专利名称：一种风能光伏能组合的路灯系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种路灯系统，具体涉及一种风能光伏能组合的路灯系统，属于可再 生能源发电及应用技术领域。
背景技术：
随着经济的快速发展和社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能 源成为当前人类面临的迫切课题，是二十一世纪经济发展中具有决定性影响的因数之一。目前，生活照明、市政照明以及景观照明耗费着大量的电能，是亟需解决的问题之 一。市场上已经出现了利用光伏能、风能或者风光组合发电作照明电源的产品，节约了大量 的电能。因此，充分开发太阳能和风能是世界各国政府可持续发展的战略决策。但是，只采用光伏能发电的路灯系统，在照度不够的阴雨天就不能存储足够的电 能供路灯正常工作，因而限制了其使用。如果采用风力发电的路灯系统，由于风力资源具有较大的波动，在不同的地区、不 同的时间区段变化较大，容易造成蓄电池损坏。所以试图用风力发电取代其他电力非常困 难，也影响风力这种无污染能源的广泛使用。而使用风能和光伏能互补发电的照明产品存在以下的弊端1.风光互补发电机的互补性能失调。2.返修率高，蓄电池使用寿命短。3.无调速、调压功能。为解决上述技术问题，确有必要提供一种风能光伏能组合的路灯系统，以克服现 有技术中的所述缺陷。
发明内容为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种采用风能光伏能作为电能的路灯系统。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为一种风能光伏能组合的路灯系统，其 包括风力发电机、光伏发电机、第一芯片、第二芯片、调速限压执行装置、控制器、稳压装置、 修复装置、蓄电池、照度检测器、温度检测器、第三芯片、开关装置以及路灯光源；其中，所述 风力发电机、第一芯片、第二芯片以及调速限压执行装置依次连接并将风力发电机所发电 能传递至控制器上；所述光伏发电机通过稳压装置将光伏发电机所发电能传递至控制器 上；所述修复装置一端连接控制器，另一端连接蓄电池从而将控制器上的电能传递至蓄电 池并修复蓄电池；所述照度检测器、温度检测器分别电性连接至第三芯片上，所述第三芯片 与开关装置连接并控制开关装置的开启或者关闭；所述蓄电池的电能通过控制器以及开关 装置输送至路灯光源上。本发明的风能光伏能组合的路灯系统进一步设置为所述第一芯片与风力发电机 连接并对风力发电机的输出电压信号进行采样，并将电压信号传送给第二芯片；所述第二芯片对电压信号作出判断并发出调压指令；所述调速限压执行装置与第二芯片电性连接， 并执行第二芯片发出的调压指令。本发明的风能光伏能组合的路灯系统进一步设置为所述调速限压执行装置的输 出电压与稳压装置的输出电压相同。本发明的风能光伏能组合的路灯系统进一步设置为所述调速限压执行装置包括 若干软磁电感。本发明的风能光伏能组合的路灯系统进一步设置为所述修复装置具有一正负脉 冲电路，该正负脉冲电路与蓄电池电性连接并作用于蓄电池上从而来修复蓄电池。本发明的风能光伏能组合的路灯系统进一步设置为所述照度检测器由M0S管组 成。本发明的风能光伏能组合的路灯系统还可设置为所述路灯光源具体为一灯泡。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果1.本发明的风能光伏能组合的路灯系统通过设置一调速限压执行装置，能改变风 力发电机的输出电压，使风力发电机不受风速变化而改变输出电压值。进一步地，在光伏发 电机上设置一稳压装置，使光伏发电不受太阳光幅射强弱而改变输出电压。且调速限压执 行装置的输出电压与稳压装置的输出电压相同，从而能将风力发电以及光伏发电有机的结 合到同一发电装置上，攻破了风能、太阳能无法良好结合应用的技术难题。2.本发明的风能光伏能组合的路灯系统进一步通过设置一具有正负脉冲电路的 修复装置，正负脉冲电路在瞬间将正负极性反向作用在蓄电池上充电，把蓄电池电极板上 的结晶体逐步退化，直至熔化，提高了蓄电池的储存量，延长蓄电池的使用寿命，减少报废， 从而保护环境，具有广阔的应用前景。3.本发明的风能光伏能组合的路灯系统还设置一照度检测器，通过该照度检测器 检测路面的照度值，摒弃以亮、以光控制路灯的传统理念，并结合不同季节的温度及照度， 使照度路灯系统发挥其作用，从而使路灯能够适时的开启或者关闭。
图1是本发明的风能光伏能组合的路灯系统的电路原理方框图。
具体实施方式请参阅图1所示，本发明为一种风能光伏能组合的路灯系统，其由风力发电机D、 光伏发电机G、第一芯片IC1、第二芯片IC2、调速限压执行装置K、控制器Z、稳压装置W、修 复装置X、蓄电池V、照度检测器LX、温度检测器C、第三芯片IC3、开关装置KK、输电线以及 路灯光源L等构件组成的一个综合路灯系统。所述风力发电机D、第一芯片IC1、第二芯片 IC2以及调速限压执行装置K依次连接并将风力发电机D所发电能传递至控制器Z上；所述 光伏发电机G通过稳压装置W将光伏发电机G所发电能传递至控制器Z上；所述修复装置 X 一端连接控制器Z，另一端连接蓄电池V从而将控制器Z上的两部分电能传递至蓄电池V 并修复蓄电池V ；所述照度检测器LX、温度检测器C分别电性连接至第三芯片IC3上，所述 第三芯片IC3与开关装置KK连接并控制开关装置KK的开启或者关闭；所述蓄电池V的电 能通过控制器Z以及开关装置KK输送至路灯光源L上。
其中，所述风力发电机D为一种利用风作为动力发电的永磁发电机。所述光伏发 电机G采集太阳光的幅射，照射在电池板来发电。所述第一芯片IC1具有计算功能，其与风力发电机D电性连接并对风力发电机D 的输出电压信号进行采样计算，从而得出具体电压值。所述第二芯片IC2能够对输入的数 据与人为设定的数据进行对比，并在对比后发出信号，具体为所述第一芯片IC1将测得的 电压信号传送给第二芯片IC2，该第二芯片IC2将电压信号与人为设定值比较，并作出判 断、发出调压指令至调速限压执行装置K上。所述调速限压执行装置K包括若干软磁电感，并配有多个开关电路，对应各个不 同的软磁电感，它的工作受第二芯片IC2的不同指令，执行不同电感值与开关电路配对的 各条电路，其增加风力发电机D的磁感应，降低风力发电机D的转速，限定风力发电机D的 发电值。该调速限压执行装置K连接在第二芯片IC2与风力发电机D之间，其执行第二芯 片IC2发出的调压指令而改变风力发电机D的转速以及输出电压，并将风力发电机D所发 电能输入到控制器Z上。所述光伏发电机G通过所述稳压装置W将所发电能输入到控制器Z上，而所述稳 压装置W设定的电压值与第二芯片IC2上人为设定的电压值相同，从而使调速限压执行装 置K的输出电压与稳压装置W的输出电压相同。所述控制器Z将风力发电机D以及光伏发电机G所发电能输出，并通过修复装置X 存储到蓄电池V上。而蓄电池V的电能直接通过控制器Z以及开关装置KK输送至路灯光 源L上，供路灯光源L使用，在本实施方式中，路灯光源L具体为一普通灯泡、LED灯或者其 他发光体。而当蓄电池V电能低于自身极限值时，控制器Z将切断供应以延长蓄电池V的 寿命，该控制器Z还能在该路灯系统出现故障时切断供电。所述修复装置X —端连接控制器Z，另一端连接蓄电池V从而将控制器Z上的电 能传递至蓄电池V并修复蓄电池V。该修复装置X可用于检测蓄电池V的充电电压值的变 化，其包括一正负脉冲电路。当蓄电池V电极板上产生结晶体后，蓄电池V的充入容量势必 将受到限制，由原来能充入100%电能逐步下降容量值。当检测到容量值下降时正负脉冲电 路将自动接通，在充电时会瞬间将正负极性反向作用在蓄电池上，把蓄电池V电极板上的 结晶体逐步退化，直至熔化，从而来修复蓄电池V，提高其储存量。所述开关装置KK是由金属(metal)-氧化物(oxid)_半导体(semiconductor)场 效应晶体管(M0S管)组成，其受第三芯片IC3发出的指令执行动作，并将蓄电池V的电源 供给路灯光源L或者切断蓄电池V的电源。所述照度检测器IX是利用照度器的探头作照度(亮度的平方之比)探测，以确定 外界地面的照度。该照度检测器IX与温度检测器C分别电性连接至第三芯片IC3上。所述 第三芯片IC3与开关装置KK连接并控制开关装置KK的开启或者关闭。该第三芯片IC3有 计算对比功能，将温度检测器C测得的外界温度、照度检测器IX测得的外界照度进行与预 先设定的值进行对比，一旦对比结果达到开灯值时，它会发给开关装置KK指令，令其开灯， 又如对比结果达到关灯值时，它会发给开关装置KK指令，令其关灯。本发明的风能光伏能组合的路灯系统的工作原理如下由风力发电机D输出电能给第一芯片IC1进行采样、计算，经第一芯片IC1的计算 得出风力发电机D所发出的电压值，然后将数据传送给第二芯片IC2进行智能微电脑编程，经第二芯片IC2的编程，对风力发电机D发电值的高与低作出判断，将按照已设定好的电压 值的发送指令给调速限压执行装置K。当调速限压执行装置K得到第二芯片IC2的不同指 令时，开启不同电感值的电路，由于不同的电感值，它将给予风力发电机D不同的磁感应， 从而改变风力发电机D的转速，限定风力发电机D的电压。光伏发电机G系采用太阳光照射在太阳能电池板上而发电。光伏发电机G的发电 能力完全受太阳幅射的能力决定，因而太阳幅射强与弱导致了光伏发电机G光伏发电值的 高低。为克服上述现象，光伏发电机G所发出的电压首先进入稳压装置W，经过稳压装置W 后得到一个恒定值再送入控制器Z。经过上述技术，使得风力发电机D、光伏发电机G实现 完整的调速限压和有机结合。然后，两部分电能通过控制器Z以及修复装置X储存至蓄电池V内。同时，所述修 复装置X可对蓄电池V进行智能修复，延伸蓄电池V的使用寿命。具体过程如下首先，对 修复装置X预先设定一个容量值，该定值是按照蓄电池V自身参数标准而设。蓄电池V将 容量值的数据不断地传送给修复装置X。当修复装置X接受到蓄电池V传送的数据与设定 的定值一致表示正常，修复装置X按正常的恒流(大电流)充电方式输送电能给蓄电池V 充入大电能，蓄电池V的容量达到80%时转入涓流充电(小电流)，直至充满结束。当修复装置X接受到蓄电池V的容量值数据低于设定的定值时，表示蓄电池V的 极板有结晶体的存在，这时，修复装置X改变充电程序，由原来方式恒流充电——涓流充 电——停止充电改换成正负脉冲充电——涓流充电——停止充电。所谓正负脉冲充电原 理为在正常充电时是以正电源接蓄电池V的正极极性，负极电源接蓄电池V的负极极性。 而正负脉冲充电是在正常充电的情况下，瞬间(几个ns)改变其极性，这样改变了正负极性 的方式，使得蓄电池V在电能转化成化学能的几个纳秒的时长内，将充电时产生的气泡消 失，不让气泡形成结晶体。对于某些蓄电池V已经形成结晶体，正负脉冲对其结晶体首先脉 冲软化、熔解、消失，进而达到延长蓄电池V的使用寿命。当需要使用蓄电池V内的电能时，蓄电池V将储存的电量送给控制器Z，由控制器 Z对蓄电池V的已储存容量验算，如因蓄电池V欠容量时控制器Z会中断对开关装置KK的 供电，又如发生短路或故障时，控制器Z同样中断对开关装置KK的供电，确保该路灯系统的
可靠工作。所述照度检测器IX以及温度检测器C将检测到的照度和温度数据收集后与第三 芯片IC3预先设定的数据进行对比，当达到预定值之后，第三芯片IC3将发出指令给开关装 置KK，并由开关装置KK执行指令，从而来开启或者关闭路灯光源L。再此需要说明的是第 三芯片IC3上预先设定的照度值与温度值相反，设定温度越低时，设定的照度应越高，因为 设定温度越低表示冬天的天气，所以照度值要高一些，反之低一些。比如在冬季时，第三芯 片IC3中设定外界温度值1°C，照度值5LX时为开灯，当第三芯片IC3接收到温度检测器C 测得的温度大于1°C，照度检测器IX测得照度小于5LX时立刻发送指令给开关装置KK，令 其接通电源而将路灯光源L开启；反之，照度大于5LX时，第三芯片IC3指令开关装置KK执 行切断电源，关闭路灯光源L。而在夏季时，第三芯片IC 3中设定外界温度值5°C，照度值 1LX时为开灯，当第三芯片IC3接收到温度检测器C测得的温度大于5°C，照度检测器IX测 得照度小于1LX时立刻发送指令给开关装置KK，令其接通电源而将路灯光源L开启；反之， 照度大于1LX时，第三芯片IC3指令开关装置KK执行切断电源，关闭路灯光源L。
综上所述，本发明的风能光伏能组合的路灯系统一举攻破了风力发电机D与光伏 发电机G受气候影响而导致输出电压不稳定的技术难题，也攻破了风能、光伏能不能有效 结合的难题。且本发明的风能光伏能组合的路灯系统具有一修复装置，能提高蓄电池V 的工作性能，并智能检测蓄电池V的老化程度加以修复，延长蓄电池V和路灯系统的工作寿 命。同时，该路灯系统通过照度来控制路灯光源L的开启与关闭，摒弃以亮、以光控制路灯 的传统理念，并结合不同季节的温度及照度，使路灯能够适时的开启或者关闭。以上的具体实施方式
仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创 作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之 内。
权利要求
一种风能光伏能组合的路灯系统，其特征在于包括风力发电机、光伏发电机、第一芯片、第二芯片、调速限压执行装置、控制器、稳压装置、修复装置、蓄电池、照度检测器、温度检测器、第三芯片、开关装置以及路灯光源；其中，所述风力发电机、第一芯片、第二芯片以及调速限压执行装置依次连接并将风力发电机所发电能传递至控制器上；所述光伏发电机通过稳压装置将光伏发电机所发电能亦传递至控制器上；所述修复装置一端连接控制器，另一端连接蓄电池从而将控制器上的电能传递至蓄电池并修复蓄电池；所述照度检测器、温度检测器分别电性连接至第三芯片上，所述第三芯片与开关装置连接并控制开关装置的开启或者关闭；所述蓄电池的电能通过控制器以及开关装置输送至路灯光源上。
2.如权利要求1所述的风能光伏能组合的路灯系统，其特征在于所述第一芯片与风 力发电机连接并对风力发电机的输出电压信号进行采样，并将电压信号传送给第二芯片； 所述第二芯片对电压信号作出判断并发出调压指令；所述调速限压执行装置与第二芯片电 性连接，并执行第二芯片发出的调压指令。
3.如权利要求2所述的风能光伏能组合的路灯系统，其特征在于所述调速限压执行 装置的输出电压与稳压装置的输出电压相同。
4.如权利要求3所述的风能光伏能组合的路灯系统，其特征在于所述调速限压执行 装置包括若干软磁电感。
5.如权利要求1所述的风能光伏能组合的路灯系统，其特征在于所述修复装置具有 一正负脉冲电路，该正负脉冲电路与蓄电池电性连接并作用于蓄电池上从而来修复蓄电 池。
6.如权利要求1至5项任意一项所述的风能光伏能组合的路灯系统，其特征在于所 述开关装置由M0S管组成。
7.如权利要求6所述的风能光伏能组合的路灯系统，其特征在于所述路灯光源具体 为一灯泡。
全文摘要
本发明涉及一种风能光伏能组合的路灯系统，其中的风力发电机、第一芯片、第二芯片以及调速限压执行装置依次连接并将电能传递至控制器上；所述光伏发电机通过稳压装置将电能传递至控制器上；所述修复装置一端连接控制器，另一端连接蓄电池从而将控制器上的两部分电能传递至蓄电池并修复蓄电池；所述照度检测器、温度检测器分别电性连接至第三芯片上，所述第三芯片控制开关装置的开启或者关闭；所述蓄电池的电能通过控制器以及开关装置输送至路灯光源上。本发明的路灯系统将风能光伏能有机结合，具有节能环保，蓄电池的使用寿命长，路灯光源开启或者关闭适时等等诸多优点，具有广阔的市场前景。
文档编号H05B39/04GK101868103SQ201010191228
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者闾卫星 申请人:闾卫星