一种用于太阳能户外路灯的高频放电系统的制作方法

本发明实施例涉及太阳能发电领域，具体涉及一种用于太阳能户外路灯的高频放电系统。

背景技术：

太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(solarcells)是利用半导体材料的电子学特性实现p-v转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑(照明)一体化"技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

太阳能的使用主要分为几个方面：家庭用小型太阳能电站、大型并网电站、建筑一体化光伏玻璃幕墙、太阳能路灯、风光互补路灯、风光互补供电系统等。

太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，免维护阀控式密封蓄电池(胶体电池)储存电能，超高亮led灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传统公用电力照明的路灯。无需铺设线缆、无需交流供电、不产生电费；采用直流供电、光敏控制；具有稳定性好、寿命长、发光效率高，安装维护简便、安全性能高、节能环保、经济实用等优点。

由于太阳能发电受昼夜、晴雨、季节的影响，因此，太阳能路灯也是存在容易受到天气影响的问题，在阴雨天气时，产生的电量少，不能够保证路灯全天候有电，且对于其照明亮度也是存在很大的影响。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种用于太阳能户外路灯的高频放电系统，本通过采用高频放电装置，根据蓄电池容量以及led参数进行阶梯式放电调控，能够使电能储存装置里产生的有限电量更大限度的使用，解决阴雨天产生的电量少而造成路灯断电的现象，整个系统可以使用等电量的输出而产生光照亮度增大以及照射范围增大的效果，并且可以合理节约电量的消耗，以解决现有技术中由于太阳能发电受到阴雨天气影响导致的无法全天候照明以及影响照明亮度的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种用于太阳能户外路灯的高频放电系统，包括太阳能组件、电能储存装置、pwm控制器和led灯，所述太阳能组件收集光能并转换成电能存储在电能储存装置内，电压经pwm控制器恒压控制后输出至led灯，实现led灯照明，所述电能储存装置和pwm控制器之间连接有高频放电装置，所述高频放电装置用于检测电能储存装置的存储电量、计算led灯所需电量、采用阶梯式放电方法控制放电量；

高频放电装置包括电量检测模块、耗能电量计算模块、光源数据库和放电控制模块；

电量检测模块用于检测电能储存装置内存储电量；

耗能电量计算模块用于根据led灯电功率和时间计算其在照明期间所需电能，所述耗能电量计算模块与光源数据库连接，用于获取光源数据库内存储的led灯的基本参数；

放电控制模块用于采用阶梯式放电方法控制高频放电装置的放电量。

进一步地，所述太阳能组件具体为太阳能板，用于采集太阳光能。

进一步地，所述电能储存装置包括太阳能控制器和蓄电池，所述太阳能控制器用于将太阳能组件收集的光能转换为直流电能存储在蓄电池内。

进一步地，所述蓄电池设置为两组，且两组蓄电池与太阳能控制器并联连接，所述蓄电池具体为磷酸铁锂电池。

进一步地，所述电量检测模块为在线式蓄电池容量检测仪器，具体可为bosch蓄电池电量传感器。

进一步地，所述放电控制模块与pwm控制器和太阳能控制器连接，用于控制蓄电池阶梯式高频放电。

进一步地，所述高频放电装置还包括计时模块、温度检测模块和寿命预估模块，所述温度检测模块用于检测蓄电池的运行温度，计时模块用于检测蓄电池的充放电时间，所述计时模块和温度检测模块输出端与寿命预估模块输入端连接，用于通过时间和温度检测数值计算预估蓄电池使用寿命，所述高频放电装置通过无线通讯模块连接路灯控制系统，所述路灯控制系统输出端连接维修终端。

进一步地，所述高频放电装置还包括预告防范模块，所述预告防范模块通过4g/5g网络连接天气预报接口，所述天气预报接口具体为国家气象局和其他天气预报网站提供的用于获取天气信息的接口。

进一步地，所述预告防范模块输出端与放电控制模块、太阳能控制器和路灯控制系统连接，用于根据天气情况合理安排电能存储、消耗以及供电方式。

本发明实施例具有如下优点：

1、本发明通过采用高频放电装置，根据蓄电池容量以及led参数进行阶梯式放电调控，能够使电能储存装置里产生的有限电量更大限度的使用，解决阴雨天产生的电量少而造成路灯断电的现象，整个系统可以使用等电量的输出而产生光照亮度增大以及照射范围增大的效果，并且可以合理节约电量的消耗，主要用于太阳能一体化路灯的户外设备和园区景观灯；

2、本发明通过计时模块、温度检测模块和寿命预估模块的配合使用，能够通过蓄电池的运行温度、时间等进行寿命预估，当蓄电池损耗严重时，可以将报警信息发送给路灯控制系统，由其统一调配，通过维修终端通知维修员进行蓄电池的维护或是更换，便于智能化管理；

3、本发明通过设置预告防范模块，利用天气预报接口访问国家气象局或是其他天气预报网站，获取路灯所在地区的天气状况，根据天气预报信息进行智能调控存储电量和阴雨天气前的电能消耗，为预报的阴雨天气期间预备充足的电量，还可以通过路灯控制系统调节照明路灯的数量，从而保证阴雨天气时的全天候照明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的整体系统框图；

图2为本发明提供的高频放电装置放电控制结构框图；

图3为本发明提供的高频放电装置寿命预估结构框图；

图4为本发明提供的高频放电装置预告防范结构框图；

图中：1太阳能组件、2电能储存装置、21蓄电池、22太阳能控制器、3高频放电装置、31电量检测模块、32耗能电量计算模块、33放电控制模块、34光源数据库、35温度检测模块、36寿命预估模块、37计时模块、38预告防范模块、4pwm控制器、5led灯、6天气预报接口、7路灯控制系统、8维修终端。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照说明书附图1-2，该实施例的一种用于太阳能户外路灯的高频放电系统，包括太阳能组件1、电能储存装置2、pwm控制器4和led灯5，所述太阳能组件1收集光能并转换成电能存储在电能储存装置2内，电压经pwm控制器4恒压控制后输出至led灯5，实现led灯5照明，所述电能储存装置2和pwm控制器4之间连接有高频放电装置3，所述高频放电装置3用于检测电能储存装置2的存储电量、计算led灯5所需电量、采用阶梯式放电方法控制放电量；

高频放电装置3包括电量检测模块31、耗能电量计算模块32、光源数据库34和放电控制模块33；

电量检测模块31用于检测电能储存装置2内存储电量；

耗能电量计算模块32用于根据led灯5电功率和时间计算其在照明期间所需电能，所述耗能电量计算模块32与光源数据库34连接，用于获取光源数据库34内存储的led灯5的基本参数；

放电控制模块33用于采用阶梯式放电方法控制高频放电装置3的放电量。

进一步地，所述太阳能组件1具体为太阳能板，用于采集太阳光能。

进一步地，所述电能储存装置2包括太阳能控制器22和蓄电池21，所述太阳能控制器22用于将太阳能组件1收集的光能转换为直流电能存储在蓄电池21内。

进一步地，所述蓄电池21设置为两组，且两组蓄电池21与太阳能控制器22并联连接，所述蓄电池21具体为磷酸铁锂电池。

进一步地，所述电量检测模块31为在线式蓄电池21容量检测仪器，具体可为bosch蓄电池电量传感器。

进一步地，所述放电控制模块33与pwm控制器4和太阳能控制器22连接，用于控制蓄电池21阶梯式高频放电。

实施场景具体为：本发明在使用时，太阳能板采集太阳光能并通过太阳能控制器22转换为直流电能存储在蓄电池21内，实现照明通过此电能，蓄电池21存储的电能通过太阳能控制器22输送给高频放电装置3，实现高频放电，再由pwm控制器4控制电压恒定，给led灯5供电，实现照明；

在led灯5开启时，电量检测模块31能够检测蓄电池21此时剩余的电能，同时根据光源数据库34内存储的led灯5电功率等参数，耗能电量计算模块32计算led灯5单位时间内所需电能，根据此电能，放电控制模块33采集蓄电池21内相应的电能，放电到led灯5上，使其产生亮度，这样就解决了阴雨天气产生的电量少也能使路灯全天候有电，从而产生照明；

并且使用高频放电装置3，可以使同样是3v的电压在相同时间内频率增加到更高的倍数，具体增加倍数由具体输出的光源承受范围来定，最终产生的光照亮度就比较大，可照射范围也比较大。

放电控制模块33在运行时，具体采用阶梯式放电方法控制放电量：

太阳能组件1参数：

实际功率不考虑背面反光的增值部分：开路电压4.8v，工作电压4.32v，短路电流9.6a，工作电流9.2a，最大输出功率38.40w；

最小功率输出：开路电压4.5v，最小短路电流800ma。

led灯5参数：

采用平面光源，工作电压3v，led数量1186颗，led全部并联，电功率3.5w，led单颗的电压值公差：±0.1v，避免小电流时候平面出现暗斑。

放电方式：工作电压3v，高频放电2k，占空比3:1；

采用阶梯放电：

第一时段2小时，放电2000ma(1000ma全功)；

第二时段4小时，放电2000ma(500ma半功)；

第三时段4小时，放电1200ma(300ma30％功)；

或第三时段2小时，放电800ma(200ma20％全功)。

蓄电池21参数：

材质：磷酸铁锂电池，容量：8000mahx2组，两组并行，标称电压：3.2v；

充电时：设计充电时间4.5小时，8000mah充满电的充电电流为1700ma，没有太阳直射的地方，太阳能组件1加大，用2个或3个进行并联，增加充电电流；

平均每两小时测量一下2组蓄电池21，给电压低的电池充电。

本发明通过采用高频放电装置3，能够使电能储存装置2里产生的有限电量更大限度的使用，解决阴雨天产生的电量少而造成路灯断电的现象，整个系统可以使用等电量的输出而产生照射范围增大的效果，并且可以合理节约电量的消耗，主要用于太阳能一体化路灯的户外设备和园区景观灯。

参照说明书附图3，所述高频放电装置3还包括计时模块37、温度检测模块35和寿命预估模块36，所述温度检测模块35用于检测蓄电池21的运行温度，计时模块37用于检测蓄电池21的充放电时间，所述计时模块37和温度检测模块35输出端与寿命预估模块36输入端连接，用于通过时间和温度检测数值计算预估蓄电池21使用寿命，所述高频放电装置3通过无线通讯模块连接路灯控制系统7，所述路灯控制系统7输出端连接维修终端8。

实施场景具体为：本发明在整个led灯5运行的期间，由温度检测模块35实时检测并记载蓄电池21的运行温度，并且通过计时模块37计算蓄电池21的充放电时间，并且详细记录高频放电时间，寿命预估模块36通过温度和时间，可以推算出蓄电池21的耗损程度，继而计算出使用寿命，通过预估的数值，当蓄电池21损耗严重时，可以将报警信息发送给路灯控制系统7现有的路灯都是由路灯控制系统7通过网络实施对路灯进行控制和实时信息检测，由路灯控制系统7统一调配相关区域内的维修员，调配信息发送给维修终端8，维修员接收信息后可以进行蓄电池21的维护或是更换，便于智能化管理。

参照说明书附图4，所述高频放电装置3还包括预告防范模块38，所述预告防范模块38通过4g/5g网络连接天气预报接口6，所述天气预报接口6具体为国家气象局和其他天气预报网站提供的用于获取天气信息的接口。

进一步地，所述预告防范模块38输出端与放电控制模块33、太阳能控制器22和路灯控制系统7连接，用于根据天气情况合理安排电能存储、消耗以及供电方式。

实施场景具体为：本发明通过设置预告防范模块38，利用4g/5g网络连接国家气象局和其他天气预报网站提供的天气预报接口6，访问国家气象局或是其他天气预报网站，获取路灯所在地区的天气状况，通过天气预报信息，智能控制太阳能控制器22，调整电能储存装置2对电能的存储情况，控制放电控制模块33实现当天的低能量消耗，为预报的阴雨天气期间预备充足的电量；

另外当天气预报显示阴雨天气持续时间较长，两个蓄电池21存储的电量不够时，还可以将信息上报给路灯控制系统7，由路灯控制系统7调节照明路灯的数量，节约电能。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。