一种智慧城市照明用路灯夜间能源回收系统的制作方法

1.本发明涉及城市照明技术领域，具体为一种智慧城市照明用路灯夜间能源回收系统。


背景技术：

2.城市照明普及覆盖的过程中，伴随而来的是电力资源的高消耗，申请号202111581506.2的发明公开了一种市政智慧城市明亮工程用新能源照明，配套使用太阳能供电照明，还通过氢气与下水道硫化氢、甲烷和乙烷的混合燃烧进行照明，产生的热量可供路人在热筒处取暖，燃烧产生的二氧化硫和二氧化碳被碱性吸收棉吸收，减小了对环境的危害，同时吸收头排气热量可以防止太阳能板上结冰。
3.但是基础的太阳能供电存在着较大的弊端，且电池电能在转化利用的过程中也会存在一定的损耗，无法实现高效稳定的运行；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种智慧城市照明用路灯夜间能源回收系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种智慧城市照明用路灯夜间能源回收系统，a组路灯为回收光源，b组路灯为接收能源，b组路灯内多设有电池，当a组路灯处的光源回收结构吸收能源转化后的电能就会传输到b组路灯处的储能电池中，也可以直接供给b组路灯使用，系统根据光伏板和热电偶的回收功率大小进行组网，组网模式为a-b、aa-b或者aaa-b，如按aa-b比例也就是说120盏灯咱们可以分为40组,也就是说40组光源回收里其中有40盏灯是由40组a供给的，在传统的用电模式下可以省电30％，可以解决现有技术中的问题；。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧城市照明用路灯夜间能源回收系统，所述夜间能源回收系统由换能开关控制单元、换能功率监测单元、区域环境数据单元和照明能耗计算单元组成；
6.其中，换能功率监测单元与热电偶换能模块和光伏板换能模块交互连接，之后由换能功率监测单元将数据进一步传输给照明能耗计算单元；
7.其中，区域环境数据单元与区域内的电网系统以及预设的传感器交互相连，且区域环境数据单元与照明能耗计算单元交互连接；
8.其中，照明能耗计算单元在收到监测数据和环境数据后，基于现有的计算机算法对数据进行测算，已知的测算数值有电池当前的转化功率，当前时段的电网配电功率以及当前区域室外环境的照明亮度，利用上述的已知数值进行路灯最佳亮度数值以及相应亮度下的用电功耗；
9.其中，换能开关控制单元的输出端与a组循环照明单元和b组节能照明单元的输入端相连，所述a组循环照明单元的输出端与热电偶换能模块和光伏板换能模块的输入端连接。
10.优选的，所述换能开关控制单元包括灯体光源调节模块、电池供电开关和直供电
流开关，且电池供电开关与直供电流开关之间设置为并联电路；
11.灯体光源调节模块可以接收执行夜间能源回收系统对区域环境数据单元所传递的信息数据分析后得出的执行命令；
12.电池供电开关只执行b组节能照明单元内部的电池开关命令，而直供电流开关则可以同时执行控制a组循环照明单元和b组节能照明单元内部的路灯光源开关。
13.优选的，所述照明能耗计算单元包括电网峰值模块和环境光源亮度模块；
14.电网峰值模块可以在与电网系统交互的前提下，收集当前电网的运行情况，以时段进行划分，将收集的数据链进行整合，上传至夜间能源回收系统内的数据库；
15.环境光源亮度模块的运行前提需要将一定数量的亮度传感器按照覆盖范围安装至该区域内的路灯顶部，传感器的工作电源可以直接接入到路灯的主供电线路上。
16.优选的，所述环境光源亮度模块的工作时段在18:00-6:00，其余时段处于休眠状态，可由手动转为开启状态。
17.优选的，所述照明能耗计算单元由光源预设模块、能源回收率模块和恒定循环模块组成，其中光源预设模块和能源回收率模块为并行交互；
18.光源预设模块能够根据区域环境数据单元所采集的数据信息对a组循环照明单元和b组节能照明单元照明亮度进行计算，光源预设完成后，能源回收率模块会对a组循环照明单元的电池功率进行计算，执行计算后的结果会一同交由恒定循环模块；
19.恒定循环模块是用b组节能照明单元的预设光源所需的照明功率除以当前a组循环照明单元处的电池功率均值，得到a组循环照明单元与b组节能照明单元的组网数据；
20.其中，恒定循环模块包括a组照明功耗模块和b组照明功耗模块。
21.优选的，所述a组循环照明单元由循环路灯组成，且b组节能照明单元由节能路灯组成，所述循环路灯和节能路灯的基本组成结构相同。
22.优选的，所述节能路灯的底部设置有储能电池，且储能电池与节能路灯电性连接，所述循环路灯的顶部设置有循环灯罩。
23.优选的，所述循环灯罩的内部设置有照明灯体，且照明灯体与循环灯罩通过螺钉连接，所述循环灯罩内侧的四周均设置有光伏板件，且光伏板件与循环灯罩通过螺钉连接。
24.优选的，所述光伏板件与储能电池电性连接，所述照明灯体的底部设置有转换开关，且转换开关与照明灯体电性连接。
25.优选的，所述照明灯体的内部设置有铝制灯轴，且铝制灯轴与照明灯体通过卡槽连接，所述照明灯体的顶部设置有热电偶垫板，且热电偶垫板与铝制灯轴和循环灯罩贴合连接，所述热电偶垫板与储能电池电性连接。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.1、本发明，a组路灯为回收光源，b组路灯为接收能源，b组路灯内多设有电池，当a组路灯处的光源回收结构吸收能源转化后的电能就会传输到b组路灯处的储能电池中，也可以直接供给b组路灯使用，系统根据光伏板和热电偶的回收功率大小进行组网，组网模式为a-b、aa-b或者aaa-b，如按aa-b比例也就是说120盏灯咱们可以分为40组,也就是说40组光源回收里其中有40盏灯是由40组a供给的，在传统的用电模式下可以省电30％；
28.2、本发明，环境光源亮度模块的运行前提需要将一定数量的亮度传感器按照覆盖范围安装至该区域内的路灯顶部，传感器的工作电源可以直接接入到路灯的主供电线路
上，环境光源亮度模块的工作时段在:-:，其余时段处于休眠状态，可由手动转为开启状态，在工作时段内，传感器会采集区域环境内的照明亮度，如果光源亮度超出预设数值时，系统可以选择性降低路灯的照明亮度，这样可以起到降低功耗的作用；
29.3、本发明，储能电池位于节能路灯结构的底部，储能电池的输入端线路与循环路灯内部的光伏板件和热电偶垫板相连，这样光伏板件收集转化的电能可以及时的储存到储能电池中或者直接提供给节能路灯处的灯源；
30.4、本发明，循环灯罩整体为内空心的梯形结构，其内部的四周表面均安装有多个光伏板件，光伏板件贴合在循环灯罩的内表面，当照明灯体接通电源后，光伏板件可以吸收灯条散出的多余光源，并将其进行转化，转化后的电能储存到电池中，热电偶垫板位于铝制灯轴的顶部，其介于灯罩与灯轴之间，铝制灯轴可以吸收灯体工作时所产生的热量，随后将热量向上传递给热电偶垫板，此时热电偶垫板的一侧为热源，而贴合在灯罩一侧的温度则低于另一侧，所以为冷源，基于赛贝克效应，即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，配合光伏板件可以同时对电池进行功能操作。
附图说明
31.图1为本发明的夜间能源回收系统运行流程图；
32.图2为本发明的换能开关控制单元组成结构示意图；
33.图3为本发明的区域环境数据单元组成结构示意图；
34.图4为本发明的照明能耗计算单元组成结构示意图；
35.图5为本发明的路灯组网结构示意图；
36.图6为本发明的循环路灯结构示意图；
37.图7为本发明的循环灯罩结构示意图；
38.图8为本发明的热电偶垫板结构示意图；
39.图9为本发明的节能路灯结构示意图。
40.图中：1、夜间能源回收系统；2、换能开关控制单元；3、换能功率监测单；4、区域环境数据单元；5、照明能耗计算单元；6、a组循环照明单元；7、b组节能照明单元；8、热电偶换能模块；9、光伏板换能模块；10、节能路灯；11、循环路灯；201、灯体光源调节模块；202、电池供电开关；203、直供电流开关；401、电网峰值模块；402、环境光源亮度模块；501、光源预设模块；502、能源回收率模块；503、恒定循环模块；5031、a组照明功耗模块；5032、b组照明功耗模块；1001、储能电池；1101、循环灯罩；1102、光伏板件；1103、照明灯体；1104、转换开关；1105、热电偶垫板；1106、铝制灯轴。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种智慧城市照明用路灯夜间能源回收系
统，夜间能源回收系统1由换能开关控制单元2、换能功率监测单元3、区域环境数据单元4和照明能耗计算单元5组成，换能功率监测单元3与热电偶换能模块8和光伏板换能模块9交互连接，之后由换能功率监测单元3将数据进一步传输给照明能耗计算单元5，区域环境数据单元4与区域内的电网系统以及预设的传感器交互相连，且区域环境数据单元4与照明能耗计算单元5交互连接，照明能耗计算单元5在收到监测数据和环境数据后，基于现有的计算机算法对数据进行测算，已知的测算数值有电池当前的转化功率，当前时段的电网配电功率以及当前区域室外环境的照明亮度，利用上述的已知数值进行路灯最佳亮度数值以及相应亮度下的用电功耗，换能开关控制单元2的输出端与a组循环照明单元6和b组节能照明单元7的输入端相连，a组循环照明单元6的输出端与热电偶换能模块8和光伏板换能模块9的输入端连接，a组路灯为回收光源，b组路灯为接收能源，b组路灯内多设有电池，当a组路灯处的光源回收结构吸收能源转化后的电能就会传输到b组路灯处的储能电池1001中，也可以直接供给b组路灯使用，系统根据光伏板和热电偶的回收功率大小进行组网，组网模式为a-b、aa-b或者aaa-b，如按aa-b比例也就是说120盏灯咱们可以分为40组,也就是说40组光源回收里其中有40盏灯是由40组a供给的，在传统的用电模式下可以省电30％；
43.这种灯体的组网模式还可以应用于一些大型建筑内部的顶灯结构，在应用于室内建筑顶灯的组网使用时，可以单独使用光伏板换能模块9来进行能源的回收，因为在室内无法实现冷热误差，所以热电偶换能模块8的转化效率相对降低。
44.请参阅图2，换能开关控制单元2包括灯体光源调节模块201、电池供电开关202和直供电流开关203，且电池供电开关202与直供电流开关203之间设置为并联电路，灯体光源调节模块201可以接收执行夜间能源回收系统1对区域环境数据单元4所传递的信息数据分析后得出的执行命令，电池供电开关202只执行b组节能照明单元7内部的电池开关命令，而直供电流开关203则可以同时执行控制a组循环照明单元6和b组节能照明单元7内部的路灯光源开关，电池供电开关202运行时，直供电流开关203就会闭合，反之，直供电流开关203运行时，电池供电开关202就会闭合。
45.请参阅图3，照明能耗计算单元5包括电网峰值模块401和环境光源亮度模块402，电网峰值模块401可以在与电网系统交互的前提下，收集当前电网的运行情况，以时段进行划分，将收集的数据链进行整合，上传至夜间能源回收系统1内的数据库，储存在数据库中的电网数据可以方便系统进行记忆学习，环境光源亮度模块402的运行前提需要将一定数量的亮度传感器按照覆盖范围安装至该区域内的路灯顶部，传感器的工作电源可以直接接入到路灯的主供电线路上，环境光源亮度模块402的工作时段在18:00-6:00，其余时段处于休眠状态，可由手动转为开启状态，在工作时段内，传感器会采集区域环境内的照明亮度，如果光源亮度超出预设数值时，系统可以选择性降低路灯的照明亮度，这样可以起到降低功耗的作用。
46.请参阅图4，照明能耗计算单元5由光源预设模块501、能源回收率模块502和恒定循环模块503组成，其中光源预设模块501和能源回收率模块502为并行交互，光源预设模块501能够根据区域环境数据单元4所采集的数据信息对a组循环照明单元6和b组节能照明单元7照明亮度进行计算，光源预设完成后，能源回收率模块502会对a组循环照明单元6的电池功率进行计算，执行计算后的结果会一同交由恒定循环模块503，恒定循环模块503是用b组节能照明单元7的预设光源所需的照明功率除以当前a组循环照明单元6处的电池功率均
值，得到a组循环照明单元6与b组节能照明单元7的组网数据，其中，恒定循环模块503包括a组照明功耗模块5031和b组照明功耗模块5032，系统可以及时的根据当前电网的负荷以及电池的回收效率来对a组照明功耗模块5031和b组照明功耗模块5032进行调整，两者之间的功耗需要维持在一定数值范围内，且需要保障a组循环照明单元6的回收效率可以维持b组节能照明单元7的用电功耗。
47.请参阅图5-9，a组循环照明单元6由循环路灯11组成，且b组节能照明单元7由节能路灯10组成，循环路灯11和节能路灯10的基本组成结构相同，节能路灯10的底部设置有储能电池1001，且储能电池1001与节能路灯10电性连接，循环路灯11的顶部设置有循环灯罩1101，循环灯罩1101的内部设置有照明灯体1103，且照明灯体1103与循环灯罩1101通过螺钉连接，循环灯罩1101内侧的四周均设置有光伏板件1102，且光伏板件1102与循环灯罩1101通过螺钉连接，光伏板件1102与储能电池1001电性连接，照明灯体1103的底部设置有转换开关1104，且转换开关1104与照明灯体1103电性连接，照明灯体1103的内部设置有铝制灯轴1106，且铝制灯轴1106与照明灯体1103通过卡槽连接，照明灯体1103的顶部设置有热电偶垫板1105，且热电偶垫板1105与铝制灯轴1106和循环灯罩1101贴合连接，热电偶垫板1105与储能电池1001电性连接；
48.储能电池1001位于节能路灯10结构的底部，储能电池1001的输入端线路与循环路灯11内部的光伏板件1102和热电偶垫板1105相连，这样光伏板件1102收集转化的电能可以及时的储存到储能电池1001中或者直接提供给节能路灯10处的灯源；
49.循环灯罩1101整体为内空心的梯形结构，其内部的四周表面均安装有多个光伏板件1102，光伏板件1102贴合在循环灯罩1101的内表面，当照明灯体1103接通电源后，光伏板件1102可以吸收灯条散出的多余光源，并将其进行转化，转化后的电能储存到电池中；
50.热电偶垫板1105位于铝制灯轴1106的顶部，其介于灯罩与灯轴之间，铝制灯轴1106可以吸收灯体工作时所产生的热量，随后将热量向上传递给热电偶垫板1105，此时热电偶垫板1105的一侧为热源，而贴合在灯罩一侧的温度则低于另一侧，所以为冷源，基于赛贝克效应，即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，配合光伏板件1102可以同时对电池进行功能操作。
51.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
52.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。