一种绿色智能照明系统技术方案

技术编号:22085692 阅读:28 留言:0更新日期:2019-09-12 18:40
本实用新型专利技术公开了一种绿色智能照明系统,包括太阳能光伏板、自动追光系统、聚光导光系统、光伏发电系统、辅助智能照明系统以及单片机,太阳能光伏板与自动追光系统连接;太阳能光伏板经光伏发电系统分别与自动追光系统、辅助智能照明系统以及单片机连接用于提供电能;聚光导光系统用于将收集的太阳光导入室内供照明,且与自动追光系统连接;单片机分别与自动追光系统、光伏发电系统和辅助智能照明系统连接用于实现智能控制。本实用新型专利技术既满足了室内照明要求,同时使节能效果最大化,可以广泛地应用到许多不同的环境中。

A Green Intelligent Lighting System

【技术实现步骤摘要】
一种绿色智能照明系统
本技术属于建筑照明
,具体涉及一种绿色智能照明系统。
技术介绍
在大型商场、室内走廊、地下停车库、公共建筑等场所,由于自然光的采光限制,无法做到通过自然光采光来完成整个照明任务,因此即使在白天,也祈要开启大量照明灯来进行照明,而这些照明灯的开启将要耗费大量的电力资源,照明成本高,同时也不利于低碳环保的消耗理念。以太阳能的多方面利用以及协调调度为设计理念,基于光伏发电与光电跟踪原理,设计开发了一套绿色智能照明系统,系统的驱动能源完全来自于太阳能,由光伏蓄电池为系统控制系统及辅助照明系统提供能源,实现了该系统近零能耗的设计目标。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种绿色智能照明系统,结构简单且使用方便。本技术采用以下技术方案:一种绿色智能照明系统,包括太阳能光伏板、自动追光系统、聚光导光系统、光伏发电系统、辅助智能照明系统以及单片机,太阳能光伏板与自动追光系统连接;太阳能光伏板经光伏发电系统分别与自动追光系统、辅助智能照明系统以及单片机连接用于提供电能;聚光导光系统用于将收集的太阳光导入室内供照明,且与自动追光系统连接;单片机分别与自动追光系统、光伏发电系统和辅助智能照明系统连接用于实现智能控制。具体的,自动追光系统包括方位轴电机、俯仰轴电机及光电传感器,光电传感器设置在太阳能光伏板上,与单片机连接,单片机通过电机驱动器依次与方位轴电机、俯仰轴电机与太阳能光伏板连接用于实现双极轴追光跟踪。进一步的,光电传感器包括两组,对称设置在太阳能光伏板的X轴和Y轴,光电传感器经前置放大器、电压跟随器后与单片机连接。进一步的,聚光导光系统包括聚光罩、导光管以及漫射器,聚光罩设置在室外,通过导光管与室内设置的漫射器连接,导光管与俯仰轴电机连接。进一步的,聚光罩依次包括开口、聚光透镜及汇聚底部,聚光罩的开口与太阳能光伏板同向设置,聚光透镜为凸透镜,汇聚底部的平面与太阳能光伏板平行。进一步的,导光管的直径为10~30mm。具体的,光伏发电系统包括稳压充电装置、光伏转压装置及蓄电池;太阳能光伏板经稳压充电装置与蓄电池连接,蓄电池经光伏转压装置分别与单片机、自动追光系统以及辅助智能照明系统连接。具体的,辅助智能照明系统包括LED灯,LED灯通过继电器分别与单片机和光伏发电系统的蓄电池连接。进一步的,辅助智能照明系统还包括人体红外传感器,人体红外传感器与单片机连接。进一步的,辅助智能照明系统还包括光照度传感器,光照度传感器与单片机连接。与现有技术相比,本技术至少具有以下有益效果:本技术将太阳光采集系统集中采集户外的大自然的太阳光,把清洁健康的阳光导入室内的任何需要光线的角落,代替了部分电力照明,不仅实现了节能环保的特点,而且足不出户,便能充分地接收太阳光,使太阳光收集装置的接收效率时刻保持最大化,即最大效率的使用了光导照明系统;并且设计了光导照明优先的光导照明与人工电力照明的结合的照明方式,在夜间无太阳光的情况下,利用白天光伏发电储存在蓄电池中的电能供给LED照明,利用控制技术对于照明进行智能化设定,将追光系统同照明系统结合为一体化的绿色照明装置,在提高光伏发电的效率下,同时提高了光导照明的效果,使得太阳能实现最大化利用;再利用高效能LED的辅助照明系统来弥补单一光导照明受外界光环境影响的不足,实现建筑物内照明需求;经实验测试该系统耗电量远小于发电量,该装置能源储备可保证不受外界阴雨天较长时间的影响,可实现近零能耗的设计目标;同时该装置结构简单使用方便,即装即用,主控系统芯片多余的I/O端口可宽展控制不同回路辅助照明,用于不同区域分布式智能照明。进一步的,设置追光系统的目的:一方面是为了使得光伏板能够接受太阳光的垂直照射,最大程度的提高太阳能光伏板发电效率;另一方面也使得光导部分能够得到最大的光通量,使得其导通光亮最强。在追光系统的结构设计中采用了双极轴结构。双极轴追光系统的结构能够实现对外界光源360°的全范围跟踪,满足各个地方太阳高度角的变化范围,具有跟踪效率高,跟踪方位全面,稳定性好等优点。进一步的,根据全反射原理,选择了直径为10~30mm的柔性可弯折导光纤维管,保障通过导光纤维管的光通量。其采光部固定于追光平台上,其方向与太阳能光伏板平面保持垂直固定,使得收集的太阳光通过导光光纤中进行全反射传到建筑物内部,导入的自然光照明效果达到最好。进一步的,导光纤维管的建筑物外部分安装聚光罩的目的是利用物理凸镜聚光原理增大进入导光纤维管的光通量,聚光透镜根据其焦距确定其安装位置,保证聚光后光圈与导光纤维管截面一致。进一步的,导光纤维管的建筑物内部分安装漫射器的目的是利用物理原理将太阳光漫反射开来,保证导入建筑物内光线不会聚成光斑,达到理想照明效果。进一步的,光伏发电及蓄电系统利用单晶硅太阳能板将太阳能转换为电能,稳压后储存在蓄电池中,再经过转压稳压电路为整个装置提供驱动能源,完全来自于太阳能而不需要其他的能源供给,同时转压电路还可以提供外部低压电源输出,体现了装置的绿色近零能耗的设计理念。进一步的,设计辅助照明控制策略。其特点还在于:在外界光照条件不理想的情况下,单独利用光导照明的效果并不理想,通过光照度传感器监测到建筑物内作业面照度是否满足光照需求,若不满足,则自动开启弱光辅助照明,当人体红外传感器检测到有人体感应,接通强光辅助照明,达到满足光照需求;当人离开该区域后关闭强光辅助照明,节省能源。进一步的,在黑夜及极端环境下进行工作,弥补单一光导照明受外界光环境影响的不足,满足室内走廊、地下停车库、公共建筑等的照明需求。综上所述,本技术既满足了室内照明要求,同时使节能效果最大化,可以广泛地应用到许多不同的环境中。下面通过附图和实施例,对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术结构示意图;图2为本技术逻辑关系图。其中:1.导光管;2.俯仰轴电机;3.方位轴电机;4.太阳能光伏板;5.光电传感器;6.人体红外传感器;7.电机驱动器;8.单片机;9.继电器;10.蓄电池;11.光照度传感器;12.LED灯。具体实施方式在本技术的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。此外,在本技术的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本技术提供了一种绿色智能照明系统,采用双极轴追光跟踪系统实现对太阳的自动跟踪。在白本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色智能照明系统,其特征在于,包括太阳能光伏板(4)、自动追光系统、聚光导光系统、光伏发电系统、辅助智能照明系统以及单片机(8),太阳能光伏板(4)与自动追光系统连接;太阳能光伏板(4)经光伏发电系统分别与自动追光系统、辅助智能照明系统以及单片机(8)连接用于提供电能;聚光导光系统用于将收集的太阳光导入室内供照明,且与自动追光系统连接;单片机(8)分别与自动追光系统、光伏发电系统和辅助智能照明系统连接用于实现智能控制,自动追光系统包括方位轴电机(3)、俯仰轴电机(2)及光电传感器(5),光电传感器(5)设置在太阳能光伏板(4)上,与单片机(8)连接,单片机(8)通过电机驱动器(7)依次与方位轴电机(3)、俯仰轴电机(2)与太阳能光伏板(4)连接用于实现双极轴追光跟踪,光电传感器(5)包括两组,对称设置在太阳能光伏板(4)的X轴和Y轴,光电传感器(5)经前置放大器、电压跟随器后与单片机(8)连接,聚光导光系统包括聚光罩、导光管(1)以及漫射器,聚光罩设置在室外,通过导光管(1)与室内设置的漫射器连接,导光管(1)与俯仰轴电机(2)连接,聚光罩依次包括开口、聚光透镜及汇聚底部,聚光罩的开口与太阳能光伏板(4)同向设置,聚光透镜为凸透镜,汇聚底部的平面与太阳能光伏板(4)平行。...

【技术特征摘要】
1.一种绿色智能照明系统,其特征在于,包括太阳能光伏板(4)、自动追光系统、聚光导光系统、光伏发电系统、辅助智能照明系统以及单片机(8),太阳能光伏板(4)与自动追光系统连接;太阳能光伏板(4)经光伏发电系统分别与自动追光系统、辅助智能照明系统以及单片机(8)连接用于提供电能;聚光导光系统用于将收集的太阳光导入室内供照明,且与自动追光系统连接;单片机(8)分别与自动追光系统、光伏发电系统和辅助智能照明系统连接用于实现智能控制,自动追光系统包括方位轴电机(3)、俯仰轴电机(2)及光电传感器(5),光电传感器(5)设置在太阳能光伏板(4)上,与单片机(8)连接,单片机(8)通过电机驱动器(7)依次与方位轴电机(3)、俯仰轴电机(2)与太阳能光伏板(4)连接用于实现双极轴追光跟踪,光电传感器(5)包括两组,对称设置在太阳能光伏板(4)的X轴和Y轴,光电传感器(5)经前置放大器、电压跟随器后与单片机(8)连接,聚光导光系统包括聚光罩、导光管(1)以及漫射器,聚光罩设置在室外,通过导光管(1)与室内设置的漫射器连接,导光管(1)与俯仰轴电机(...

【专利技术属性】
技术研发人员:于军琪焦森刘奇特李若琳井文强杨雪段佳音任延欢
申请(专利权)人:西安建筑科技大学
类型:新型
国别省市:陕西,61

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1