专利名称：太阳能、风能或风光互补集中供电的led隧道区域照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能供电、风能供电、LED隧道照明相关领域，公开 了一种环保节能型太阳能、风能或风光互补集中供电的LED隧道区域 照明系统设计方法，及相关具体应用太阳能、风能转换为电能进行集 中供电的LED隧道区域照明系统设计方案。
背景技术：
自19世纪开始，电力逐渐取代各种应用能源成为最大的能源应用 方式，在照明领域更是如此。中国自19世纪末20世纪初开始铺设电 力网络，至今已建设完成了遍布全国的较完善的电力网络，但与之相 对的，每年国家在电力传输中损耗的电量超过千亿度，占全国总耗电 量的8%。其中，西北、西南、东北等地区，地广人稀，其输电损耗主 要在于交通运输沿线照明用电的电线损耗上，同时，这些电缆的铺设 与维护也要消耗巨大的人力物力，另外，在部分偏远山区建立观察站、 防护站等设施，其照明电力来源获取也很困难。如果能将这些交通运 输沿线照明设备与发电设备相结合，将大大减少输电损耗，在节能、 环保及经济等方面都能产生巨大有利作用。另外，在部分偏远山区建 立观察站、防护站等设施，其照明电力来源获取也很困难，如果将其 照明设备与发电设备相结合，也能解决很多的难题。1831年，世界上出现了第一台人力发电机，19世纪80年代，火 力发电机和水力发电机相继诞生，经过一百多年的发展，火电与水电技术日趋完善，但其地理依赖性强、结构复杂，安装繁杂，火力发电 还需要依赖燃料，易产生环境污染，应用与照明设备结合，依然存在 各方面的制约因素。1891年，丹麦人开始利用风车进行发电，1950年，第一台太阳能 发电机在前苏联诞生。风能、太阳能都取之不尽用之不竭，在风电、 光电转换过程中不会产生环境污染，且发电设备结构简单，安装便捷。 随能源紧缺问题的浮现，风能和太阳能发电技术快速发展，与偏远地 区交通运输照明结合，可以达到最佳的小范围照明供电效果。1965年，全球第一款商业化发光二极管(LED)诞生，90年代后 期，通过蓝光激发YAG荧光粉，首次研制出产生白光的LED;随着技 术的不断进步，近年来白光LED的发展相当迅速，白光LED的发光效 率大大超过白炽灯，向荧光灯逼近。现今的LED因其光效高、能耗低、 使用寿命长等优点，使其成为与风光供蓄电互补供电系统配合组成照 明系统的最佳选择。风光互补照明技术在国内也已有应用，但目前国内大多数风光互 补照明技术的应用仍基于传统热发光光源照明，因其光效低、热耗大、 使用寿命短、应用环境要求较高等各种原因对照明系统产生了较大的 负担。另外，国内现有的风光互补照明技术原理大多数均是基于发电设 备与灯具的结合，即将发电设备、蓄电池作为部件直接安装于灯具上， 主要体现在如中国专利申请公开号CN200946783Y及CN2926783Y所公 开文献中说明的风光互补照明灯具，其对灯具的安放位置有较高要求， 当灯具所处位置位于隧道中，难以接触日照与自然风时，照明系统的 使用就受到了限制。国内也有部分住宅采用风光发电系统与用电设备分开设置的供电 系统，但大多数供电对象为短时间用电设备，且发电系统与用点设备 的距离也有限制。对需要长时间持续照明的隧道照明系统来说，并不 适用。发明内容本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，在某一非特定隧道区 域内，设计一个无地形与环境限制，且无须外部补充供电的太阳能、 风能或风光互补照明系统，将太阳能发电设备、风能发电设备、蓄电 设备独立于照明设备之外，并通过一总控电路对某一区域内的所有照 明设备进行供电。本发明的目的是这样实现的， 一种太阳能、风能或风光互补集中供电的LED隧道区域照明系统，其特征是设有太阳能发电系统、风能 发电系统、整流设备、蓄电设备、分流控制器、输出转换电源、LED 隧道照明设备，太阳能发电系统、风能发电系统分别连接整流设备和 蓄电设备，蓄电设备通过分流控制器、输出转换电源连接LED隧道照 明设备。所述的蓄电设备包括单块蓄电池、蓄电池阵列和蓄电站。 所述的整流设备包括一个太阳能整流控制器、 一个风能整流控制器和一个整合电路，太阳能整流控制器、风能整流控制器分别连接整合电路。所述的LED隧道照明设备包括一组、二组和多组，每组LED隧道 照明设备设有一组独立驱动与控制的输出转换电源。所述的分流控制器与输出转换电源之间输电距离大且输电功率大 时装有变压器。 '本发明中，整个照明系统所需电能均由太阳能发电系统与风能发 电系统共同提供而无需外界补充供电。当外界光能充足而风力不足时，可省略风能发电系统，仅通过太阳能发电系统提供照明电力；同理， 当外界风能充足而日照不足时，可省略太阳能发电系统，仅通过风能 发电系统提供照明电力。太阳能与风能转换为的电能先储入蓄电设备， 再由蓄电设备对LED隧道照明设备供电。蓄电设备根据具体应用的需要可以是单块蓄电池，也可以是蓄电 池阵列，还可以是蓄电站或其他蓄电装置，其容量应根据具体耗电量 与外界自然环境变化频率与幅度具体设置。LED隧道照明设备，是意指某一区域内所有LED隧道照明设备的总 和，其可以为LED隧道泛光灯等灯具照明形式，也可以为LED导光墙、 LED电子显示屏等光显照明形式。多个对供电控制要求相同，且可串 并连接的LED隧道照明设备可以综合成为一个LED隧道照明设备组， 由一组输出转换电源进行供电控制。每组输出转换电源所带LED隧道 照明设备的数量由其输出功率决定。输出转换电源作用为将分流控制器输出的电流转换为可以直接驱 动LED隧道照明设备的电流；依具体应用需要，输出转换电源中还应 设置对应的LED隧道照明设备组进行控制的控制设备。本发明中，区域集中蓄电与各LED隧道照明设备组单独供电之间 的分流转换通过分流控制器来实现，分流控制器的作用为将蓄电设备 提供的电流分为多股输往各输出转换电源，并控制输往各输出转换电 源的电功率。当整个照明区域内的所有LED隧道照明设备可集为一个 LED隧道照明设备组时，可省略分流控制器，而通过输出转换电源进 行电路控制。分流控制器与各输出转换电源之间的输电距离大且输电功率高 时，可在两者中加装变压器，使其间的输电线路为高压输电线路以减 少线损。太阳能、风能或风光互补集中供电的LED隧道区域照明系统，其 供电对象主要为隧道区域内的LED照明设备，但并不能理解为限制其 对隧道区域内或区域附近其他用电设备的供电。太阳能、风能转换为电能对照明设备供电，无须系统外供电，适 用于各种不利于外部供电的环境；将太阳能发电设备、风能发电设备、 蓄电设备独立于单组照明设备之外，使照明设备无须放置于日照与风 力环境中，从而使整个照明系统可以适应各种地下或山体中的应用环 境；应用LED照明设备，提高光效，减少能耗，增长使用寿命，减少 系统维护成本。
图1为本发明的原理图； 图2为本发明系统示意图。图中l太阳能发电系统、2风能发电系统、3整流设备、4蓄电 设备、5分流控制器、6输出转换电源、7 LED隧道照明设备、8太阳 能整流控制器、9风能整流控制器、IO整合电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明在具体环境中的应用，附图及应用说明仅 用于对本发明的解释说明，并不代表实际产品，可理解为对本发明的 优选实施例，而不应理解为对本发明的限制。本实施例为一段400余米长的山体隧道区域LED照明系统。山区 隧道铺设线缆耗时耗力，供电困难，且隧道内部无日照，也很难提供足够风能满足整个隧道照明需要，无法应用风光照明一体化灯具，因此采用本发明风光互补集中供电的LED照明系统。其具体实现如下本系统包含一组大功率太阳能发电系统1与一组大功率风能发电系统2，分设于山阳光照较强开阔处与山顶风力较强开阔处。太阳光 光能与自然风风能经太阳能发电系统1与风能发电系统2转化为电能， 分别接入整流设备(整流电器箱)3的经太阳能整流控制器8和风能 整流控制器9，再经整合电路10使电流整合后接入蓄电设备(蓄电站) 4。本照明系统包含的LED隧道照明设备7为20盏LED隧道灯，分为 四组进行照明，蓄电站输出的电流先接入分流控制器5，分为四路分 别接入四个输出转换电源6，经转换后接入四组LED隧道照明设备(LED 隧道灯)7，实现照明供电。本实施例中，蓄电设备4为单独设置的蓄电站，整流设备3为整 流电器箱，与分流控制器5分置于蓄电站的输入口与输出口，四组输 出转换电源，每个驱动5盏LED隧道灯。因隧道区域需要长时间不间 断照明，故不需要在输出转换电源内单独设置控制电路，可在分流控 制器内设置开关电路进行总控制。输出转换电源位置靠近照明设备， 因分流控制器与单个输出转换电源之间输电线路较长，可分别在分流 控制器与输出转换电源内设置变压器以提高期间输电线路电压。
权利要求
1、一种太阳能、风能或风光互补集中供电的LED隧道区域照明系统，其特征是设有太阳能发电系统、风能发电系统、整流设备、蓄电设备、分流控制器、输出转换电源、LED隧道照明设备，太阳能发电系统、风能发电系统分别连接整流设备和蓄电设备，蓄电设备通过分流控制器、输出转换电源连接LED隧道照明设备。
2、 根据权利要求1所述的太阳能、风能或风光互补集中供电的LED 隧道区域照明系统，其特征是所述的蓄电设备包括单块蓄电池、蓄电 池阵列和蓄电站。
3、 根据权利要求1所述的太阳能、风能或风光互补集中供电的LED 隧道区域照明系统，其特征是所述的整流设备包括一个太阳能整流控 制器、 一个风能整流控制器和一个整合电路，太阳能整流控制器、风 能整流控制器分别连接整合电路。
4、 根据权利要求1所述的太阳能、风能或风光互补集中供电的LED 隧道区域照明系统，其特征是所述的LED隧道照明设备包括一组、二 组和多组，每组LED隧道照明设备设有一组独立驱动与控制的输出转 换电源(。
5、 根据权利要求1所述的太阳能、风能或风光互补集中供电的LED 隧道区域照明系统，其特征是所述的分流控制器与输出转换电源之间 输电距离大且输电功率大时装有变压器。
6、 根据权利要求1所述的太阳能、风能或风光互补集中供电的LED 隧道区域照明系统，其特征是所述的太阳能发电系统。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能、风能或风光互补集中供电的LED隧道区域照明系统，其特征是设有太阳能发电系统、风能发电系统、整流设备、蓄电设备、分流控制器、输出转换电源、LED隧道照明设备，太阳能发电系统、风能发电系统分别连接整流设备和蓄电设备，蓄电设备通过分流控制器、输出转换电源连接LED隧道照明设备。整个照明系统所需电能均由太阳能发电系统与风能发电系统共同提供而无需外界补充供电。太阳能、风能转换为电能对照明设备供电，无须系统外供电，使整个照明系统可以适应各种地下或山体中的应用环境；应用LED照明设备，提高光效，减少能耗，增长使用寿命，减少系统维护成本。
文档编号H02J7/34GK101267121SQ20071019095
公开日2008年9月17日 申请日期2007年12月4日 优先权日2007年12月4日
发明者杰 史 申请人:杰 史