利用阳光、雨水双节能路灯设计方案

最新更新时间:2015-03-29来源: 互联网关键字:双节能  路灯设计 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
导读:为了克服现有的电路灯太阳光的低利用率和在阴雨天气不能发电的问题,特制作了一种新型双节能路灯,该电路灯不仅使照射在太阳能电池板上的太阳光得到充分利用,而且运用光的反射原理使电池板周围的太阳光,反射到电池板上,增强了光照强度,该路灯还可以在雨天收集雨水,并利用水发电装置在雨天进行发电。

双节能路灯能够利用太阳能和雨水进行发电,解决了因雨天而不能靠太阳能发电的弊端,太阳光跟踪系统随时捕捉最有利的角度,提高了太阳能利用率,节约资源,保护了环境,具有节能减排的实质性技术特点。

1.双节能路灯研制背景

现有的路灯大多靠太阳能电池板发电,不仅利用太阳能的效率低,而且每当下雨时路灯就不能自行发电。为解决这两个问题,双节能路灯特在太阳能电池板的基础上增加了一个反光装置,即在自动跟踪太阳光的情况下,能够反射电池板周围的太阳光,更高效率的利用了太阳能。此外,在下雨时该路灯还能最大限度的收集雨水,进而在雨天还可以利用雨水发电。

2.双节能路灯的设计与展示

(1)整体展示:一个塑料制的圆台反光装置,将圆形的电池板镶嵌在圆台反光装置内,电池板与圆台反光装置的底面平行,电池板的正面对着圆台反光装置的广口,在圆台反光装置的广口到电池板之间的圆台反光装置内壁贴上反光锡纸,根据光的反射原理使照射在圆台反光装置内壁的阳光能够充足反射到电池板上。同时该装置还能够收集雨水,即在电池板的下端安置一个水箱,水箱的底部连接有流水管道,在管道的底部放置水轮和发电机,利用雨水的重力作用和自由落体运动使其带动发电机运行,以达到利用雨水发电的功能,如图1所示。

 

(2)电器控制:光敏控制模块步进电机,实现太阳光跟踪;利用雨水收集模块控制步进电机,保证下雨时电池板能保持水平,最大限度的收集雨水;光敏控制模块控制路灯在阴天和天黑时自动启动。

(3)圆台反射装置和雨水收集装置:圆台反光装置的斜面与电池板的平面的夹角为120度,反光装置的高为10厘米,保证了垂直阳光照射时,反射光都能照在太阳能电池板上。有太阳光时,由于太阳光跟踪系统,保证太阳能电池板的周围的阳光始终反射到电池板上。当下雨时,由单片机控制步进电机运行,使太阳能圆台反光装置水平放置,这样圆台反光装置就变成了雨水收集装置,进而将雨水储存到水箱,利用雨水的势能为发电机发电做准备。

(4)水箱及路灯:水箱设计成一个回字形,有支撑架支撑,使水箱有水时可以受力平衡。水箱下部连接一个水管,在水箱侧面设有一个浮标,当水位达到一定高度时,由于浮标的浮力作用,连杆打开水管开关,从水管流下的水带动发电机发电。我们把路灯安在水箱下面,路灯由光敏电阻模块控制,当天色变暗时,路灯自动打开。

3.发电模块工作原理

当有阳光时,电池板能够跟踪太阳光,保证阳光始终垂直电池板,并且圆台反光装置可以使周围的太阳光都能反射到电池板上,更高效率的利用太阳能。当遇到阴雨天或晚上时,利用光敏二极管结合单片机控制系统使电池板始终处于水平状态,这样圆台反光装置就成为了收集雨水的水箱。当下雨时,雨水通过圆台反光装置慢慢流入太阳能电池板下面的水箱里,因为我们在水箱侧面设有浮标,利用杠杆原理,当水箱内的水位达到一定高度时与浮标连动的水箱下面的自启开关会被连杆打开,进而使雨水沿管道流落出去,就可以带动发电机叶轮进行发电。

4.总结

双节能路灯的优势:节能一、利用光敏电阻控制模块控制两个步进电机实现太阳能电池板跟踪太阳光,并利用光的反射原理使电池板周围充足的太阳光反射到电池板上;节能二、利用雨水收集模块在下雨时使电池板保持水平,收集的雨水汇聚到水箱,当水的势能达到预定值,流水便可以带动叶轮转动进行发电。另外,光敏控制模块还可以自动控制路灯的亮灭。传统太阳能路灯尽管是一类绿色节能产品,但其在连阴天气,很难实现路灯的正常运行,特别是对于南方的多雨地区,亟需开发一种新型的节能路灯,而双节能节能路灯综合利用太阳能和雨水势能,并且装有太阳光跟踪装置,能有效的利用太阳能及雨水能,保护了环境,具有节能减排的显著效果。

关键字:双节能  路灯设计 编辑:探路者 引用地址:利用阳光、雨水双节能路灯设计方案

上一篇:双核实时系统的架构方法
下一篇:关于光伏逆变器动态MPPT效率测试方法的思考

推荐阅读最新更新时间:2023-10-12 22:54

智能型LED太阳能路灯系统的设计
  太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源,太阳能作为一种巨量可再生能源。随着传统能源的日益紧缺,太阳能的应用将会越来越广泛,尤其太阳能发电领域在短短的数年时间内已发展成为成熟的朝阳产业。   目前,道路照明占整个照明用电量的25%~30%,因此道路照明节能具有很大的潜力和空间。目前道路照明使用最多的是高压纳灯,这种光源存在显色性差、启动时间长、耗电量高、发热量大等缺点,需要发展新的更节能的道路照明光源。   大功率高光效LED 是近年来国内外快速发展起来的新光源,它具有光效高(≥90 lmPW(1W LED))、寿命长(30000~50000h)、耐震动不易损坏、瞬时启动、无污染等优点。白光LED 是普通照明和道
[电源管理]
智能型LED太阳能<font color='red'>路灯</font>系统的<font color='red'>设计</font>
基于无线传感技术的LED路灯节能控制系统设计
  我国的城市照明伴随着我国城市化进程的加速,得到了快速的发展。但是,城市照明发展中的能源需求和消耗也在不断加大。总体上看,绿色照明工作还存在高能耗、高污染、低效率等问题。   据调查,我国当前的路灯以低效照明为主,电能利用率低。   针对照明中存在的污染严重、电能浪费、能耗密度高、照明效能低等问题,研究路灯节能控制系统,推动路灯照明节能节电,将对绿色照明的全面发展起到积极的推进作用。   1 当前路灯照明系统存在的不足   现代社会,成为城市魅力名片和窗口的路灯照明,缔造了辉煌绚丽的城市文明,也带来了一些问题。能源耗费已经成为制约当前路灯系统发展的关键所在。   1.1 电压波动大---运行浪费
[电源管理]
基于无线传感技术的LED<font color='red'>路灯</font><font color='red'>节能</font>控制系统<font color='red'>设计</font>
基于STC单片机的太阳能LED路灯控制器设计
面对地球生态环境日益恶化、资源日益短缺的现实,当今世界各国政府采取了很多政策和措施,大力扶持和发展节能环保产业。太阳能LED 路灯是太阳能开发利用和照明领域节能技术的综合应用,具有环保节能的双重优势。据统计,照明消耗约占整个电力消耗的20% 左右,降低照明用电是节省能源的重要途径。太阳能具有清洁环保和可再生的特点,而LED 照明是当前世界上最先进的照明技术,是继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源,具有结构简单、效率高、重量轻、安全性能好、无污染、免维护和寿命长、可控性能强等特征,被认为是照明领域节电降能耗的最佳实现途径。有统计数据显示,仅LED 路灯节能一项,每年就能为中国节省约一座三峡大坝所发的电力。正是由于LED
[电源管理]
基于STC单片机的太阳能LED<font color='red'>路灯</font>控制器<font color='red'>设计</font>
LED路灯智能控制系统设计方案
  0 引 言   近年来,随着经济的高速发展和汽车的逐渐普及,城市的交通问题已经引起人们越来越多的关注,城市道路照明的重要性也日益增大。目前,我国大部分城市的路灯照明都采用“全夜灯恒照度”的方式,控制方式仍然是简单的光控和时控等传统方式,这大大增加了城市的用电量,为此,政府承担着巨额的财政支出,而路灯照明设备的使用寿命也大大降低。因此,引入智能交通系统(ITS)成为提高城市交通管理水平的一个重要途径。   本设计以低功耗单片机MSP430为主控部件,采用热释电红外传感器检测人体及车辆发出的红外信号,运用光敏电阻检测背景光的强度,通过恒定电流源来控制LED灯光的强度。根据各个季节天黑的时间不同设置各自的路灯开启和关闭时
[单片机]
LED<font color='red'>路灯</font>智能控制系统<font color='red'>设计</font>方案
太阳能大功率LED路灯设计浅析
近年来随着太阳能光伏发电技术和 LED 照明技术的发展,太阳能LED 路灯已进入了城市照明领域。LED 是Light Emitting Diode(发光二极管)的缩写, LED 作为照明光源与传统的照明光源相比具有直流低电压驱动;耗电量少;抗振动;寿命长;纳秒级的响应速度;设计空间大;环保;可连续开关闪断,能轻松实现0-100%调光功能等突出优点, 被认为是新一代的 绿色照明 器具。太阳能LED 路灯是以太阳能作为能源。每个路灯均是独立的,安装方便,无需铺设电缆电线,无需交流电能和电费,采用直流供电,光控定时控制,安全可靠,节能,经济,环保,实用。   本文以实际应用为目的,对太阳能电池功率的选取原则及与蓄电池容量的匹配方法进行
[电源管理]
基于无线传感技术的LED路灯节能控制系统设计
  我国的城市照明伴随着我国城市化进程的加速,得到了快速的发展。但是,城市照明发展中的能源需求和消耗也在不断加大。总体上看,绿色照明工作还存在高能耗、高污染、低效率等问题。   据调查,我国当前的路灯以低效照明为主,电能利用率低。   针对照明中存在的污染严重、电能浪费、能耗密度高、照明效能低等问题,研究路灯节能控制系统,推动路灯照明节能节电,将对绿色照明的全面发展起到积极的推进作用。    1 当前路灯照明系统存在的不足   现代社会,成为城市魅力名片和窗口的路灯照明,缔造了辉煌绚丽的城市文明,也带来了一些问题。能源耗费已经成为制约当前路灯系统发展的关键所在。    1.1 电压波动大---运行浪费   由于电
[电源管理]
基于无线传感技术的LED<font color='red'>路灯</font><font color='red'>节能</font>控制系统<font color='red'>设计</font>
集成式大功率LED路灯散热器的结构设计
发光二极度管LED( L ight Em itting D iode) , 作为新一代绿色环保型固体照明光源, 已经成为人们关注的焦点。它具有耗电量少、光色纯、全固态、质量轻、体积小、环保等一系列的优点。LED 发光时会有部分能量转化为热量, 因此会使LED芯片温度升高。而温度对LED芯片的工作性能影响极大, 高温会导致芯片出射的光子减少, 色温质量下降, 加快芯片老化, 缩短器件寿命等严重的后果。因此为保证LED正常工作, 必须将其散发出来的热量及时的散发出去。目前大功率LED 芯片应用的越来越多, 据资料显示大功率LED 只能将约10% ~15%的输入功率转化为光能, 而将其余85% ~ 90%转化为热能 , 因此散热问题更为
[电源管理]
集成式大功率LED<font color='red'>路灯</font>散热器的结构<font color='red'>设计</font>
基于单片机的智能太阳能路灯控制系统的设计方案
摘要:随着世界能源危机日益严重,利用太阳能成为解决能源问题的一大途径,在此背景下开发智能太阳能路灯意义重大。本文介绍了智能太阳能路灯系统的组成及工作原理,采用LPC935 单片机作为主控制器,结合密封铅酸蓄电池充电专用芯片UC3906,实现了对密封铅酸蓄电池最佳充电所需的全部控制和检测功能,延长了系统的使用寿命。通过热释电红外、微波双鉴传感器技术及以无线通讯技术,实现了红外微波探测、相邻路灯间的无线通讯以及主副灯的智能化切换,达到了节能减排的效果。   随着科学技术的迅速发展,世界能源危机日益严重,利用常规能源已不能适应世界经济快速增长的需要,开发和利用新能源越来越引起各国的重视。太阳能源本身的安全可靠、无噪声、无污染和可
[工业控制]
基于单片机的智能太阳能<font color='red'>路灯</font>控制系统的<font color='red'>设计</font>方案
小广播
最新电源管理文章
换一换 更多 相关热搜器件
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved