离网式互补型绿色智能照明系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种离网式互补型绿色智能照明系统，具体涉及太阳光采集光纤导入照明系统、光伏离网照明系统、自动测光调节系统和集成控制系统。四种系统综合利用，实现离网式互补型绿色智能照明系统。所属领域为太阳能照明技术领域。
【背景技术】
[0002]随着人类社会的发展，全球环境越来越恶化，特别是大气污染越来越严重，雾霾天气遍布全球。倡导最大程度的利用绿色能源是解决环境恶化问题的重要途径之一。太阳能是一种取之不尽用之不竭的绿色能源。目前，将太阳能运用到照明上主要有两种方式:一种是光伏发电照明，能量转换的途径是“光-电-光”，技术已基本成熟，但能量损失较大，制造成本较高。第二种是直接采集太阳光照明，避免了 “光-电-光”的转换环节，提高了效率，但因太阳光变化无常，使室内光线强度忽明忽暗，另外，太阳光无法储存，无法解决太阳光线弱或阴雨天和夜晚室内用光问题。
[0003]为了克服上述技术缺点，中国发明专利申请号200611207211.9采用太阳能电池接收剩余太阳光并转换为电能储存到蓄电池内以备补充，不足时还需启动市电照明加以补充。此补光系统由于对市电有依赖，故存在无市电不工作的缺点，从而无法适用于偏远无市电地区。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种完全利用太阳光而不依赖市电的离网式互补型绿色智能照明系统。白天以太阳光采集光纤导入照明系统照明为主，太阳光线强度不足或阴雨天和夜晚时由光伏离网照明系统照明作为补充，补光过程完全由测光调节系统自动实现，以达到室内照度恒定。同时，各系统的使用状况适时由集成控制系统监测，为决策者提供参考。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案。本系统主要包括有太阳光采集光纤导入照明子系统1、光伏离网照明子系统2、自动测光调节子系统3、集成控制子系统4。太阳光米集光纤导入照明子系统I又包括有太阳光米集器Al、光纤A2、光纤灯具A3 ;光伏离网照明子系统2包括有太阳电池组件BI，光伏控制器B2、蓄电池组B3、LED驱动器B4、LED发光筒B5，蓄电池组监测装置B6 ；自动测光调节子系统3包括有第一感光传感器Cl、第二感光传感器C2、测光、调光控制器C3 ;集成控制子系统4包括有集成控制箱Dl、视频工作站计算机D2、系统集成服务器D3。其中太阳光采集器Al、光纤A2、光纤灯具A3依次连接，太阳电池组件B1、光伏控制器B2、LED驱动器B4、LED发光筒B5依次连接，同时光伏控制器B2、蓄电池组B3、蓄电池组监测装置B6依次连接，第一感光传感器Cl、第二感光传感器C2、光纤灯具A3和LED发光筒B5并列安放在同一使用场所，同时第一感光传感器Cl、第二感光传感器C2和LED驱动器B4均与测光、调光控制器C3连接，太阳光采集器Al、蓄电池组监测装置B6、视频工作站计算机D2和系统集成服务器D3均与集成控制箱Dl连接。
[0006]本发明的工作原理:由太阳光采集光纤导入照明子系统I中的太阳光采集器Al将接收到的太阳光滤掉有害光线后通过光纤A2输送到光纤灯具A3以实现直接利用太阳光照明；光伏离网照明子系统2中的太阳电池组件BI将光转换成电通过光伏控制器B2输送给LED驱动器B4最后到达LED发光筒B5实现照明，光伏控制器B2可同时给蓄电池组B3充电，无需LED发光筒B5提供照明时，光伏控制器B2只给蓄电池组B3充电；当太阳光线强度不能满足子系统I提供室内照明时，通过第一感光传感器Cl、第二感光传感器C2将信息传递给测光、调光控制器C3，测光、调光控制器C3给LED驱动器B4发出开启信号，使子系统2自动开启LED发光筒B5以实现补光功能，使室内照度恒定。当室外太阳光线强度足够使子系统I单独满足室内照度要求时，子系统2只进行储能工作，不提供照明。当室外太阳光线强度过大，使子系统I单独提供室内照明照度超出使用要求时，通过集成控制子系统4中的视频工作站计算机D2调整太阳光采集器Al的角度，以满足室内照度要求。太阳光采集器Al的工作状态和蓄电池组监测装置B6的储能情况时时被集成控制子系统4监测。
[0007]本发明提出的离网式互补型绿色智能照明系统，直接采集太阳光并以光伏离网照明系统作为补充实现绿色节能照明，实现了室内照度恒定，解决了无市电不工作问题，同时整个系统的工作状态、性能参数均实时受到监测，以供决策者及时准确的作出决策。
【附图说明】
[0008]附图本发明系统结构图
图中:A1、太阳光米集器，A2、光纤，A3、光纤灯具；B1、太阳电池组件，B2、光伏控制器，B3、蓄电池组，B4、LED驱动器，B5、LED发光筒，B6、蓄电池组监测装置；C1、第一感光传感器，C2、第二感光传感器，C3、测光、调光控制器；D1、集成控制箱，D2、视频工作站计算机，D3、系统集成服务器；1、太阳光采集光纤导入照明子系统，2、光伏离网照明子系统，3、自动测光调节子系统，4、集成控制子系统。
【具体实施方式】
[0009]本发明实施方式的具体结构参见附图，太阳光采集光纤导入照明子系统I中的太阳光采集器Al采用菲涅尔镜片、GPS和四象限双重自动跟踪系统的采集器，光纤A2采用大芯径光纤，光纤灯具A3采用铝合金框架雾化玻璃窗口 12芯灯具；光伏离网照明子系统2中太阳电池组件BI采用35.8V/280W高效多晶硅太阳电池组件，光伏控制器B2采用24V/60A型号控制器，蓄电池组B3采用2V/600Ah铅酸蓄电池，LED驱动器B4采用能执行选择和通断控制的电子开关，LED发光筒B5采用7寸可调光调角灯筒，蓄电池组监测装置B6采用能够监测蓄电池电量和性能好坏的测试仪器；自动测光调节子系统3中第一感光传感器Cl和第二感光传感器C2均采用S751型号复合传感器，测光/调光控制器C3采用M702型号控制器；集成控制子系统4中集成控制箱Dl采用ep-box型号设备，视频工作站计算机D2和系统集成服务器D3均采用性能良好的品牌电脑。
[0010]太阳光采集光纤导入照明子系统I工作流程:太阳光采集器Al时时跟踪太阳，将采集到的太阳光滤掉有害光线后通过光纤A2将光输送到光纤灯具A3实现照明；光伏离网照明子系统2工作流程:太阳电池组件BI将接收到的太阳光转换成电输送到光伏控制器B2，光伏控制器B2在需要时向LED驱动器B4发出开启信号，使LED发光筒B5实现补光，同时向蓄电池组B3输送电能储存以备用，当不需要LED发光筒B5补光时，光伏控制器B2只给蓄电池组B3充电而不开启LED驱动器B4 ;自动测光调节子系统3工作流程:第一感光传感器Cl和第二感光传感器C2并列与光纤灯具A3和LED发光筒B5安放在同一工作平面上，当测光、调光控制器C3收集到第一感光传感器Cl和第二感光传感器C2的数据并分析判断后给LED驱动器B4传递开启关闭信息，当室内照度满足要求时，LED驱动器B4接收到关闭信息，当室内照度不满足要求时，LED驱动器B4接收到开启信息，这时LED发光筒B5开启进行补光；集成控制子系统4工作原理:当集成控制箱Dl接收到测光、调光控制器C3传递的室内照度信息后，通过视频工作站计算机D2对太阳光采集器Al进行角度调整，同时蓄电池B3的工作参数时时在视频工作站计算机D2界面上显示，以供决策者及时准确的作出使用、维修或更换的决策。
【主权项】
1.离网式互补型绿色智能照明系统，主要包括太阳光采集光纤导入照明子系统1、光伏离网照明子系统2、自动测光调节子系统3和集成控制子系统4，以主动采集太阳光直接照明为主，光伏离网照明补光为辅，自动测光调节光照度使室内光照度始终恒定，完全脱离市电依赖，充分利用绿色能源。2.根据权利要求1所述的离网式互补型绿色智能照明系统，其中太阳光采集光纤导入照明子系统I包括有太阳光采集装置Al、光线传输装置A2、散射装置A3 ;光伏离网照明子系统2包括有太阳电池组件BI，光伏控制器B2、蓄电池组B3、LED驱动器B4、LED发光筒B5，蓄电池组监测装置B6 ；自动测光调节子系统3包括有第一感光传感器Cl、第二感光传感器C2、测光、调光控制器C3 ;集成控制子系统4包括有集成控制箱D1、视频工作站计算机D2、系统集成服务器D3，其特征在于: 1)太阳光采集装置Al、光线传输装置A2、散射装置A3依次连接； 2)太阳电池组件B1、光伏控制器B2、LED驱动器B4、LED发光筒B5依次连接，同时光伏控制器B2、蓄电池组B3、蓄电池组监测装置B6依次连接； 3)第一感光传感器Cl、第二感光传感器C2、散射装置A3和LED发光筒B5并列安放在同一使用场所，同时第一感光传感器Cl、第二感光传感器C2和LED驱动器B4均与测光、调光控制器C3连接； 4)太阳光采集装置Al、蓄电池组监测装置B6、视频工作站计算机D2和系统集成服务器D3均与集成控制箱Dl连接。3.按照权利要求1所述的离网式互补型绿色智能照明系统，提出一种完全脱离市电依赖，充分利用绿色能源，系统工作性能时时被监测的智能照明系统，其特征在于: 1)太阳光采集光纤导入照明子系统I包括的太阳光采集装置Al采用菲涅尔镜片、GPS和四象限双重自动跟踪系统的采集器； 2)太阳光采集光纤导入照明子系统I包括的光线传输装置A2采用大芯径光纤，光纤出入光口断面均经过研磨抛光； 3)太阳光采集光纤导入照明子系统I包括的散射装置A3采用铝合金框架雾化玻璃窗口 12芯灯具； 4)光伏离网照明子系统2包括的太阳电池组件BI将光电转换后输送到光伏控制器B2，当需要补光时，光伏控制器B2边向LED驱动器B4发出开启信号，边向蓄电池组B3输电，当不需要补光时，光伏控制器B2向LED驱动器B4发出关闭信号，所有电能将全部储存到蓄电池组B3 ； 5)光伏离网照明子系统2包括的蓄电池组B3的性能参数时时被蓄电池监测装置B6监测。
【专利摘要】离网式互补型绿色智能照明系统，一种完全利用太阳光而不依赖市电的离网式互补型绿色智能照明系统。白天以太阳光采集光纤导入照明系统照明为主，太阳光线强度不足或阴雨天和夜晚时由光伏离网照明系统照明作为补充，补光过程完全由测光调节系统自动实现，以达到室内照度恒定。同时，各系统的性能参数适时由集成控制系统监测，为决策者及时准确的作出决策提供依据。本系统主要包括有太阳光采集光纤导入照明子系统1、光伏离网照明子系统2、自动测光调节子系统3、集成控制子系统4。当室外太阳光线强度足够时，由子系统1单独提供照明，同时子系统2实施储能功能，当太阳光线强度不足时，由子系统2提供补光。子系统1的采集太阳光状态参数、子系统2的储能状态参数和子系统3的测光、调光状态参数被子系统4实时在线监测，为决策者提供可靠依据。
【IPC分类】F21S11/00, H05B37/02, F21V23/00, F21Y101/02, F21V8/00, F21S9/03, F21S19/00
【公开号】CN104964242
【申请号】CN201410224541
【发明人】高峰, 左兴一, 霍洪丽, 杨双收, 冯震, 岳叶
【申请人】北京一轻研究院, 北京首量科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2014年5月26日