楼宇智能照明与对讲环保供电系统的制作方法

本实用新型属于新能源技术领域，尤其涉及一种楼宇智能照明与对讲环保供电系统。

背景技术：

目前，楼宇公共照明系统通常还是采用传统的交流220V市电供电、普通的白炽灯或者节能灯为照明体，电能取自业主的供电表或者单元公共供电表，照明控制方式采用人工手动控制或者声光控开关控制，该照明方式存在以下弊端：若电能取自各业主的供电表，业主会从节电的角度考虑缩短照明时间或者直接不打开照明，公共照明起不到应有的作用；若电能取自单元公共供电表，所耗电费由各业主分摊，则会出现人为的分配不均，引起纠纷；人工手动控制方式易造成常明灯现象，浪费电能；而且普通的白炽灯或者节能灯耗电量大，寿命短，含有重金属和有害气体，对环境造成污染，影响人体健康；采用试点供电，抗风险能力极低，一旦出现自然灾害或者火灾，整个供电系统就会瘫痪，不仅影响正常使用还会存在安全隐患。

在能源危机日益严重的今天，大力发展新能源产业成为各国政策的共同选择，我国也出台了新能源产业的振兴规划，太阳能属于清洁能源，绿色环保，取之不尽，用之不竭，是重点发展的新能源之一；另外近几年来，由于半导体照明具有能耗低、寿命长、绿色环保等优点，以LED作为半导体照明光源技术的研究和应用也得到了空前的发展，所以将太阳能与半导体照明有机地结合起来并应用到楼宇公共照明中，既符合国家的产业政策，又具有广阔的发展前景。

技术实现要素：

本实用新型提供一种楼宇智能照明与对讲环保供电系统，以解决上述背景技术中提出的采用市电供电不节能、抗风险低的问题。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种楼宇智能照明与对讲环保供电系统，包括太阳能电池板、太阳能充放电逆控一体机、蓄电池组、感应装置、楼宇对讲装置、楼宇照明灯；

所述太阳能电池板与太阳能充放电逆控一体机连接，所述太阳能充放电逆控一体机分别与蓄电池组、感应装置、楼宇对讲装置连接，所述感应装置与楼宇照明灯连接；

所述太阳能电池板安装在楼顶；

所述太阳能充放电逆控一体机、蓄电池组安装在楼顶下方的阁楼里；

所述楼宇照明灯的数量与楼层数量相同，且安装在每层楼道的顶部；

所述感应装置的数量与楼层数量相同，且安装在每层楼道的侧壁；

所述楼宇对讲装置安装在楼门口的单元门上。

还包括电池板支架，所述电池板支架安装在太阳能电池板的下方，所述电池板支架的高度为0.5m-1m。

所述太阳能电池板的倾斜角度为20°-50°。

所述楼宇照明灯为LED灯。

所述太阳能电池板包括电池片、组件边框、钢化玻璃、封装材料、接线盒。

所述蓄电池组为铅酸免维护电池或普通铅酸蓄电池或碱性镍镉蓄电池。

本系统适用于12V电压或220V电压。

还包括防雷系统，所述防雷系统包括第一级防雷器、第二级防雷器A、第二级防雷器B、第二级防雷器C；

所述第一级防雷器一端与太阳能电池板连接 ，一端与太阳能充放电逆控一体机连接，另一端接地；所述第二级防雷器A一端与太阳能充放电逆控一体机连接，一端与感应装置连接，另一端接地；所述第二级防雷器B一端与太阳能充放电逆控一体机连接，一端与楼宇对讲装置连接，另一端接地；所述第二级防雷器C一端与太阳能充放电逆控一体机连接，一端与蓄电池组连接，另一端接地。

本实用新型的有益效果为：

1 本实用新型提供一种楼宇智能照明与对讲环保供电系统，该照明装置以太阳能为清洁能源，不需各业主分摊电费，可以避免传统公共照明因用电及设备维护成本所引起的纠纷。

2 采用高效、优质、使用寿命长并且光线质量好的LED照明装置为楼宇提供优质照明，不仅利于环保，还可以节约能源。

3 本技术方案的楼宇照明系统，利用太阳能板将太阳能转换为电能，为公共空间提供照明，不使用市电，从而节省市电电能和费用，按每天1度电计算，每节约1度电，相当于节约了0.4千克标准煤，减少污染排放0.272千克碳粉尘，一年365天，365度电可节省146千克标准煤，减少污染排放100千克碳粉尘，节能环保效果显著，结构合理使用方便，安全可靠。

4 本技术方案的楼宇照明系统，输出端可以适用于不同的环境，既可以适用于老式建筑的220V电压，又可以适用于新建的12V电压，适用性强。

5 本技术方案的楼宇照明系统，可以根据实际需要，在不同的环境下加装防雷装置，从而实现对照明系统多方面防护，安全性能大大增加。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构框图；

图2为本实用新型实施例二的结构框图；

图3为本实用新型结构示意图；

图4为本实用新型实施例系统配置图。

图中：1-太阳能电池板，2-电池板支架，3-太阳能充放电逆控一体机，4-蓄电池组，5-楼宇对讲装置，6-楼宇照明灯，7-单元门，8-楼宇对讲装置。

具体实施方式

实施例一

一种楼宇智能照明与对讲环保供电系统，包括太阳能电池板1、太阳能充放电逆控一体机3、蓄电池组4、感应装置5、楼宇对讲装置8、楼宇照明灯6。

太阳能电池板1与太阳能充放电逆控一体机3连接，太阳能充放电逆控一体机3分别与蓄电池组4、感应装置5、楼宇对讲装置8连接，感应装置5与楼宇照明灯6连接。

太阳能电池板1安装在楼顶，太阳能电池板1的倾斜角度为20°-50°；太阳能电池板1包括电池片、组件边框、钢化玻璃、封装材料、接线盒。还包括电池板支架2，电池板支架2安装在太阳能电池板1的下方，电池板支架2的高度为0.5m-1m。

太阳能充放电逆控一体机3、蓄电池组4安装在楼顶下方的阁楼里；蓄电池组4为铅酸免维护电池或普通铅酸蓄电池或碱性镍镉蓄电池。

楼宇照明灯5的数量与楼层数量相同，且安装在每层楼道的顶部；楼宇照明灯5为LED灯。

感应装置6的数量与楼层数量相同，且安装在每层楼道的侧壁。

楼宇对讲装置8安装在楼门口的单元门7上。

本系统既适用于12V电压又适用于220V电压。

实施例二

一种楼宇智能照明与对讲环保供电系统，包括太阳能电池板1、太阳能充放电逆控一体机3、蓄电池组4、感应装置5、楼宇对讲装置8、楼宇照明灯6。

太阳能电池板1与太阳能充放电逆控一体机3连接，太阳能充放电逆控一体机3分别与蓄电池组4、感应装置5、楼宇对讲装置8连接，感应装置5与楼宇照明灯6连接。

太阳能电池板1安装在楼顶，太阳能电池板1的倾斜角度为20°-50°；太阳能电池板1包括电池片、组件边框、钢化玻璃、封装材料、接线盒。还包括电池板支架2，电池板支架2安装在太阳能电池板1的下方，电池板支架2的高度为0.5m-1m。

太阳能充放电逆控一体机3、蓄电池组4安装在楼顶下方的阁楼里；蓄电池组4为铅酸免维护电池或普通铅酸蓄电池或碱性镍镉蓄电池。

楼宇照明灯5的数量与楼层数量相同，且安装在每层楼道的顶部；楼宇照明灯5为LED灯。

感应装置6的数量与楼层数量相同，且安装在每层楼道的侧壁。

楼宇对讲装置8安装在楼门口的单元门7上。

本系统既适用于12V电压又适用于220V电压。

还包括防雷系统，防雷系统包括第一级防雷器、第二级防雷器A、第二级防雷器B、第二级防雷器C；第一级防雷器一端与太阳能电池板连接 ，一端与太阳能充放电逆控一体机连接，另一端接地；第二级防雷器A一端与太阳能充放电逆控一体机连接，一端与感应装置连接，另一端接地；第二级防雷器B一端与太阳能充放电逆控一体机连接，一端与楼宇对讲装置连接，另一端接地；第二级防雷器C一端与太阳能充放电逆控一体机连接，一端与蓄电池组连接，另一端接地。

具体实施方式：太阳能电池板

太阳能电池板的作用是将太阳辐射能量直接转换成直流电，供负载使用或贮存于蓄电池内备用，它是太阳能发电系统中最重要的部件之一，其转换率和使用寿命是决定太阳能电池是否具有使用价值的重要因素。太阳能光电池板可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积的大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输出功率也越大。

充放电逆控一体机

在太阳能发电系统中，充放电逆控一体机在整个系统中起着重要的作用，扮演着系统管理和组织核心的角色。太阳能充放电控制器能够为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长电池的使用寿命；保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。同时向使用交流电的设备提供电能，应将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此也具备了DC—AC逆变功能。有时还要根据设备工作电压的需要，采用变压器进行升降压。

蓄电池组

蓄电池组是独立太阳能供电系统不可缺少的重要部件。蓄电池组将太阳能电池方阵发出的直流电贮能起来，供负载使用。在太阳能发电系统中，蓄电池处于浮充电状态。白天太阳能电池方阵给负载供电，同时电池方阵还给蓄电池充电，晚上或阴雨天负载用电全部由蓄电池供给。

感应装置

感应装置是独立的电力控制装置，通过感应开关可以直接或间接的开关电路。使用安全，节能环保，极大的改变我们的生活。

在一些实施方式中，太阳能电池板设置于楼宇屋面向阳侧，太阳能电池板与智能控制器电连接。由此可以提高太阳能利用率。在一些实施方式中，蓄电池设置于楼宇内，所述蓄电池用于存储太阳能电池板转换的电能。蓄电池设置于楼宇内有利于保护电池不受雨水等因素的影响，从而增加使用寿命，在一些实施方式中，蓄电池为太阳能胶体蓄电池，由于太阳能胶体蓄电池技术成熟价格实惠，安全性高、使用寿命长有利减少成本增加寿命，在一些实施方式中，自动感应灯具还包括LED光源、红外感应开关和灯罩，LED光源、红外感应开关和灯罩为一体结构。由于可以实现自动控制开启并为一体结构，因此可以实现减少耗能并方便安装的效果。在一些实施方式中，智能控制器设置于楼宇内并分别于所述太阳能电池板、蓄电池、自动感应灯具电连接。智能控制器可控制充放电。在一些实施方式中，智能控制器还设有状态显示单元。因此方便用户查看装置状态。

设计依据

楼宇对讲与照明工作电压：220V

连续阴雨天：3天

系统计算配置：按照技术要求配置。

负载：全部负载功率应不大于150瓦。

楼宇对讲门与照明功率及日耗电量的确定

确定太阳能发电功率及配置的前提是确定前端需要供电设备（负载）的功率及耗电量。通过实验检测手段我们可以确定负载的总功率W，W主要包括：楼宇对讲门及楼宇对讲照明的功率。实验检测得到的总功率W为105w。由此可以确定负载的日耗电量P：

P=W*12h

P=105w*12h

P=1260wh

若太阳能电池板和蓄电池的输出电压为220V，则负载设备日耗电容量Q=P/V

Q=1260wh/220V≈5.7AH

蓄电池组容量设计

蓄电池的容量对保证连续供电是极其重要的。太阳能方阵每日所发电量除供设备消耗外，还要多出一部分电量存储到蓄电池内以备夜间及阴雨天使用。

蓄电池的容量Q＇计算公式为：

Q＇=γ*Q*N＇*τ/C（AH）

式中γ为安全系数，取1.1～1.4之间；N＇为最长连续阴雨天数；τ为温度修正系数，一般在0℃以上取1，-10℃以上取1.1，-10℃以下取1.2；C为蓄电池放电深度，铅酸电池为0.75。

故可以计算出蓄电池容量为：Q＇=1.3*5.7*3*1.1/0.75=24.5AH。本设计拟采用容量为100AH的蓄电池。

充放电控制器的设计

充放电控制器的选择要遵循以下原则：

首先，充放电控制器工作电压不低于系统工作电压。其次最大充电电流不小于太阳能电池充电电流，最大放电电流不小于向负载供电电流。

另外，本设计采用质量可靠、接线方便、电压显示直观，具有过充、过放、接反、短路等保护功能，充电速度快、平稳、损耗小的充放电控制器。

逆变器的设计

逆变器的设计满足具有安全的输入输出隔离设计，转换效率高，各种指示状态清晰，具有各种保护功能。

光伏支架强度及屋顶荷载安全

（一）参考规范

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018-2002

《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280-2015

（二）设计条件

太阳能板规格：1476mm*671mm*30mm

支架高度：0.7m

混凝土屋顶太阳能板安装数量：1块/门

最大风速：27.5m/s平坦开阔地域，地面粗糙度为B类

太阳能板重量：11.3kg

安装条件：屋顶

设计产品年限：20年

（三）荷载取值

固定荷载 太阳能板质量： G1=11.3kg=0.12kN;

风压荷载

根据《建筑结构荷载规范》中对风载荷的规定如下（按围护结构设计）：

Wk =βgz *μsl*μz* W0

Wk:风荷载标准值（KN/m2）；

βgz： 高度Z 处的阵风系数；

μsl： 风荷载局部体型系数；

μz：风压高度变化系数（1.23）；

W0：基本风压（KN/m2）

按《建筑结构荷载规范》表8.6.1，βgz=1.63

根据《建筑结构荷载规范》8.3.3条，局部体型系数μsl为-2.0，

所以，Wk=1.63*-2.0*1.23*0.50=2.00KN/m2

雪压荷载

根据《建筑结构荷载规范》中规定：

Sk=μr*S0；

Sk：雪荷载标准值（KN/m2）；

ur：屋面积雪分布系数；

S0：基本雪压（KN/m2）

根据《建筑结构荷载规范》表6.2.1，ur=1.0

S0为0.40 KN/m2

所以Sk=1.0*0.40=0.40 KN/m2

地震荷载

根据《建筑抗震设计规范》3.7.3条，“附着于楼、屋面的非结构构件，应与主体结构有可靠的连接或锚固”，属于抗震措施设计，不再单独计算地震力。

屋面承重设计

混凝土屋面太阳能板采用单跨轨道支架布置，电池板以25°倾角布置；轨道梁及柱采用表面热镀锌钢型材。

屋面承重计算

基础采用4个L0.35m*W0.35m*H0.25m混凝土支墩,单墩重量0.77kN。

屋顶支墩局部荷载：（3.08+3.57）/（1.35*0.95）=5.19kN/m2

屋面板按照6m跨单向板核算，支墩及设备最不利布置情况下弯矩为9.65kN

根据《建筑结构荷载规范》GB50009中附录C等效活荷载计算公式：

Qe=8*M/bl²=8*9.65/2.68/36=0.80kN/m2

（荷载分布等效宽度b按照最不利情况取值折减后计算，即b=2.68m）

由于本项目建筑原设计为上人屋面，活载荷设计值为2kN/㎡，光伏板及基础总重的等效活荷载为0.80KN/㎡，小于原设计活载荷，满足要求。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围，凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。