一种集中储能式太阳能LED路灯系统技术方案

一种集中储能式太阳能LED路灯系统，包括多个太阳能电池板、多个LED路灯，多个太阳能电池板通过第一直流线路连接控制器；多个LED路灯通过第一直流线路连接控制器；控制器通过第二直流线路连接多个铅酸蓄电池组。本发明专利技术一种集中储能式太阳能LED路灯系统，在不增加总的设计成本的基础上，对太阳能LED路灯分段进行集中储能，并对该段系统采用集中控制器，实现能量合理分配。既有利于减小铅酸蓄电池组更换难度，方便施工，又提高能量的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一种集中储能式太阳能LED路灯系统，涉及太阳能光伏应用领域。
技术介绍
太阳能是安全可靠、方便灵活的可再生清洁能源，太阳能光伏技术的应用规模和范围在迅速扩大，在太空、交通、照明、通信中应用及其广泛。太阳能LED路灯是一种利用太阳能作为能源的灯，只要阳光充足就可以就地安装，不必远距离连接公共电网，十分方便，已经开始大量推广，是目前太阳能光伏发电技术应用最多的领域之一。太阳能路灯主要由太阳能电池组件部分（包括支架）、LED灯头、控制器、铅酸蓄电池组和灯杆几部分构成。太阳能LED路灯的工作原理是白天太阳能路灯在控制器控制下，太阳电池板经过太阳光的照射，吸收太阳光转换成电能，白天光伏组件向铅酸蓄电池组充电，晚上铅酸蓄电池组提供电力给LED灯供电，实现照明功能。控制器确保铅酸蓄电池组不因过充或过放而被损坏，同时具备光控、时控、温度补偿及防雷、反极性保护等功能。太阳能LED路灯是集光、电、机械控制等技术为一体化的艺术品，要与周围的环境相统一协调，要考虑其外形美观、结构合理，同时还要恰当确定太阳能电池组件、铅酸蓄电池组的容量及负载功率的大小，以保证系统可靠地工作，达到最好的经济效益。目前，现有的太阳能LED路灯采用的是单灯独立储能供电模式，即每一盏路灯分别配备一组铅酸蓄电池进行储能供电。实际上，在太阳能LED路灯系统中，光伏电池组件的寿命约为20年，LED灯头的平均寿命能达到10年，而铅酸蓄电池组实际寿命一般只有2-3年的寿命，铅酸蓄电池组的寿命相比系统其它部件要短的多。太阳能LED路灯在安装过程中，灯杆之间的距离同路的宽度和地理位置等因素有关，大致设为30米左右，目前道路太阳能LED路灯系统采用单灯独立储能供电模式的。铅酸蓄电池组因体积、重量等原因一般采取就近安放在路灯地下，然后使用导线外接控制器。道路路灯系统每隔30米左右就需要在灯杆下挖砌一个水泥防水槽专门用来安置铅酸蓄电池组，由于铅酸蓄电池组经常需要维护，寿命相对较短，以及埋于地下的特殊安装形式，都给太阳能LED路灯的基本维护和故障检修造成了较大影响，从而增加了维护成本。针对以上问题，本专利技术提出使用太阳能LED路灯系统集中储能供电模式来替代单灯独立储能供电模式的解决方案。以下主要对城镇街道太阳能LED路灯系统如何实施集中储能供电模式进行简要说明：城镇街道主要道路的长度一般为8-12km，灯杆之间的距离大致在30米左右，因此一条主要道路大致拥有533-800盏的路灯。若把这些路灯储能装置——铅酸蓄电池组全部进行集中储能，则所需集中储能铅酸蓄电池组的容量非常大。实际太阳能LED路灯产品设计中，为确保储能和供电的可靠性，一般每盏太阳能LED路灯所需储能元件的容量为12V，38-150AH。铅酸蓄电池组产品都按一定标称容量来进行批量生产，在太阳能LED路灯系统中常用阀控式密封铅酸蓄电池容量的规格为12V，100AH，而负载电压一般为24V，所以对于采用单灯独立储能供电模式时通常使用两台12V，100AH的铅酸蓄电池串联使用给负载供电。不同厂家生产的蓄电池在外观设计和尺寸大小上有所不同，但尺寸差异不大，以“奥特多”阀控密封式铅酸电池为例，对于12V，100AH型号的蓄电池其尺寸为335*172*214mm。在对集中储能的太阳能LED路灯数量进行确定时，需要考虑以下几个因素。第一，铅酸蓄电池组的并联数目。参与集中储能的太阳能LED路灯数量越多，所需的储能铅酸蓄电池组的容量越大，而铅酸蓄电池组的并联数目不宜太多，是为了尽量减少铅酸蓄电池组之间的不平衡造成的影响。第二，输电距离。太阳能LED路灯系统工作条件为低压直流电，加之LED光源节能高效，供电电流不大，采用普通的输电线便能可靠实现能量传递，线路造价较低，有利于太阳能LED路灯的集中储能设计。但当输电距离过大时，用于集中储能设计的蓄电线路的传输成本是不能被忽略的，因此不宜将相距很远的太阳能LED路灯进行集中储能。第三，蓄电池安装空间。对铅酸蓄电池进行集中设计时，为了安装与维护的方便可以建设蓄电池房来安放蓄电池从而代替将蓄电池埋于地下的方式。受地理环境限制，蓄电池房的体积不宜过大。
技术实现思路
本专利技术提供一种集中储能式太阳能LED路灯系统，在不增加总的设计成本的基础上，对太阳能LED路灯分段进行集中储能，并对该段系统采用集中控制器，实现能量合理分配。既有利于减小铅酸蓄电池组更换难度，方便施工，又提高能量的利用率。本专利技术采取的技术方案为：一种集中储能式太阳能LED路灯系统，包括多个太阳能电池板、多个LED路灯，多个太阳能电池板通过第一直流线路连接控制器；多个LED路灯通过第一直流线路连接控制器；控制器通过第二直流线路连接多个铅酸蓄电池组。多个太阳能电池板并联连接控制器。多个LED路灯并联连接控制器，每一个LED路灯能独立工作。所述控制器、多个铅酸蓄电池组安装在蓄电池房内。一个铅酸蓄电池组由：2个铅酸蓄电池单元先串联，再将串联的2个蓄电池单元取4组并联构成，一个铅酸蓄电池组供8盏LED路灯4储能供电。一个蓄电池单元为12V，200AH的铅酸蓄电池。每一个LED路灯由多个发光二极管连接构成。本专利技术一种集中储能式太阳能LED路灯系统，技术效果如下：1）、控制器用于对太阳能电池板、铅酸蓄电池组和LED灯进行控制，安装在铅酸蓄电池组附近，能够对LED灯进行能量分配。2）、LED灯是太阳能LED路灯系统中的负载，对于集中储能的系统，其中的LED灯并联连接在控制器两端，能够进行独立照明，能量获取由控制器进行分配。3）、实施LED路灯分段集中储能，并通过集成化控制器对LED的能量进行统一分配，通过检测蓄电池总的储存电量，来确定路灯的开通数量。当铅酸蓄电池组储能不充分时，可以控制该段路灯间隔性闭合照明，虽然减小了照明强度，但仍能满足一定的照明需求，故提高了路灯的照明时间。4）、由于采用集中储能，大大减小的安装于更换储能设备的工作量，提高了施工效率，能够减小安装成本。附图说明图1为本专利技术系统连接示意图。图2为本专利技术系统控制电路图。具体实施方式如图1所示，一种集中储能式太阳能LED路灯系统，包括多个太阳能电池板1、多个LED路灯4，多个太阳能电池板1通过第一直流线路5连接控制器2；多个LED路灯4通过第一直流线路5连接控制器2；控制器2通过第二直流线路6连接多个铅酸蓄电池组3。由于铅酸蓄电池组3具有充放电的功能，因此它与控制器2之间的第二直流线路6具有双向导通的能力，线路电流流向与铅酸蓄电池组3的工作状态有关。多个太阳能电池板1并联连接控制器2。多个LED路灯4并联连接控制器2，每一个LED路灯4能独立工作，从而其中任意一盏LED路灯4发生故障，不会影响其他路灯的工作。所述控制器2、多个铅酸蓄电池组3安装在蓄电池房5内。本专利技术一种集中储能式太阳能LED路灯系统，通过设定控制器2，根据检测太阳能电池板1的工作状态，控制多个铅酸蓄电池组3的充放电，并根据监测多个铅酸蓄电池组3的电压大小，来判断其所储能量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集中储能式太阳能LED路灯系统，包括多个太阳能电池板（1）、多个LED路灯（4），其特征在于，多个太阳能电池板（1）通过第一直流线路（5）连接控制器（2）；多个LED路灯（4）通过第一直流线路（5）连接控制器（2）；控制器（2）通过第二直流线路（6）连接多个铅酸蓄电池组（3）。

【技术特征摘要】
1.一种集中储能式太阳能LED路灯系统，包括多个太阳能电池板（1）、多个LED路灯（4），其特征在于，多个太阳能电池板（1）通过第一直流线路（5）连接控制器（2）；多个LED路灯（4）通过第一直流线路（5）连接控制器（2）；控制器（2）通过第二直流线路（6）连接多个铅酸蓄电池组（3）。
2.根据权利要求1所述一种集中储能式太阳能LED路灯系统，其特征在于，多个太阳能电池板（1）并联连接控制器（2）。
3.根据权利要求1所述一种集中储能式太阳能LED路灯系统，其特征在于，多个LED路灯（4）并联连接控制器（2），每一个LED路灯（4）能独立工作。
4.根据权利要求1所述一种集中储...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁建华，代春燕，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42