最大功率跟踪点对锂电池进行充电，确保从光伏电板获取最大的能量，当电压传感器检测到的电压低于13v时，启动间歇脉冲充电法。通过输出的开路电压的大小,来控制光伏电池对蓄电池充电的通断,当电压达到设定值时,便启用mppt模式,否则启动间歇脉冲模式，双系统充电控制模式是通过控制组态开关电路进行选择组态方式。针对锂电池的充放电特性，专门设计了微光驱动发电充电系统，技术参数设定如下：1、本微光发电驱动系统具有过充、过放、短路、过载保护、防反接保护等，保证在自然光不稳定的环境下不损毁任何部件，不烧保险运作系统。2、采用mppt&间歇脉冲充电法双模式控制系统进行充电，弱光充电效率比传统方式高20％以上，增加了用电时间，同时具有高精度温度补偿。控制器：双模式切换智能控制，mppt和间歇式脉冲方法。当电压高于13v时mppt工作，小于13v间歇式脉冲微光充电。3、采用工业级芯片，能在高冷、高温、潮湿环境下运行自如。本发明主要技术突破点：一、光伏板组件中的太阳能电池板(也称微光伏板)：在不增加照明系统体积的情况下，增加光伏板受光面积，大大提升微光充电，及转换率。本发明提供的光伏板贴面工艺增加光伏板受光面积。二、灯珠：自主研发，椭圆灯珠的设计是结合道路的照明特点，设计的灯珠角度使杆与杆之间的斑马线达到最小，路面效果最佳。三、维护优势：查询大量国内外资料和参数后了解到，太阳能灯具的电池埋入地下，更换电池非常麻烦，路灯更换电池需要整灯拆解，一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统更换电池简易便捷。只要面板螺丝打开就可以更换电池。四、微光光伏板正面为单晶硅，背面为非晶硅，单晶硅下面设一层隔热铝膜，首先是隔热作用，隔绝太阳直射产生的热量，保证了电池和控制器的正常工作，其次又有反射作用，将能量发射之背面非晶硅薄膜上，减少了热量对光伏板的充电转换影响。五、锂电池的隔热和保温，我们采取的上下铝箔，中间注气泡沫模式。在北方寒冷天气下达到良好的保温效果，在南方炎热天气下达到良好的隔热效果。六、整个照明系统的保温、隔热、散热，采用双面铝膜，外壳内部采取每个部件独立密封的设计，保证了每个部件与外部的散热、通风。七、整个照明系统(整灯)施工安装：市电路灯需要敷设电缆、设计施工复杂；太阳能路灯需要对蓄电池进行专业安装且受天气地域影响，工序繁琐；一体化智能微光(可见光)发电路灯照明系统的安装简便，可安装在简易灯杆上(水泥杆、木杆、竹竿、墙体、路灯杆)。综上所述，本实施例提供的照明系统不仅能将强光转化为电能，也可以将弱光转化为电能。能够使光伏板在弱光环境中转化电能，增强了照明系统的使用环境，提高了照明系统的工作效率。以下为本次发明的核心技术要点：a、通过改变硅片在玻璃板上的贴片结构及硅板的物理深加工及表面纳米清洁涂层，从而达到弱光转换率和受光面积的大幅提升。本发明提供的微光路灯属于照明设备领域。本发明提供的微光路灯包括外壳、锂电池、灯源和光伏板；所述锂电池设于外壳内，光源设于外壳底部，光伏板设于外壳顶部，锂电池包括充电端和放电端，所述光源与放电端连接，所述光伏板与锂电池的充电端连接，所述光伏板包括单晶硅片和非晶硅薄膜，所述非晶硅薄膜贴合于单晶硅片的背光面。光伏板中的非晶硅薄膜可增强对弱光的吸收，能够对弱光进行采集，即使在阴雨天的情况下也可进行发电。b、该系统采用mppt&间歇脉冲充电法双模式系统进行充电，弱光充电效率比传统方式高20％以上，增加了用电时间，同时具有高精度温度补偿。采用正循环的采集与充、放电原理，保证每天稳定的充、放电，最大程度延长电池寿命。c、灯珠利用工作温度低、耐高寒材料，植入直径8mm的独特椭圆形高性能透镜led灯珠。led芯片采用国际知名品牌材质，色温3000-12000k，整灯工作环境温度在-40～70℃，光衰<3％，与传统光源相较，我司采用大芯片小电流，达到节能达30％以上且寿命长，照射到路面的椭圆形光斑更符合了道路照明特征，大幅提高了照射角度和照明面积。本发明提供的led灯解决了led灯珠发热问题，与传统led灯珠相比，光效提高30％，芯片引线采用千足黄金，保证了照度稳定及最小光衰。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本
发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。当前第1页12