一种利用风光能源的智能led路灯装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明及其控制领域，具体涉及一种利用风光能源的智能LED路灯装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]目前国外的LED路灯应用主要是集成系统控制，目前南美、非洲、中东、亚太地区和澳大利亚地区已经大面积推广集成系统控制的新能源LED路灯。2009年时国外LED路灯年实现产值近600亿美元。国内市场应用现状。在节能减排、常规电力资源紧张迫切的形势下，国家和政府出台了大量政策法规来支持可再生能源的发展，随着城市和新农村建设步伐的不断加快，随着城市和新农村建设步伐的不断加快，电力资源也日益紧张，国家电力70%以上依靠不可再生的煤炭资源发电，环境污染已不容忽视，在国家大力鼓励应用绿色能源和极力强调节能减排的形势下，充分利用可再生新能源将成为一种必然的趋势，新能源LED路灯在国内得到大面积的推广应用。据中国照明学会统计，截止2008年，国内新能源照明行业实现产值150亿元，并以每年接近10%的速度增长。在国内的应用主要集中在城市道路的照明和有关的公共照明用的独立电源系统，城乡道路亮化照明、公园广场亮化照明、无电地区(包括沿海岛屿)的照明亮化等。
[0003]目前国内已经出现了利用风能和风能和光能的LED路灯，但是其设计简单，能源利用低，功能单一，无法实现真正意义上的节能环保以及多功能的集成设计利用，以及实现智能化控制操作、监控。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用风光能源的智能LED路灯装置及其控制方法，其功能多样化，能源利用率高，集成设计合理，可以实现节能环保，监控、操控智能化等。
[0005]本发明提供一种利用风光能源的智能LED路灯装置，包括一个或多个LED路灯，其中每个LED路灯包括底座，舱门组件，灯杆，具有LED光源的一个或多个灯头，太阳能电池组件，风力发电装置，光敏传感器，红外接收器和无线通讯模块，灯杆的下端设置在底座上，灯杆的上端上设置风力发电装置和太阳能电池组件，光敏传感器设置于太阳能电池组件，红外接收器和无线通讯模块设置于风力发装置上；灯杆为中空结构，在灯杆下端的中空结构中设置控制器和蓄电池，控制器分别连接蓄电池，太阳能电池组件，风力发电装置，光敏传感器，红外接收器，无线通讯模块以及LED光源；光敏传感器检测外部光照强度信息，经过转换处理后发送给控制器，控制器将外部光照强度信息进行归一化处理，将归一化处理后的光照强度信息进行分级，按照分级级数控制LED光源的发光功率；无线通讯模块用于将蓄电池的实时电量信息、太阳能电池组件和风力发电装置的状态信息、LED光源的状态信息、处理前和/或处理后的光照强度信息中的一种或几种发送给远端服务控制器，并且还用于接收远端服务器的操控命令，通过控制器对智能LED路灯进行远程操控；红外接收器用于接收红外遥控器的操控命令，通过控制器对智能LED路灯进行红外遥控；灯杆的长度为L，风力发电装置设置在灯杆的LI处，太阳能电池组件设置在灯杆的L2处，具有LED光源的一个或多个灯头设置在灯杆的L3处，其中L1、L2、L3满足:0.98L ^ LI ^ 0.95L，0.85L 彡 L2 彡 0.7L，0.35L 彡 L3 彡 0.8L ;
[0006]其中所述将归一化处理后的光照强度信息进行分级是将归一化处理后的光照强度信息分为5级，满足:
[0007]I级:当O彡S彡0.1，输出100%功率；
[0008]2级:当0.1 < S彡0.2，输出85%功率；
[0009]3级:当0.2 < S彡0.4，输出65%功率；
[0010]4级:当0.4 < S彡0.6，输出30%功率；
[0011]5 级:当 0.6 < SS 1，输出 0% 功率；
[0012]其中S为归一化处理后的光照强度信息；
[0013]所述利用风光能源的智能LED路灯装置还包括云服务器，每个LED路灯中的无线通讯模块在将蓄电池的实时电量信息、太阳能电池组件和风力发电装置的状态信息、LED光源的状态信息、处理前和/或处理后的光照强度信息中的一种或几种发送给远端服务控制器的同时也发送给云服务器，云服务器将接收到的信息进行存储；
[0014]所述利用风光能源的智能LED路灯装置还包括无线设备，用于让监控人员从将云服务器存储的信息下载后处理显示，并且还用于向无线通讯模块发出操控命令，无线通讯模块接收无线设备的操控命令，通过控制器对智能LED路灯进行无线操控。
[0015]优选地，所述灯头包括连接支架，连接支架连接灯杆并且向外延伸，使得LED光源远离灯杆。
[0016]优选地，所述灯头为两个或三个。
[0017]优选地，风力发电装置采用电磁涡流制动方式。
[0018]优选地，控制器为TMS3202407A芯片，以升压BOOST电路为主电路，采用双路控制结构，一路使用数字PI控制器，一路使用基于模糊控制的最大功率点跟踪器。
[0019]优选地，LED路灯采用脉冲宽度调制PffM结合脉冲宽度集成最大功率点MPPT集成控制方式。
[0020]优选地，无线设备为PC，笔记本电脑，ipad和/或手机。
[0021]优选地，无线通讯模块为2G模块，3G模块，4G模块，和/或WIFI模块的一种或几种的组合。
[0022]本发明还提供一种利用风光能源的智能LED路灯装置的控制方法，包括如下步骤:
[0023](I)对每个智能LED路灯进行校准、检测；
[0024](2)夜间和阴雨天无阳光时由风力发电装置发电，或晴天由太阳能电池组件发电，或在既有风又有太阳能的情况下由风力发电装置和太阳能电池组件同时发电，当采用风力发电装置进行发电时，利用电磁涡流制动控制方式进行控制，当风轮超过风力发电装置额定转速发电机功率输出时，通过脉宽调制方式向风机内的电磁涡流缓速器自动发出电磁信号，通过控制励磁电流来调节制动力矩，限制风轮的快速转动；
[0025](3)将步骤⑵发出的电存储到蓄电池组中，如果发出的电能超过蓄电池和逆变输出需要时，通过脉宽调制芯片进行无级卸载；
[0026](4)当需要电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电路送到LED光源处，按照分级级数控制LED光源的发光功率，其中所述将归一化处理后的光照强度信息进行分级是将归一化处理后的光照强度信息分为5级，满足:
[0027]I级:当O彡S彡0.1，输出100%功率；
[0028]2级:当0.1 < S彡0.2，输出85%功率；
[0029]3级:当0.2 < S彡0.4，输出65%功率；
[0030]4级:当0.4 < S彡0.6，输出30%功率；
[0031]5级:当0.6〈S彡1，输出0%功率；
[0032]其中S为归一化处理后的光照强度信息；
[003