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太阳能智慧路灯的设计原理及研发生产

  太阳能路灯目前存在以下的缺陷: 发电效率低,控制性差,能耗高的问题,因此我们设计了一种新型太阳能智慧路灯。 光照传感器模块采集光照数据,通过光照差值驱动电机带动光伏电池板进行太阳跟踪,提高发电效率,同时利用采集到的光照数据实现对天气的阴晴判断,避免了不必要的电机启停损耗。电机选取超低转速的直流减速电机,在提高转动精确性的同时,简化了机械设计。照明控制方式也在传统时控和光控基础上增加了微波感应控制,通过智能调光再进一步达到节能目的。

  在新能源的开发利用中,太阳能以其诸多的优点得到了极大的重视,前人利用太阳能制造出了太阳能路灯[9]。这种路灯利用太阳能发出的电能供给夜间照明使用,不但环保,而且安装施工也较为简便。然而,目前的太阳能路灯存在着以下问题:

  (1)光伏电池板角度固定,不能根据太阳的运行轨迹调整方向,因此能量转换效率偏低。

  解决方案:通过太阳能自动追踪系统,利用实时时钟为系统提供时钟信号来源,并采取分时跟踪的策略。设定每日早6:00启动跟踪,每小时经过光照传感器采集光照数据判断东西两侧的光照强度,当西侧光强高于东侧光强时,由主控制器发出信号控制继电器动作,进而驱动电机转动。当到达晚18:00时,电机反转到达东侧限位开关,结束跟踪动作,等待次日跟踪时间到来。

  (2)传统的路灯控制普遍使用时控和光控,虽然在一定程度上满足了节能要求,但是在控制方式上还是略显单一,有进一步优化的空间。

  解决方案:采用时控、光控、感应控制三者结合的控制方式。其中感应控制使用微波人体感应传感器,利用多普勒效应的原理以非接触方式感应是否有行人经过。

  智能照明控制流程如图3所示,设定每晚18:00开启照明,开启前先进行环境照度检测,如果环境照度低于设定阈值,则确认开启照明,直至晚23:00为全功率照明模式,以满足日常人行亮度需求。晚23:00以后进入半功率照明模式,这时启动微波人体感应传感器,当有行人经过路灯时,照明亮度提高,人离开后,照明亮度降低。

  大部分地区都具有良好的太阳能资源,充分利用太阳能清洁环保的特点设计的太阳能智慧路灯既提高了发电效率,又降低了耗电量,达到了节能减排的效果。太阳能智慧路灯产品结构简单,安装、维护方便,且成本低,投资回收期短。 是未来一种有发展的新型路灯产品。


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