利用上升气流和飞轮电池发电的路灯及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种利用上升气流和飞轮电池发电的路灯及其使用方法，其特点是路灯的立柱内设置风力发电机，立柱上部设置弧面风帽，立柱中设置飞轮电池和控制电路，立柱为透明材料，且设有盐层。使用方法：气流流过弧形风帽，流速加快，压强降低，压强高的气流从下而上，形成一股强上升气流；另一方面，立柱内的黑色的盐层吸收太阳光的热量，被加热的空气向上，形成另一股强上升气流；上述两股强上升气流，推动立柱中风力发电机转动发电，供路灯照明。有益效果：由于发电设施均在路灯立柱内部，维修的几率低。利用盐层作为太阳能发电的设施，比太阳能电池板，具有成本低，寿命长的优点。利用飞轮电池代替化学蓄电池，避免了化学电池的环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于照明设备，尤其是涉及一种利用自然能源发电的路灯。
技术介绍
为了节约能源，保护环境，目前已经出现了几种利用太阳能和风能提供电力的路灯。太阳能发电主要是利用太阳能电池板，风能发电主要是利用路灯顶部安装的风力发电机。上述发电装置均暴露在外，日晒雨淋，使用寿命较低，维修几率高，导致使用成本上升。现有的太阳能和风能路灯的另一个缺点是需配置化学电池，而化学电池要定期维护，且使用寿命有限，废弃电池也会对环境造成污染，这种状态也有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述自然能源发电的路灯，提出一种维修几率较低的自然能源发电的路灯将发电装置设置在能挡风遮雨的路灯立柱内部，利用路灯立柱内的上升气流发电，为路灯提供稳定的电源；并且不使用化学电池蓄电。本专利技术的具体技术装置是这样实现的包括路灯立柱、路灯发光件，其特征是，在路灯立柱上部设置一弧面风帽，路灯立柱内设置多只风力发电机和一飞轮电池及控制电路，路灯立柱下部设有多个进风口 ；控制电路分别与多只风力发电机、飞轮电池及路灯发光件连接；路灯立柱为透明材料，路灯立柱的朝北的部分，设有透明材料制作的半圆筒，半圆筒与路灯立柱等长，两者之间设有盐层；盐层中盐的表面设为黑色；所述的控制电路包括单片机及钮扣电池电源、整流电路、稳压电路、电力电子变换器、继电器和光敏检测单元；所述的多只风力发电机、整流电路、稳压电路、单片机、继电器、路灯发光件顺序连接，钮扣电池电源、光敏检测单元分别与单片机连接，单片机还与电力电子变换器、飞轮电池顺序连接；上述装置的使用方法气流流过弧形风帽，流速加快，压强降低，路灯立柱下部压强高的气流流向上部，形成一股强上升气流，流向外界；另一方面，路灯立柱内的黑色的盐层吸收太阳光的热量，并将热量储存在盐层中，吸收的太阳光的热量加热了路灯立柱内的空气，被加热的空气向上，形成另一股强上升气流，流向外界；这样，上述两股强上升气流，推动路灯立柱中多只风力发电机转动发电；多只风力发电机发出的电，通过控制电路，由电能变换成机械动能储存在飞轮电池中；飞轮电池逐渐积累机械动能；当控制电路检测到环境亮度不足时，接通飞轮电池与路灯发光件之间的电连接，飞轮电池将机械动能变换成电能，供电于路灯发光件照明；当控制电路检测到环境亮度充足时，断开飞轮电池与路灯发光件之间的电连接，飞轮电池停止向路灯发光件供电，路灯发光件熄灭，飞轮电池继续储存机械动能；如此周而复始，路灯发光件依靠自然能源发的电，在夜间照明，白天熄灭。本专利技术与现有的路灯相比有如下有益效果一、由于利用自然能源的发电设施均在路灯立柱内部，维修的几率较低，从而使用成本较低。二、本专利技术利用黑色盐层作为太阳能发电的设施，与太阳能电池板相比较，具有成本低，寿命长的优点。三、利用飞轮电池代替化学电池储存电力，避免了化学电池的环境污染，也避免了化学电池寿命短，须经常维护的缺点。附图说明下面结合图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的总体示意图。图2是图1的剖视图。图3是图2中的路灯立柱I的横截面示意图。图4是飞轮电池的示意图。图5是本专利技术的电路框图。具体实施例方式本专利技术是在路灯立柱I内设置了多只风力发电机2 (见图2)。在路灯立柱上部设置一弧面风帽12。路灯立柱中设置飞轮电池3和控制电路5 (实物未画出)。其中的连接关系参见图5的电路框图。这样，发电的装置均在路灯立柱I内部，以防止在风吹雨淋状态下迅速的损耗。飞轮电池3可以代替化学电池作为电源供电于路灯发光件4。公知典型的飞轮电池3参见图4，其由飞轮电池的飞轮311、轴承312、飞轮电池的电动/发电机313和真空室314四个主要组件构成。飞轮电池的电机和飞轮电池的飞轮都使用磁轴承，使其悬浮，以减少机械摩擦，同时将飞轮电池的飞轮和飞轮电池的电机放置在真空容器中，以减少空气摩擦。这样的飞轮电池的输入输出净效率可达95%左右。所述飞轮电池的电动/发电机313是电动发电互逆式双向电机。电力电子变换器55从外部输入电能,驱动飞轮电池的电动机旋转，飞轮电池的电动机带动飞轮电池的飞轮旋转，飞轮电池的飞轮储存机械动能。当外部负载需要能量时，飞轮电池的飞轮带动飞轮电池的发电机旋转，将机械动能转化为电能，再通过电力电子变换器55变成负载所需要的各种频率、电压等级的电能以满足不同的需求。电力电子变换器55通常是应用M0SFETT和IGBT组成的双向逆变器。控制电路5参见图5，其包括单片机51及钮扣电池电源52、整流电路53、稳压电路54、电力电子变换器55、继电器56和光敏检测单元57 ;所述的多只风力发电机2、整流电路53、稳压电路54、单片机51、继电器56、路灯发光件4顺序连接，钮扣电池电源52、光敏检测单元57分别与单片机51连接，单片机51还通过电力电子变换器55与飞轮电池3连接。多只风力发电机2发出的电，经整流电路53的整流，再经稳压电路54的稳压，通过单片机51的控制，通过电力电子变换器55驱动飞轮电池的电动机313转动，飞轮电池的电动机313带动飞轮电池的飞轮311旋转，飞轮电池的飞轮311储存机械动能；当单片机51从光敏检测单元57中的光敏传感器的获得开灯讯号，则单片机51控制导通电力电子变换器55和飞轮电池3，单片机同时也控制导通继电器56，飞轮电池3发出的电经电力子变换器55、单片机51和继电器56供电于路灯发光件4照明。当单片机51从光敏检测单元57中的光敏传感器的获得闭灯讯号，则单片机51控制飞轮电池3停止发电，同时也闭合继电器56，路灯发光件4熄灭。如果由时间设定单元代替光敏检测单元，也可以实现路灯的自动启闭。光敏检测单元或时间设定单元这类控制电路，均是公知的电路。上述飞轮电池3和控制电路5均是所属
的技术人员所熟识的，不再详细累述。路灯立柱I下部设有多个进风口 11。当自然气流流过弧形风帽12，流速会加快，根据伯努利原理，路灯立柱I上部的压强降低，路灯立柱I下部压强高的气流流向上部，形成一股强上升气流，从风帽下出去，流向外界。气流越快(或者说风越大)，上升气流强度越大。该强上升气流是推动风力发电机2转动的第一股动力源。根据烟筒效应，路灯立柱I越高，该上升气流强度也越大。推动风力发电机2转动的还有另一股上升的气流本专利技术的路灯立柱I为透明材料，可以透过太阳光线。太阳光加热路灯立柱I中的空气，根据热空气上升的原理，推动风力发电机2转动发电。为了在晚上没有太阳时，路灯立柱I内仍有上升的热气流，在路灯立柱I的朝北的部分，设有透明材料制作的半圆筒8 (见图3)，半圆筒8与路灯立柱I等长。在半圆筒8与路灯立柱I之间设有盐层9 (盐具有良好的储热性能，在晚间能够放出热量，加热路灯立柱I内的空气)；盐层9中盐的表面设为吸收太阳光热良好的黑色，该黑色可以用涂黑色颜料的方法加以实现。该黑色有利于吸收太阳光的热量，加热路灯立柱I内的空气。如果在盐层9中的储热不足，热气流会减弱或消失。但前面提到的由压强差形成的强上升气流依然存在，即第一股动力源依然存在，仍旧会推动多只风力发电机2转动发电。综上所述，本专利技术使用的方法是这样实现的当气流流过弧形风帽12，流速会加快，根据伯努利原理，路灯立柱I上部的压强降低，路灯立柱I下部压强高的气流流向上部，形成一股强上升气流，流向外界；另一方面，路灯立柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用上升气流和飞轮电池发电的路灯的使用方法，包括路灯立柱、路灯发光件，其特征是，在路灯立柱上部设置一弧面风帽，路灯立柱内设置多只风力发电机和一飞轮电池及控制电路，路灯立柱下部设有多个进风口；控制电路分别与多只风力发电机、飞轮电池及路灯发光件连接；路灯立柱为透明材料，路灯立柱的朝北的部分，设有透明材料制作的半圆筒，半圆筒与路灯立柱等长，两者之间设有盐层；盐层中盐的表面设为黑色；上述装置的使用方法：气流流过弧形风帽，流速加快，压强降低，路灯立柱下部压强高的气流流向上部，形成一股强上升气流，流向外界；另一方面，路灯立柱内的黑色的盐层吸收太阳光的热量，并将热量储存在盐层中，吸收的太阳光的热量加热了路灯立柱内的空气，被加热的空气向上，形成另一股强上升气流，流向外界；这样，上述两股强上升气流，推动路灯立柱中多只风力发电机转动发电；多只风力发电机发出的电，通过控制电路，由电能变换成机械动能储存在飞轮电池中；飞轮电池逐渐积累机械动能；当控制电路检测到环境亮度不足时，接通飞轮电池与路灯发光件之间的电连接，飞轮电池将机械动能变换成电能，供电于路灯发光件照明；当控制电路检测到环境亮度充足时，断开飞轮电池与路灯发光件之间的电连接，飞轮电池停止向路灯发光件供电，路灯发光件熄灭，飞轮电池继续储存机械动能；如此周而复始，路灯发光件依靠自然能源发的电，在夜间照明，白天熄灭。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯静，
申请(专利权)人：冯静，
类型：发明
国别省市：