防爆太阳能LED设备灯系统结构技术方案

本实用新型专利技术涉及防爆太阳能ＬＥＤ设备灯系统结构，是防爆太阳能ＬＥＤ的实际应用，主要解决石油化工行业以及其它易燃易爆危险场所照明问题；系统结构包括太阳能电池板、蓄电池控制箱、ＬＥＤ灯具三大部分；根据采用阀控密封式铅酸蓄电池、胶体电池和锂电池的差异设计出蓄电池控制箱内部组成不同的系统结构示例，这几种结构和太阳能电池板、ＬＥＤ灯具构成了原理、功能几乎一样的太阳能ＬＥＤ光电系统；该系统实现了一种开源节流、安全环保的新型防爆照明产品。太阳能电池组件采用本安防爆设计，控制电路板装在隔爆盒内，隔爆盒可接入２２０ＶＡＣ备用电源，控制电路可根据天气情况启动备用电源，使用安全栅输出后灯具部分为本质安全型，各部分外部通过电缆连接，因此该设备灯防爆技术不但使太阳能在石油化工行业广泛应用成为可能，还可充分利用可再生能源实现照明节能；高品质的ＬＥＤ寿命长，灯具内的驱动让ＬＥＤ保持恒定亮度；使用了单片机和专用电脑芯片，具备应急灯功能，一灯两用，独立安全，自成系统，在无人操作下可独立正常运行，使用方便。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种防爆太阳能LED设备灯系统结构，具体是一种组合式一体化防爆太 阳能LED设备灯，一种充分利用太阳能的主体采用本质安全防爆技术的复合型防爆太阳能LED 照明产品；尤其是将太阳能LED设备灯用于石油石化等行业易燃易爆环境中的防爆太阳能LED 设备灯系统结构，属于利用可再生能源_ —太阳能、照明用白光LED固态冷光源在技术上进 行防爆技术设计的系统结构。
技术介绍
国内外能源紧缺，环境恶化，传统能源一一煤炭、石油等价格不可逆转的上涨，加重了 社会成本，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构， 维持长远的可持续发展，直至目前为止，太阳能发电技术最为成熟，已经在世界范围内广泛 采用。在某些行业的易燃易爆环境中，如石油、石化、化工、煤矿等行业，由于工作需要防 爆照明灯具，传统的防爆照明灯具每年消耗的常规电能巨大，维护费用也相当大，节能形势 严峻，节能节电产业任重道远。太阳能是照明节能的最佳选择，大功率LED必将取代传统照 明灯。但目前太阳能照明产品的太阳能电池组件等各部分防爆问题、阴雨天要求照明不间断 问题、灯具消防应急功能问题、使用方便性问题等是制约其在石油石化行业广泛应用的瓶颈。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的缺点，本技术的目的是通过系统结构上的设计提供一 种可行实用的防爆太阳能LED设备灯，使太阳能技术、LED技术在石油化工等行业得到广泛 应用成为可能，提供了一种充分利用太阳能的主要采用本质安全防爆技术的复合型防爆太阳 能LED设备灯系统结构，它实用性强，防爆效果理想。达到上述目的所采取的技术措施是由电源部分，控制部分，储能部分，灯具部分组成； 太阳能电池组件、蓄电池组、控制箱、保护盒、智能控制器、安全栅、备用电源降压转换模 块、隔爆盒、LED灯具等，结构上分太阳能电池板、蓄电池控制箱、LED灯具三部分；防爆设 计太阳能电池板为本质安全型，工作在非本安范围的电路板为隔爆型，蓄电池为本质安全 型或增安型，灯头为本质安全型；经隔爆接线盒可接入220VAC备用电源，在充分利用太阳能 的前提下达到可靠性和经济性的最佳结合。技术方案本技术的目的是这样实现的该防爆太阳能LED设备灯系统结构电源部分是太阳能电池板，电源来源于太阳能，太阳 能电池板在白天阳光辐射下将太阳辐射能转换为直流电能，该直流电经控制器、导线对蓄电 池进行充电，供夜晚照明；对太阳能电池组件重新设计，解决太阳能电池组件的防爆问题； 太阳能电池板防爆设计采用了本安防爆技术，把功率、电流大的太阳能电池组件分成多个部 分，使每部分的输出本安化。太阳能直流电由电缆进入控制箱后再进入隔爆盒；可接入220VAC 备用电源，备用电源由隔爆管接入隔爆盒。该防爆太阳能LED设备灯系统结构储能部分是阀控式免维护铅酸蓄电池、胶体电池或锂 电池；蓄电池组经过控制器把太阳能电池组件产生的电能储存起来再供给LED光源照明；使用增安型的铅酸蓄电池、胶体电池，对接线端子进行胶封，或使用锂电池，对锂电池进行本 安设计；把蓄电池装进保护箱子里面，增强安全性。该防爆太阳能LED设备灯系统结构控制部分由控制器、安全栅、备用电源降压转换模块 等组成；安全栅确保输出本安化，在特定位置根据需要使用一块或多块一样或不完全一样的安全 栅；选用备用电源时，220VAC备用电源通过隔爆盒接入，经降压转换模块转换为低压直流电， 若装降压转换模块的隔爆盒附在箱体外或转换后的低压直流电进入工作在本安范围的控制电 路，则需在降压转换模块后加安全栅一起装在隔爆盒里使输出本安化，成为安全可用的备用 电源。控制器完成主要的四个功能蓄电池充放电保护、控制，光控开关灯，应急功能控制， 切换备用电源控制；控制器使用单片机和专用电脑芯片，使该设备灯具备应急灯功能， 一灯两用，自成系统， 在无人操作下可独立安全可靠地正常运行；使用了单片机和专用软件，实现了智能控制；利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控 制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性， 符合蓄电池固有的特性，即不同的放电率具有不同的终了电压；有过充、过放、过载保护、 独特的防反接保护等全自动控制；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使 系统有更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿；所有控制全部采用工业级芯片，能在寒 冷、高温、潮湿环境运行自如；使用了光控设置，在无人操作下可独立正常运行，使用极其 方便；备用电源自动切换控制，控制器对蓄电池容量进行控制，对正常使用范围容量和应急容 量的比例进行控制，既保护了蓄电池，延长蓄电池使用寿命，又使设备灯兼有应急功能，一 灯两用；兼有工作照明和应急照明功能；接入备用电源时，备用电源停电后自动转换为应急 功能，应急工作时间大于90分钟，符合相关标准。本技术的控制器专为太阳能直流供电系统、太阳能直流防爆LED设备灯系统设计， 并使用了专用电脑芯片的智能化控制器。采用光控开关，完成正常照明控制。具有过载、独 特的防反接保护，充满、过放自动关断、恢复等全功能保护措施。本控制器通过电脑芯片对 蓄电池的端电压、放电电流、环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样，通过专用控制模 型计算，实现符合蓄电池特性的放电率、温度补偿修正的高效、高准确率控制，并采了用高 效P丽蓄电池的充电模式，保证蓄电池工作在最佳的状态，大大延长蓄电池的使用寿命。使用了专用电脑芯片的智能化控制器对蓄电池进行充放电控制，具有过充、过放保护， 智能控制器输出蓄电池处在正常电压、欠压、过放电压的信号给使切换控制芯片；智能化控制器对蓄电池的端电压、放电电流、环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采 样，通过专用控制模型计算，输出相关信号给备用电源控制器，备用电源控制器在蓄电池电 压降低到欠压状态时切换到经变压转换的低压直流备用电源给负载供电，当蓄电池电压恢复 到正常工作范围时自动切换为由蓄电池给负载供电。当夜晚蓄电池处于欠压状态而备用电源 停电时，存储在蓄电池欠压至过放之间的电能给负载供电。智能控制器是直流控制器，其中智能控制器对LED设备灯实施控制，从而使得该太阳能 电池组件在阳光下向蓄电池组充电，没有阳光的情况下蓄电池组提供直流电给负载；所述直 流控制器能够在有阳光的情况下确保蓄电池组不会因为过充电而损坏，且在没有阳光的情况 下确保蓄电池组不会因为过放电而损坏；所述智能控制器还具备以下功能中的多种光控、 时控、延时、光控开灯定时关灯、温度补偿、防雷以及防反接保护；所述智能控制器采用无 触点控制技术；所述的备用电源控制器对负载供电根据蓄电池电压、电流、容量等在蓄电池 和备用电源间切换。智能控制器对LED设备灯实施控制，从而使得该太阳能电池组件在阳光下向蓄电池组充4电，没有阳光的情况下蓄电池组提供电力给直流灯负载。智能控制器是直流控制器，该直流控制器能够在有阳光的情况下确保蓄电池组不会因为 过充电而损坏，且在没有阳光的情况下确保蓄电池组不会因为过放电而损坏。智能控制器还具备光控、时控、声控、温度补偿、防雷以及反极性保护的功能。光控功能可实现无太阳光时自动点亮，有太阳光时自动关闭，也可以实现光控开灯定时 关灯，还具有在无太阳光的情况下自动切换负载的功能。该防本文档来自技高网...

【技术保护点】
防爆太阳能ＬＥＤ设备灯系统结构，由太阳能电池、蓄电池、控制箱、安全栅、智能控制器、２２０ＶＡＣ备用电源降压转换控制器、隔爆盒、ＬＥＤ灯具组成；其特征在于：太阳能电池组件采用本安防爆设计，智能控制器、２２０ＶＡＣ备用电源降压转换控制器装在隔爆盒内，隔爆盒采用隔爆防爆设计，隔爆盒、本质安全型或增安型蓄电池装在控制箱里，ＬＥＤ灯具采用本安防爆设计。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：
申请(专利权)人：北京瑞阳安科技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]