[00144476]一体化无线智能太阳能路灯

一、课题来源及背景 1、来源 山东半岛国家自主创新示范区发展建设资金项目立项 2、背景 对如何提高光的利用率,使太阳能板转换效率发挥到极致这方面和抗风能力研发力度较为薄弱。在太阳能路灯照明发电系统中,研究如何将光伏板的发电效率发挥到最佳状态、并克服太阳能发电效率低、造成太阳能路灯工作时间短或阴雨天工作不稳定,成为当前一体化太阳能路灯研究的重点。太阳的照射强度和角度不确定的方向性及光照间歇等特点,对于能量收集带来了一定的难度。而传统的固定式太阳能路灯系统没有充分的利用太阳的能量、吸收效率相对较低、因此太阳能路灯位置实现自动追踪技术的研究对于吸收太阳能光电转换效率、高效的利用太阳能具有非常重要的研究价值。 二、技术原理及性能指标 1、技术原理 系统定时采集GPS提供的信息。根据GPS时间和经度,计算出当日太阳升起到地平线以上和降落到地方线以下的确切时间,再将日落时间减去日出时间得到白天的时长,把这个时长平均分割100个区间,计算出每个区间需等待的时间。日出正东,日落正西,正好180°,那么,每过一个等待时长,调整光伏板的旋转角度就是1.8°。 2、性能指标 按照平均有效日照时间4.5小时,灯具功率40W,太阳能板功率60W计算： 1)发电效率：相比传统的太阳能路灯提高79.7% 2)日平均发电量：30.32Ah 3)智能控制功能： 照明系统实时监控：实时提供照明设施的运行状态和路灯状态,提供远程照明控制管理功能,实现单灯和灯组调光控制; 照明系统异常故障警示：当照明系统出现异常情况,如异常开灯、单灯故障、设备断电等情况时。系统会及时提供主机语音提醒并向管理者发送告警短信。 三、技术的创造性及先进性 创造性： 1)在灯杆与光伏板之间增加一回转轴承,回转轴承通过伺服电机驱动,由控制系统施行闭环控制。另在旋转的起始点和终点（不大于180°）设置位置开关,用于确定光伏板的起始位置和旋转的终点位置。 2)闭环控制的伺服电机提供旋转角度的反馈信号,利用该信号判断光伏板的旋转角度。每经过一个固定的时间段,驱动伺服电机旋转一固定角度,如此循环往复,直到光伏板已旋转至终点位置,则不再调整,等到天黑路灯亮起。灯亮后,系统控制伺服电机回转至起始位置。 先进性： 1)根据GPS授时,自动测算出灯体所处当地的每天第一缕阳光从地平线升起和夕阳西下时间,并以此为依据自主调整灯体姿态。 2)运用物联网技术,实现所有在网的太阳能路灯异地操控和数据共享。 1、姿态调整机构目前仅采用水平旋转的单轴方案。在灯杆与光伏板之间增加一回转轴承,回转轴承通过伺服电机驱动,由控制系统施行闭环控制。另在旋转的起始点和终点（不大于180°）设置位置开关,用于确定光伏板的起始位置和旋转的终点位置。 2、闭环控制的伺服电机提供旋转角度的反馈信号,利用该信号判断光伏板的旋转角度。每经过一个固定的时间段,驱动伺服电机旋转一固定角度,如此循环往复,直到光伏板已旋转至终点位置,则不再调整,等到天黑路灯亮起。灯亮后,系统控制伺服电机回转至起始位置。 四、技术的成熟程度,适用范围和安全性 通过测试完成验证,并进入小批量应用阶段。该一体化无线智能太阳能路灯可广泛应用于野外、乡村、乡镇等边远地区户外、公路街道照明;城市次干道、城市广场、公园、停车场、学校操场、工厂绿地、高尔夫球场、海滨浴场、高档的别墅区等照明,安全稳定性高。 五、应用情况及存在的问题 目前该一体化无线智能太阳能路灯主要用于出口中东地区,照明效果良好。