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太陽能路燈目前存在以下的缺陷: 發(fā)電效率低,控制性差,能耗高的問題,因此我們設(shè)計了一種新型太陽能智慧路燈。 光照傳感器模塊采集光照數(shù)據(jù),通過光照差值驅(qū)動電機帶動光伏電池板進行太陽跟蹤,提高發(fā)電效率,同時利用采集到的光照數(shù)據(jù)實現(xiàn)對天氣的陰晴判斷,避免了不必要的電機啟停損耗。電機選取超低轉(zhuǎn)速的直流減速電機,在提高轉(zhuǎn)動精確性的同時,簡化了機械設(shè)計。照明控制方式也在傳統(tǒng)時控和光控基礎(chǔ)上增加了微波感應(yīng)控制,通過智能調(diào)光再進一步達到節(jié)能目的。
在新能源的開發(fā)利用中,太陽能以其諸多的優(yōu)點得到了極大的重視,前人利用太陽能制造出了太陽能路燈[9]。這種路燈利用太陽能發(fā)出的電能供給夜間照明使用,不但環(huán)保,而且安裝施工也較為簡便。然而,目前的太陽能路燈存在著以下問題:
(1)光伏電池板角度固定,不能根據(jù)太陽的運行軌跡調(diào)整方向,因此能量轉(zhuǎn)換效率偏低。
解決方案:通過太陽能自動追蹤系統(tǒng),利用實時時鐘為系統(tǒng)提供時鐘信號來源,并采取分時跟蹤的策略。設(shè)定每日早6:00啟動跟蹤,每小時經(jīng)過光照傳感器采集光照數(shù)據(jù)判斷東西兩側(cè)的光照強度,當西側(cè)光強高于東側(cè)光強時,由主控制器發(fā)出信號控制繼電器動作,進而驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。當?shù)竭_晚18:00時,電機反轉(zhuǎn)到達東側(cè)限位開關(guān),結(jié)束跟蹤動作,等待次日跟蹤時間到來。
(2)傳統(tǒng)的路燈控制普遍使用時控和光控,雖然在一定程度上滿足了節(jié)能要求,但是在控制方式上還是略顯單一,有進一步優(yōu)化的空間。
解決方案:采用時控、光控、感應(yīng)控制三者結(jié)合的控制方式。其中感應(yīng)控制使用微波人體感應(yīng)傳感器,利用多普勒效應(yīng)的原理以非接觸方式感應(yīng)是否有行人經(jīng)過。
智能照明控制流程如圖3所示,設(shè)定每晚18:00開啟照明,開啟前先進行環(huán)境照度檢測,如果環(huán)境照度低于設(shè)定閾值,則確認開啟照明,直至晚23:00為全功率照明模式,以滿足日常人行亮度需求。晚23:00以后進入半功率照明模式,這時啟動微波人體感應(yīng)傳感器,當有行人經(jīng)過路燈時,照明亮度提高,人離開后,照明亮度降低。
大部分地區(qū)都具有良好的太陽能資源,充分利用太陽能清潔環(huán)保的特點設(shè)計的太陽能智慧路燈既提高了發(fā)電效率,又降低了耗電量,達到了節(jié)能減排的效果。太陽能智慧路燈產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單,安裝、維護方便,且成本低,投資回收期短。 是未來一種有發(fā)展的新型路燈產(chǎn)品。