一种基于太阳能的路灯系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于太阳能的路灯系统，包括：太阳能电池板、电池组、LED灯模组、控制器、通信装置和集中器，其中，太阳能电池板的正极与控制器连接，负极与电池组连接；电池组分别与控制器、集中器和LED灯模组的负极连接；LED灯模组的正极与控制器连接；控制器与通信装置连接，控制器用于控制LED灯模组和太阳能电池板；通信装置与集中器连接；集中器用于控制通信装置。本发明专利技术提供的一种基于太阳能的路灯系统，提高了路灯系统光效，降低了光源使用功率，合理按需管控电能使用，减少了电能浪费，使太阳能路灯在连续阴雨天的情况下也能正常使用，并实现了太阳能路灯的统一监控和管理，节省了人力物力，降低了维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物联网领域，尤其涉及一种基于太阳能的路灯系统。
技术介绍
路灯是人民生活中必不可少的基础设施，但路灯同时也是耗电大户。普通路灯是以高压钠灯作为光源，能耗非常高，建设普通路灯需要铺设很长的输变电线路，电源线路的铺设需要投入相当高的费用。而太阳能作为一种安全、环保、可再生的能源，越来越受重视，将路灯改进为太阳能路灯，则可以免去路灯输变电线路建设费用，同时亦可减少电能消耗。现有的太阳能路灯单方面地追求价格低廉，忽略太阳能路灯系统结构、配置、用料是否合理等因数，使太阳能路灯只能小功率应用，具有系统使用寿命短、能源转换效率低、对抗连续阴雨天能力差及维护管理成本高等问题，严重影响太阳能路灯的普及应用。例如，现有的太阳能路灯配置通常为：太阳能电池板采用30-90W的多晶硅电池板，控制器采用12V的脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)充放电控制器，电池采用12V/20-80AH的铅酸电池，电池箱则根据电池的大小配置，灯光源采用10-30W的LED光源，每瓦光通量约为70LM/W，灯杆高度为4-7米，线缆根据设备之间距离及需要配置长度和规格大小，以上的配置只能提供10LUX以内的照明亮度，只适合在农村道路、支路使用，当连续阴雨天时，只能使用3-4天，对于南方地区频繁连续阴雨天的情况，则无法正常照明。另外，现有的每支太阳能路灯都是独立运作的，不能统一时间亮灯与关灯，在管理上也不能统一进行管理维护，必须派人员、设备定期进行巡查，大大增加了营运成本，不能实现集中管理。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于太阳能的路灯系统，提高太阳能路灯光源光效，延长路灯系统使用寿命，在连续阴雨天气也能正常使用，同时实现了集中管理功能，并且不受使用环境的限制。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于太阳能的路灯系统，包括：太阳能电池板、电池组、LED灯模组、控制器、通信装置和集中器，其中，所述太阳能电池板的正极与所述控制器连接，负极与所述电池组连接，所述太阳能电池板用于获取太阳能并转化为电能；所述电池组分别与所述控制器、所述集中器和所述LED灯模组的负极连接，所述电池组用于从所述太阳能电池板获取电能，存储所述电能，并为所述控制器和所述集中器供电；所述LED灯模组的正极与所述控制器连接，所述LED灯模组用于从所述电池组获取所述电能，并将所述电能转化为光能；所述控制器与所述通信装置连接，所述控制器用于控制所述LED灯模组和所述太阳能电池板，采集所述LED灯模组的使用数据，并对所述LED灯模组和所述太阳能电池板进行检测，并根据所述电池组的电压情况，实时控制所述电池组，避免所述电池组出现过充或过放；所述通信装置与所述集中器连接，用于传输信息；所述集中器用于通过无线通信的方式控制所述通信装置。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种基于太阳能的路灯系统，通过太阳能电池板获取太阳能并转化为电能，电池组从太阳能电池板获取电能并存储，LED灯模组将电能转化为光能，提高了路灯系统光效，降低了光源使用功率，合理按需管控电能使用，减少了电能浪费，使太阳能路灯在连续阴雨天的情况下也能正常使用；并通过控制器控制LED灯模组，通信装置传输信息，集中器控制通信装置，实现了太阳能路灯的统一监控和管理，节省了人力物力，降低了维护成本。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步地，所述路灯系统还包括：太阳能电池板支架，用于安装所述太阳能电池板，所述太阳能电池板支架采取热镀锌处理；电池管理系统BMS保护板，用于保护所述电池组；电池组保护箱，用于放置所述电池组及所述BMS保护板；LED灯外壳，用于放置所述LED灯模组；灯杆，用于支撑所述LED灯模组及所述LED灯外壳，所述灯杆总高度10米，LED灯外壳高度为9米，所述灯杆采取热镀锌处理。采用上述进一步方案的有益效果是：路灯杆及太阳能电池板支架采取热镀锌处理，可以实现20年以上的防锈防腐。进一步地，所述电池组保护箱安装在所述灯杆靠近太阳能电池板支架的位置。采用上述进一步方案的有益效果是：将所述电池组安装在靠近太阳能电池板支架的位置，避免设备之间连接的距离过长而增加线损，同时，安装在高处还有防盗的作用。进一步地，所述BMS保护板采用集成电路-集成芯片方案，使用10节电芯串联，用于为所述电池组提供过充电保护、过放电保护、过流保护、短路保护以及过温保护，并自动均衡所述电池组的充电过程，通过预设电池组的过充和过放电压，然后针对每一串电池的电压进行监测，在充电过程中，通过智能电阻消耗式充电均衡处理，使每一串电池之间的电压达到一致，使电池组电压均衡达到最佳效果，不会因电压压差而对电池产生永久损害。采用上述进一步方案的有益效果是：使用BMS保护板具有低静态功耗，可以实现过充电保护，过放电保护，过流保护，短路保护，过温保护等保护功能，充电自动均衡功能，使电池组均衡达到最佳效果，实时监测保护电池组使用。进一步地，所述LED灯模组共4组，所述LED灯模组的使用功率为36W，每组LED灯模组的使用功率为70W，每组LED灯模组包括14颗灯珠，每颗灯珠的功率为5W，光通量为120LM/W，所述LED灯模组均经过二次配光，防水级别达到IP66，并且所述LED灯模组为通过降低每组LED灯模组的使用功率，使所述每组LED灯模组的单灯珠均处于最高能效转换切入点的LED灯模组。采用上述进一步方案的有益效果是：通过使单灯珠处于最高能效转换切入点，使单灯珠能效转换率提升，能大幅提高LED灯模组的光效，有效降低太阳能路灯系统的成本，提高太阳能路灯系统的使用寿命。进一步地，所述最高能效转换切入点为通过多次对所述单灯珠通电，改变输入电流，得到的输出光能最大点。进一步地，所述太阳能电池板为5主栅高效单晶硅太阳能电池板，规格为1640*990*40mm，额定功率为275W，转换效率大于17％。采用上述进一步方案的有益效果是：采用5主栅高效单晶硅太阳能电池板，转换效率大于17％，具有优秀的弱光环境发电性能，并能有效降低因产生隐裂及蜗牛纹造成的电能损失，从而提高电能的供给。进一步地，所述集中器采用GPRS通讯技术，并具有自动MESH功能(无线网格网络，使用网状网络拓扑结构，全智能的自动路由，网络节点可以自注册入网)，通过因特网与后台系统连接，接收所述后台系统的指令，所述集中器具体用于与所述通信装置进行通信，最多可与200个以内的通信装置进行通信，当所述通信装置的信道繁忙时，选择所有信道中最易连接的信道，并采集、上传所述LED灯模组的使用数据，并将所述指令发送给所述控制器，对所述控制器进行设置和监控，还可以通过接收手机短信的方式，实现对路灯的控制或进行使用参数的设置和调整。进一步地，所述电池组为钛酸锂电池组，采用十串两并方式连接。采用上述进一步方案的有益效果是：采用钛酸锂电池组作为储能电池组，具有高安全性、高稳定性、使用寿命长、频繁深循环和绿色环保的优点，并且钛酸锂电池组的内阻极低，在阴雨天仍能使太阳能电池板产生的弱电流涓流而入，保障阴雨天的电力来源。进一步地，所述通信装置为433M无线通讯终端模块，具有自动MESH功能，所述通信装置采用半双工无线通讯方式，具体用于接收所述集中器的指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于太阳能的路灯系统，其特征在于，包括：太阳能电池板、电池组、LED灯模组、控制器、通信装置和集中器，其中，所述太阳能电池板的正极与所述控制器连接，负极与所述电池组连接，所述太阳能电池板用于获取太阳能并转化为电能；所述电池组分别与所述控制器、所述集中器和所述LED灯模组的负极连接，所述电池组用于从所述太阳能电池板获取电能，存储所述电能，并为所述控制器和所述集中器供电；所述LED灯模组的正极与所述控制器连接，所述LED灯模组用于从所述电池组获取所述电能，并将所述电能转化为光能；所述控制器与所述通信装置连接，所述控制器用于控制所述LED灯模组和所述太阳能电池板，并根据所述电池组的电压情况，实时控制所述电池组，避免所述电池组出现过充或过放；所述通信装置与所述集中器连接，用于传输信息；所述集中器用于控制所述通信装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能的路灯系统，其特征在于，包括：太阳能电池板、电池组、LED灯模组、控制器、通信装置和集中器，其中，所述太阳能电池板的正极与所述控制器连接，负极与所述电池组连接，所述太阳能电池板用于获取太阳能并转化为电能；所述电池组分别与所述控制器、所述集中器和所述LED灯模组的负极连接，所述电池组用于从所述太阳能电池板获取电能，存储所述电能，并为所述控制器和所述集中器供电；所述LED灯模组的正极与所述控制器连接，所述LED灯模组用于从所述电池组获取所述电能，并将所述电能转化为光能；所述控制器与所述通信装置连接，所述控制器用于控制所述LED灯模组和所述太阳能电池板，并根据所述电池组的电压情况，实时控制所述电池组，避免所述电池组出现过充或过放；所述通信装置与所述集中器连接，用于传输信息；所述集中器用于控制所述通信装置。2.根据权利要求1所述的路灯系统，其特征在于，还包括：太阳能电池板支架，用于安装所述太阳能电池板；电池管理系统BMS保护板，用于保护所述电池组；电池组保护箱，用于放置所述电池组及所述BMS保护板；LED灯外壳，用于放置所述LED灯模组；灯杆，用于支撑所述LED灯模组及所述LED灯外壳。3.根据权利要求2所述的路灯系统，其特征在于，所述BMS保护板采用集成电路-集成芯片方案，用于为所述电池组提供过充电保护、过放电保护、过流保护、短路保护以及过温保护，并自动均衡所述电池组的充电过程。4.根据权利要求1-3中任一项所述的路灯系统，其特征在于，所述LED灯模组共4组，所述LED灯模组均...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢杰荣，
申请(专利权)人：广州市荣发新能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44