一种集中储能的太阳能路灯供电装置的制作方法

本实用新型属于电力设施领域，特别是一种太阳能路灯供电装置。

背景技术：

随着城市的发展，对能源的需求日益的增长，面对人类可持续发展，可再生的新能源成为研究的重要课题。在可再生能源中，太阳能成为了清洁能源中最受青睐的能源之一，既不需要燃料，也没有烟尘和灰渣，不污染环境。特别是太阳能电池组件，使用寿命可达20年以上，性能稳定，同时维护费用较低。

太阳能是取之不尽用之不竭的，充分的利用太阳能是世界每个国家的重要能源战略。特别是在相对发达的城市如何利用太阳能来缓解对能源的需求，于是LED照明路灯受到了各个城市的青睐。在节能的基础上，采用太阳能给路灯提供电源，这样大大的减少了路灯对市电电网的需求，从而节约了大量的能源。

针对以上所采用的太阳能路灯，大多采用蓄电池分散管理，维护起来非常不方便，而且增加了蓄电池的维护成本，每个路灯上都必须安装控制装置，同样增加了成本。设计一种集中储能的太阳能路灯供电装置，对临近的路灯太阳能蓄电池进行集中管理，减少了蓄电池维护成本和控制装置的成本。于此同时采用带储存芯片的单片机定时器在断电后上电使得路灯照样能正常工作。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种集中储能的太阳能路灯供电装置，能够实现蓄电池的集中管理，每个相同环境路段中的路灯共用一套储能装置，解决了现有太阳能路灯单个控制所以成本高难以逐个管理，和所有路灯统一控制灵活性不够、实用性不强的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种集中储能的太阳能路灯供电装置，它包括路灯组，路灯组包括单体路灯，在单体路灯顶部设有太阳能装置，在单体路灯的灯柱上设有路灯控制开关箱，路灯控制开关箱与电源模块连接，电源模块包括定时器、与定时器输入端连接的转换开关装置、与转换开关装置的输入端连接的防过充过放器、以及与防过充过放器连接的集中储能模块，开关箱的输出端与路灯连接。

上述路灯控制开关箱内设有电源接线柱和光感开关，电源接线柱的输出端和输入端分别与光感开关、太阳能装置连接，光感开关的输出端与路灯连接。

上述路灯定时器中包括单片机与储存芯片组成。

上述定时器中单片机型号为DS1302单片机、储存芯片采用ATMEL公司的2KB字节的电可擦除存储芯片AT24C02。

上述转换开关装置具体型号为交直流双电源自动转换开关BQEZ。

上述防过充过放器为太阳能充电控制器EPOW-PS22。

上述集中储能模块包括磷酸铁锂A级品电池。

采用上述结构，本实用新型获得了一下技术效果：

1）本实用新型与现有的路灯相比采用集中储能，能够集中管理蓄电池，维护方面比较简单，每个路灯上采用简单的开关装置，较传统的路灯节约了成本。在蓄电池故障或者电能不足时还可以切换到市电进行供电，保障了路灯的照明。随着人们出行的规律采用定时器定时供电，节约了电能，基本不影响人们的出行。

2）本实用新型，一种集中储能的太阳能路灯供电装置，结构简单，在现有的路灯的基础上无需大的工程改造。对现有没有采用太阳能供电的路灯只需在每个回路上加上储能装置和相应的控制装置，安装上太阳能电池板，无需对电缆进行大的改造。对现在已采用太阳能供电的路灯，只需将蓄电池进行集中化，安装上控制装置即可。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中电源模块的电路结构框图；

图3为本实用新型中定时器单片机与储存芯片示意图。

图4为本实用新型中定时器储存芯片与单片机连接图。

具体实施方式

如图1和图2所示集中储能的太阳能路灯供电装置，它包括路灯组，路灯组包括单体路灯1，在单体路灯1顶部设有太阳能装置10，在单体路灯1的灯柱上设有路灯控制开关箱2，路灯控制开关箱2与电源模块连接，电源模块包括定时器6、与定时器6输入端连接的转换开关装置7、与转换开关装置7的输入端连接的防过充过放器8、以及与防过充过放器8连接的集中储能模块9，开关箱2的输出端与路灯5连接。

所述路灯控制开关箱2内设有电源接线柱3和光感开关4，电源接线柱3的输出端和输入端分别与光感开关4、太阳能装置10连接，光感开关4的输出端与路灯5连接。

所述蓄电池组是太阳能电池方阵的储能装置，其作用是将方阵在有日照时发出的多余电能储存起来，在晚间或阴雨天时供负载使用。蓄电池组由若干蓄电池串并联而成。一般容量要能在天气晴朗有太阳辐射的一天中，满足一个晚上的供电时间的供电量。白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上负载用电则全部由蓄电池提供。因此要求蓄电池的自放电要小，耐过充放，而且充放电效率要高，当然还要考虑价格低廉，使用方便等因素。目前常用的是铅酸蓄电池，重要的场合也有用镉镍蓄电池，但价格较高，这里采用磷酸铁锂A级品电池。

所述的防过充过放器在蓄电池处于过充状态时断开充电电路，处于过放状态时断开放电电路，过充、过放控制都是为了保护蓄电池，延长蓄电池的使用寿命。我们采用美宝龙的太阳能充电控制器EPOW-PS22，具有先进的太阳能电池板夜间反充电保护功能，12v/24v工作电压自动适应，可选铁锂电池及 36v/48v/60v/96v等多电压及特种电池，工作电流覆盖1A，2A，5A/6A，10A/12A，15A，20A/22A，30A，45A，60A，80A，100A。采用三级过载、短路保护及过充电、过放电、反接保护功能，且均为无损保护，故障排除后系统自动恢复工作，具有详细的模式显示、故障警告、充电指示、蓄电池状态、负载状态指示功能，所有功能一键操作，使用方便直观，采用NVM非易失存储器记录各控制工作点及用户功能设置，断电永久保存，消除了模拟设置震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素，采用串联式PWM充电控制，有效地保证并延长蓄电池的使用寿命。

所述的定时器采用硬件定时，采用时钟芯片DS1302，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。是一款高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，工作电压为2.5V～5.5V。图3为与单片机的连接图，其中Vcc1为主电源，VCC2为后备电源。在一般情况下，由主电源供电，同时主电源向备用电源充电，在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1＋0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。AT24C02作用是掉电存储器，如图4储存芯片与单片机连接图，存储器AT2402的1，2，3脚为空脚，4脚为接地端，5脚为数据端，6脚为时钟端，7脚为写保护端口，8脚为电源端口。为了防止电源突然断开的时候，用户的信息不会丢失，存储当前设定的信息。是ATMEL公司的2KB字节的电可擦除存储芯片，采用串口的方式传送数据，用两根线SCL（移位脉冲）和SDA（数据/地址）与单片机传送数据。电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10uA(5.5V)，芯片内的资料可以在断电的情况下保存相当长的时间，而且采用8脚的DIP封装，R18、R19为上拉电阻，其作用是减少AT24C02的静态功耗。为节省电能晚上24点熄灭，早上5点路灯点亮，光线强时由于路灯上的光感开关自动断开，路灯熄灭（开关灯时间点可调）。

所述的切换电路是一种双电源自动开关，这种双电源切换开关的型号多种多样，如德州仪器、施耐德等公司都有生产， 我们采用施耐德BQEZ型交直流自动转换开关，次开关是由两台两极或四极的微型断路器及机械联锁传动机构、控制器等组成。正常使用时，控制器开关应置“自动”位。在“自动”工作方式下，控制器对常用电源和备用电源同时进行监测并显示自动转换开关运行状态。当常用电源出现停电时，开关自动将负载从常用电源转换至备用电源，如果常用电源恢复正常，开关自动将负载从备用电源返回至常用电源。开关面板上设有机械指示及发光二极管指示开关合闸状况。本专利常用电源是蓄电池，备用电源是市电。

所述的太阳能电池板、路灯灯泡由于成本较大，数量也较多所以在路灯改造中不易更换。

图2中光感开关是连接路灯的开关装置，定时器只设置了晚上关断，早上打开，为了和定时器配合，选择采用光控开关，在不同的季节不会因为定时器过早的开通或者关闭而影响路灯的照明。光感开关选择在每个路灯上安装，而不是统一安装在集中蓄电池处，是因为选择的集中储能的地方和道路的光照可能不是一致的，不能体现每个路灯处的光照条件，其次光敏开关造价便宜。由于每个路灯的功率都不大，所以可以选择如西门子、松下、施耐德等品牌下的简单的光感开关，光强时开关关闭，光弱时开关打开。

采用上述结构，与现有的路灯相比采用集中储能，能够集中管理蓄电池，维护方面比较简单，每个路灯上采用简单的开关装置，较传统的路灯节约了成本。在蓄电池故障或者电能不足时还可以切换到市电进行供电，保障了路灯的照明。随着人们出行的规律采用带储存功能的定时器，节约电能的同时解决了断电后重新上电路灯不能正常工作的问题，方便了人们的出行。