一种离网型高效风光互补道路照明装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种离网型高效风光互补道路照明装置及方法。风力发电机组通过连接件安装在主灯杆的顶部；光伏电池板安装在光伏电池支架上，其组合件通过连接件安装在距离风力发电机组1.5～2m的主灯杆上；灯杆Ⅱ和灯杆Ⅲ位于主灯杆的两侧，LED灯具Ⅱ安装在灯杆Ⅱ上，LED灯具Ⅲ安装在灯杆Ⅲ上；智能控制器分别通过导线与LED灯具Ⅰ、LED灯具Ⅱ、LED灯具Ⅲ、蓄电池组、光伏电池板、风力发电机组接通构成完整的一拖三系统。智能控制器将风力发电机组发出的交流电整流转换为直流电，白天给蓄电池组充电，夜间直接供给LED灯具。本装置具有发电效率高、充电效率高、安全性高的特点，可以实现一套系统带3盏LED灯具，有效降低了成本。
【专利说明】-种离网型高效风光互补道路照明装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于可再生能源利用、道路照明【技术领域】，具体涉及一种离网型风光互补 道路照明装置及方法。
【背景技术】
[0002] 节能与环保倍受人们的关注，离网型清洁能源作为路灯照明已经得到广泛应用。 然而，单纯的风能或太阳能发电均不能满足路灯的供电需求，只有风光互补发电才能弥补 两者可靠性差的缺陷，实现不间断供电，提高蓄电池的使用寿命，提高系统的经济性和可靠 性。
[0003] 传统的风光互补系统是一套系统带一盏LED灯具（一拖一），一套系统即一个灯 杆、一台风力机、一组光伏电池板、一台控制器、一组蓄电池组成一个发电系统。
[0004] 然而，传统的风光互补系统有一些缺点：风力发电机组在低风速2. 5?4m/s几乎 刚刚切入发电或不发电；控制器的整流效率低，充电效率达到70%左右；控制器的可靠性 差；蓄电池时常处于亏电状态，亮灯得不到保障，由于蓄电池长期亏电导致蓄电池的极板硫 化，电阻增大而失效；对于二级以下的道路或缺电的山区乡村道路，一套系统带一盏灯的配 置，由于成本太高，经济受到限制，无法实现亮化的计划。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述诸多缺点，提供一种离网型高效风光 互补道路照明装置及方法。
[0006] 本发明采用的技术方案为：这种离网型高效风光互补道路照明装置，主要包括风 力发电机组、光伏电池板、光伏电池支架、LED灯具支架、LED灯具I、主灯杆、智能控制器、 蓄电池组、灯杆II、LED灯具II、LED灯具III、灯杆III ;风力发电机组通过连接件安装在主灯 杆的顶部；光伏电池板安装在光伏电池支架上，其组合件通过连接件安装在距离风力发电 机组1. 5?2m的主灯杆上；LED灯具I安装在LED灯具支架上，其组合件通过连接件安装 在主灯杆上光伏电池板组合件下方的位置；蓄电池组安放在预先做好的蓄电池井里，蓄电 池组的导线引至主灯杆下端接口，与光伏电池板接通，盖板封闭蓄电池井；主灯杆通过连接 件及斜铁固定在主地龙及地基上；灯杆II和灯杆III位于主灯杆的两侧，LED灯具II安装在 灯杆II上，灯杆II通过连接件安装在地龙及地基II上，LED灯具III安装在灯杆III上，灯杆III 通过连接件安装在地龙及地基III上；智能控制器分别通过导线与LED灯具I、LED灯具II、 LED灯具III、蓄电池组、光伏电池板、风力发电机组接通构成完整的一拖三系统。
[0007] 这种离网型高效风光互补道路照明方法，主要包括以下步骤：
[0008] -、在自然风的作用下推动风叶使风力机转动，带动发电机转动，风力发电机组将 风能转换机械能，再将机械能转换电能；光伏电池板在太阳光的作用下将太阳能直接转换 为直流电能；
[0009] 二、智能控制器将风力发电机组发出的交流电整流转换为直流电，白天给蓄电池 组充电，夜间直接供给LED灯具；光伏电池板产生的直流电能，通过智能控制器充给蓄电池 组；
[0010] 三、三盏LED灯具在夜间通过智能控制器从蓄电池组获得电能或者直接从风力发 电机组通过智能控制器获得电能，实现道路照明。
[0011] 如上所述的风力发电机组为300W功率，在低风速3?4m/s发电40?60W。
[0012] 本发明与一拖一的风光互补系统相比，具有以下优点：
[0013] 1、发电效率高，充电效率高、安全性高；
[0014] 2、结构简单，施工方便，成本大幅度降低；
[0015] 3、三盏LED灯具用一套发电系统提高了可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是一拖一风光互补LED道路照明装置安装结构示意图；
[0017] 图2是一拖三风光互补LED道路照明装置安装结构示意图；
[0018] 附图标记说明：风力发电机组（1)、螺栓I (2)、平垫圈I (3)、螺母I (4)、光伏电 池板（5)、光伏电池支架（6)、螺栓II (7)、平垫圈II (8)、螺母II (9)、螺栓III (10)、平垫圈 III (11)、螺母III (12)、LED灯具支架（13)、LED灯具I (14)、主灯杆（15)、导线I (16)、智能 控制器（17)、主地龙及地基（18)、螺母IV (19)、斜铁（20)、蓄电池组（21)、蓄电池井（22)、 盖板（23)、导线 II (24)、导线III (25)、灯杆 II (26)、LED 灯具 II (27)、LED 灯具III (28)、灯杆 III (29)、导线IV (30)、地龙及地基III (31)、螺母V (32)、平垫圈V (33)、螺母VI (34)、平垫 圈VI (35)、地龙及地基II (36)。
【具体实施方式】
[0019] 下面将结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：
[0020] 如图2所示，这种离网型高效风光互补道路照明装置主要包括风力发电机组1、光 伏电池板5、光伏电池支架6、LED灯具I 14、LED灯具II 27、LED灯具III 28、LED灯具支架 13、主灯杆15、灯杆II 26、灯杆III 29、智能控制器17、蓄电池组21。
[0021] 离网型高效风光互补道路照明装置的具体安装过程是：通过螺栓I 2、平垫圈 I 3、螺母I 4将风力发电机组1安装在主灯杆15的顶部；再将光伏电池板5安装在光伏电 池支架6上，将其组合件通过螺栓II 7、平垫圈II 8、螺母II 9安装在距离风力发电机组1处 1. 5?2m的主灯杆15上；然后将LED灯具I 14安装在LED灯具支架13上，将其组合件通 过螺栓III10、平垫圈III 11及螺母III12安装在主灯杆15上光伏电池板组合件下方的位置； 蓄电池组21安放在预先做好的蓄电池井22里，将蓄电池组21的导线II 24引至主灯杆15 下端接口，与光伏电池板5接通，用盖板23封闭蓄电池井22 ;再将主灯杆15及其组合件通 过螺母IV 19及斜铁20固定在主地龙及地基18上；将LED灯具II 27安装灯杆II 26上，再 将灯杆II 26通过螺母VI 34、平垫圈VI 35安装在地龙及地基II 36上，将LED灯具III 28安装 灯杆III 29上，再将灯杆III 29通过螺母V 32、平垫圈V 33安装在地龙及地基III 31上；最后 依次将智能控制器17分别通过导线I 16与LED灯具I 14接通、通过导线III 25与LED灯 具II 27接通，通过导线IV 30与LED灯具III 28接通，与蓄电池组21、光伏电池板5、风力发 电机组1通过导线接通构成了完整的一拖三系统。
[0022] 离网型高效风光互补道路照明装置的工作原理是：在自然风的作用下推动风叶使 风力机转动，带动发电机转动，风力发电机组1将风能转换机械能，再将机械能转换电能； 智能控制器17将风力发电机组1发出的交流电整流转换为直流电，白天给蓄电池组21充 电，夜间直接供给LED灯具；光伏电池板5在太阳光的作用下将太阳能直接转换为直流电 能，通过智能控制器17将电能充给蓄电池组21 ;三盏LED灯具在夜间通过智能控制器17从 蓄电池组21获得电能或者直接从风力发电机组1通过智能控制器17获得电能，点亮LED 灯具实现道路照明。
[0023] 上述风力发电机组1为300W功率，在低风速3?4m/s发电40?60W。
[0024] 本发明不局限于上述实施方式，不论其实施方式作任何变化，凡是采用本发明所 提供的实施结构设计，都是本发明的一种变形，均应认为在发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种离网型高效风光互补道路照明装置，其特征在于：主要包括风力发电机组（1)、 光伏电池板（5)、光伏电池支架（6)、LED灯具支架（13)、LED灯具I (14)、主灯杆（15)、智能 控制器（17)、蓄电池组（21)、灯杆 II (26)、LED 灯具 II (27)、LED 灯具III (28)、灯杆III (29); 风力发电机组（1)通过连接件安装在主灯杆（15)的顶部；光伏电池板（5)安装在光伏电池 支架（6)上，其组合件通过连接件安装在距离风力发电机组⑴1. 5?2m的主灯杆（15)上； LED灯具I (14)安装在LED灯具支架（13)上，其组合件通过连接件安装在主灯杆（15)上 光伏电池板组合件下方的位置；蓄电池组（21)安放在预先做好的蓄电池井（22)里，蓄电池 组（21)的导线引至主灯杆（15)下端接口，与光伏电池板（5)接通，盖板（23)封闭蓄电池 井（22);主灯杆（15)通过连接件及斜铁（20)固定在主地龙及地基（18)上；灯杆II (26)和 灯杆III (29)位于主灯杆（15)的两侧，LED灯具II (27)安装在灯杆II (26)上，灯杆II (26) 通过连接件安装在地龙及地基II (36)上，LED灯具III (28)安装在灯杆III (29)上，灯杆 III (29)通过连接件安装在地龙及地基III (31)上；智能控制器（17)分别通过导线与LED灯 具I (14)、LED灯具II (27)、LED灯具III (28)、蓄电池组（21)、光伏电池板（5)、风力发电机 组（1)接通构成完整的一拖三系统。
2. -种如权利要求1所述的离网型高效风光互补道路照明装置的工作方法，其特征在 于：主要包括以下步骤： 一、 在自然风的作用下推动风叶使风力机转动，带动发电机转动，风力发电机组（1)将 风能转换机械能，再将机械能转换电能；光伏电池板（5)在太阳光的作用下将太阳能直接 转换为直流电能； 二、 智能控制器（17)将风力发电机组（1)发出的交流电整流转换为直流电，白天给蓄 电池组（21)充电，夜间直接供给LED灯具；光伏电池板（5)产生的直流电能，通过智能控制 器（17)充给蓄电池组（21); 三、 三盏LED灯具在夜间通过智能控制器（17)从蓄电池组（21)获得电能或者直接从 风力发电机组（1)通过智能控制器（17)获得电能，实现道路照明。
3. 根据权利要求2所述的离网型高效风光互补道路照明装置的工作方法，其特征在 于：所述的风力发电机组⑴为300W功率，在低风速3?4m/s发电40?60W。
【文档编号】F21S9/03GK104089240SQ201410309960
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】黄清龙, 王泽民, 陈立新, 李峰, 李航斌 申请人:杭州瑞利科技有限公司