CN101287315A - 太阳能隧道照明智能控制节电装置 - Google Patents

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薛勇
侯建钢
汪二刚
梁鸿
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Abstract

本发明涉及太阳能隧道照明智能控制节电装置，包括直流太阳能供电***和隧道照明智能控制***，直流太阳能供电***由太阳能电池板阵列、太阳能充放电控制器、蓄电池组、市电转换器组成，隧道照明智能控制***由大功率LED灯具、传感器、灯具智能控制器组成，太阳能充放电控制器分别与太阳能电池板阵列、蓄电池组相连成回路，太阳能充放电控制器与市电转换器、蓄电池组相连成回路，蓄电池组通过控制开关与大功率LED灯具相连成回路，灯具智能控制器分别与大功率LED灯具控制开关和传感器相连。本发明采用太阳能为主市电补充的节约能源方式为隧道照明，节电80％以上，并使隧道各段照明的长度和照度终是处于最大值状态。

Description

太阳能隧道照明智能控制节电装置
技术领域
本发明涉及使用太阳能供电为隧道照明的智能控制***，具体涉及太阳能隧道照明智能控制节电装置。
背景技术
目前，隧道照明设计者依据规范通常把隧道分为入口段、过渡段、中间段和出口段等四个段来设计照明，其中过渡段有两个，分别设计在中间段前后。各段的长度和照度是从全年行车安全要求出发，对洞内最大照度的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度。能够实现照明自动控制的非常有限，通常因线路布线回路的限制，只能做到2、3级人工或自动控制，对于如天气、车速、车流量等参数只是在设计阶段给予以最大值考虑，最终各段照明的长度和照度也始终是处于最大值状态。对于天气、车速、车流量等时变参数无法从宏观上对整个隧道的照明进行自适应方式调制。因此，目前这种传统设计与使用的隧道照明***存在着大量电能浪费问题。
发明内容
本发明为了克服传统隧道照明***存在着大量电能浪费问题，而提供一种既具有节能，又可达到洞内最大照度的设计要求，使各段照明的长度和照度始终是处于最大值状态的太阳能隧道照明智能控制节电装置。
本发明采用的技术方案是：
太阳能隧道照明智能控制节电装置，包括直流太阳能供电***和隧道照明智能控制***，直流太阳能供电***由太阳能电池板阵列、太阳能充放电控制器、蓄电池组、市电转换器组成，隧道照明智能控制***由大功率LED灯具、传感器、灯具智能控制器组成，太阳能充放电控制器分别与太阳能电池板阵列、蓄电池组相连成回路，太阳能充放电控制器与市电转换器、蓄电池组相连成回路，蓄电池组通过控制开关与大功率LED灯具相连成回路，灯具智能控制器分别与大功率LED灯具控制开关和传感器相连。
所述太阳能充放电控制器的电路为：将太阳能电池板阵列输出端分别通过充电控制开关及防反充二极管与蓄电池组相连成回路，市电通过另一充电控制开关、市电转换器与蓄电池组相连成回路，蓄电池组又通过输出控制开关分别与多个灯具控制开关及灯具相连成回路。太阳能充放电控制器是控制太阳能电池板阵列对蓄电池组充电，控制市电对蓄电池组充电以及控制器对负载供电的设备。具体控制电路图见图3。其控制过程是：控制太阳能电池板阵列对蓄电池组充电：当蓄电池组充满时，充电控制开关SV1-1、SV2-1会断开保护蓄电池组，当蓄电池组电能消耗时，充电控制开关SV1-1、SV2-1闭合，使太阳能电池板阵列继续对蓄电池组充电。当遇到阴雨天气太阳能电池板阵列电量不足时，另一充电控制开关kh闭合使市电通过市电转换器为直流对蓄电池组充电以供负载使用。当蓄电池组电量不足而且无市电补充时，断开输出控制开关K3以保护直流太阳能供电***，当直流太阳能供电***恢复正常时，继续工作。
所述灯具智能控制器由微处理器组成，是控制隧道内灯具的点亮和熄灭的设备。具体控制电路图见图2，图3，图4。其控制过程如下：如图2所示，按隧道长度，将隧道分为A、B、C三部分，其中在隧道单方向安置了如图2所示的三个传感器(①，②，③)三个传感器，当隧道内无车辆通过时灯具智能控制器将熄灭隧道内的灯具。当一辆车即将通过隧道，当其到达洞口前一段距离也就是到达安装控制A区灯具传感器①位置时，控制A区灯具传感器①会产生一脉冲信号传输到微处理器SA端口，微处理器控制A区控制开关Ka闭合，点亮通道A区的灯具，保证汽车通过通道A区后一段时间熄灭灯具。依次当汽车到达安装控制B区灯具传感器②时，控制B区灯具传感器②会产生一脉冲信号传输到微处理器SB端口，微处理器控制B区控制开关Kb闭合，灯具智能控制器点亮通道B区灯具，保证汽车通过通道B区后一段时间熄灭灯具。当汽车到达安装控制C区灯具传感器③时，控制C区灯具传感器③会产生一脉冲信号传输到微处理器SC端口，微处理器控制C区控制开关Kc闭合，灯具智能控制器点亮通道C区灯具，保证汽车通过通道C区后一段时间熄灭灯具。同理，在另一方向也按上述方法来控制隧道内的灯具。
本发明：
第一：使用直流太阳能供电***为隧道照明***供电220V市电作为补充供电。
第二：按洞内最大照度的设计要求确定隧道内各段照明的长度和照度处于最大值状态所需要的灯具功率和灯具分布密度。
第三：按第二条灯具功率要求使用高亮度LED为隧道照明。
第四：按一定长度将隧道分为几个部分分别实施智能监控，当汽车即将到达某一段隧道时点亮该隧道的灯具一定时间后熄灭，有利于节电。
本发明的有益效果是：采用太阳能为主市电补充可大量节省能源，采用此套智能供电***可进一步节约能源，在不影响车辆正常行进的情况下又可达到洞内最大照度的设计要求，使各段照明的长度和照度终是处于最大值状态。比同类纯市电照明隧道照明***节电80％以上。
附图说明
图1为本发明直流太阳能供电系示意图。
图2为本发明实施例的隧道照明智能控制***示意图。
图3为本发明实施例的直流太阳能供电系电路图。
图4为本发明实施例的隧道照明智能控制***电路图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1、图2所示，本发明包括直流太阳能供电***和隧道照明智能控制***，直流太阳能供电***由太阳能电池板阵列、太阳能充放电控制器、蓄电池组、市电转换器组成，隧道照明智能控制***由大功率LED灯具、传感器、灯具智能控制器组成，太阳能充放电控制器分别与太阳能电池板阵列、蓄电池组相连成回路，太阳能充放电控制器与市电转换器、蓄电池组相连成回路，蓄电池组通过控制开关与大功率LED灯具相连成回路，灯具智能控制器分别与大功率LED灯具控制开关和传感器相连。
所述太阳能充放电控制器的电路为：将太阳能电池板阵列输出端分别通过充电控制开关及防反充二极管与蓄电池组相连成回路，市电通过另一充电控制开关、市电转换器与蓄电池组相连成回路，蓄电池组又通过输出控制开关分别与多个灯具控制开关及灯具相连成回路。太阳能充放电控制器是控制太阳能电池板阵列对蓄电池组充电，控制市电对蓄电池组充电以及控制器对负载供电的设备。具体控制电路图见图3。其控制过程是：控制太阳能电池板阵列对蓄电池组充电：当蓄电池组充满时，充电控制开关SV1-1、SV2-1会断开保护蓄电池组，当蓄电池组电能消耗时，充电控制开关SV1-1、SV2-1闭合，使太阳能电池板阵列继续对蓄电池组充电。当遇到阴雨天气太阳能电池板阵列电量不足时，另一充电控制开关kh闭合使市电通过市电转换器为直流对蓄电池组充电以供负载使用。当蓄电池组电量不足而且无市电补充时，断开输出控制开关K3以保护直流太阳能供电***，当直流太阳能供电***恢复正常时，继续工作。
所述灯具智能控制器由微处理器组成，是控制隧道内灯具的点亮和熄灭的设备。具体控制电路图见图2，图3，图4。其控制过程如下：如图2所示，按隧道长度，将隧道分为A、B、C三部分，其中在隧道单方向安置了如图2所示的三个传感器(①，②，③)三个传感器，当隧道内无车辆通过时灯具智能控制器将熄灭隧道内的灯具。当一辆车即将通过隧道，当其到达洞口前一段距离也就是到达安装控制A区灯具传感器①位置时，控制A区灯具传感器①会产生一脉冲信号传输到微处理器SA端口，微处理器控制A区控制开关Ka闭合，点亮通道A区的灯具，保证汽车通过通道A区后一段时间熄灭灯具。依次当汽车到达安装控制B区灯具传感器②时，控制B区灯具传感器②会产生一脉冲信号传输到微处理器SB端口，微处理器控制B区控制开关Kb闭合，灯具智能控制器点亮通道B区灯具，保证汽车通过通道B区后一段时间熄灭灯具。当汽车到达安装控制C区灯具传感器③时，控制C区灯具传感器③会产生一脉冲信号传输到微处理器SC端口，微处理器控制C区控制开关Kc闭合，灯具智能控制器点亮通道C区灯具，保证汽车通过通道C区后一段时间熄灭灯具。同理，在另一方向也按上述方法来控制隧道内的灯具。将本发明应用于209国道湖北神宜段青岩洞隧道，统计结果实际节能率在80％以上，隧道照明运行正常。

Claims (2)

1、太阳能隧道照明智能控制节电装置，包括直流太阳能供电***和隧道照明智能控制***，直流太阳能供电***由太阳能电池板阵列、太阳能充放电控制器、蓄电池组、市电转换器组成，隧道照明智能控制***由大功率LED灯具、传感器、灯具智能控制器组成，其特征在于：太阳能充放电控制器分别与太阳能电池板阵列、蓄电池组相连成回路，太阳能充放电控制器与市电转换器、蓄电池组相连成回路，蓄电池组通过控制开关与大功率LED灯具相连成回路，灯具智能控制器分别与大功率LED灯具控制开关和传感器相连。
2、根据权利要求1所述的太阳能隧道照明智能控制节电装置，其特征在于：所述太阳能充放电控制器的电路为：将太阳能电池板阵列输出端分别通过充电控制开关及防反充二极管与蓄电池组相连成回路，市电通过另一充电控制开关、市电转换器与蓄电池组相连成回路，蓄电池组又通过输出控制开关分别与多个灯具控制开关及灯具相连成回路。
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