[01536455]光伏太阳能LED路灯优化管理与监测的应用

随着人们节能低碳意识的增强，太阳能作为一种安全、环保新能源愈来愈受到重视。太阳能光伏发电项目在政策的支持下，正以每年30%的速度增长，光伏组件成本也逐年呈下降趋势。太阳能照明无污染、节能、零排放是真正的绿色照明。 光伏太阳能LED路灯优化管理与监测系统，主要应用于太阳能路灯行业，实现对太阳能路灯系统的远程监控，提高太阳能路灯照明网络经济性和合理性。该系统采用晶体硅太阳能电池供电，免维护阀控式密封蓄电池储存电能，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。可广泛应用于城市主、次干道、小区、工厂、旅游景点、停车场等场所。 (一)项目主要技术内容：该项目的太阳能路灯系统监测设计分为照明系统监测设计和远程监测设计两部分。其中照明系统监测设计主要是保证太阳能路灯监测系统基本控制功能，例如充放电控制、最大功率跟踪、近端上位机通信及各种保护功能等；远程监测设计主要目标是实现对太阳能路灯系统的远程监控，提高太阳能路灯照明网络经济性和合理性。 在分析太阳能电池输出特性基础上，结合模糊控制理论，设计出一种快速、准确地跟踪最大功率点的算法，在保护蓄电池使用寿命的前提下，保证最长正常工作时间，并与新型LED照明、嵌入式技术和智能控制技术相结合，利用其通讯接口，建立分布式监控系统，对所有路灯的数字化集中管理和监控，实现太阳能LED路灯优化设计。 (二)关键技术： 1、实现基于模糊控制的太阳能电池输出最大功率点高效的跟踪； 2、蓄电池充放电智能化监测与管理，延长蓄电池使用寿命及阴雨天供电时间； 3、多路输出时，根据不同的智能工作模式，同时点亮或定时点亮不同类型的多光源； 4、网络监控功能，中央控制计算机可以根据季节的变化和天气的变化设定路灯的控制策略，并监控路灯的运行，根据路灯的故障情况，可以实时调整路灯的运行策略，以满足照明要求。当中央计算机关机或故障时，某个路灯出现了故障，控制器可以通知相邻或附近的路灯提高照度以改善照明条件。 5、智能控制技术: (1)具有光电补偿功能的大功率LED灯在LED灯具内集成光线传感模块，设置光平衡照度，如100Lux。当外部光照，如太阳光，提供照度大于或等于100Lux时，灯具不工作；当外部光照提供照度小于100Lux时，灯具开始逐渐亮起，当感应到的照度达到100Lux时，亮度稳定。如果外部光照进一步下降，灯具进一步变亮，确保需求位置照度始终维持在光平衡照度以上。适用于对光照有持续需求的场合，如24h小时的工作站，可以直接节能70%以上。 (2)智能控制网络系统调光电源和LED路灯连接，LED路灯的灯柱杆上安装有雷达检测器，雷达检测器与集中控制器连接，执行单元之间相互并联并分别与集中控制器连接，集中控制器连接与网络服务器连接。 (三)知识产权及成果情况: 1、项目专利技术: (1)董慧敏等，发明专利：一种可监测线缆印字标识及外形尺寸的系统及监测方法，发明专利号：ZL201310001792.X； (2)赵文俊等，实用新型专利《一种基于4G网络的LED灯控制系统》，专利号：ZL201521117869.0； (3)刘尚鑫等，实用新型专利：一种照度测量模块，专利号ZL201620355892.1； (4)张艳芳，实用新型专利：一种新型计算机散热柜，专利号： CN201620449916.X； (5)赵敏，实用新型专利：一种电气柜端子固定装置，专利号：CN201621495997.3； (6)刘文奇等，实用新型专利：一种低功耗蓝牙控制的智能LED灯具，专利号： ZL20142060535.0； (7)张艳芳等，实用新型专利：一种全密封式的计算机散热片组，专利号：CN201520163269.1； (8)赵文俊等，在可见光下进行太阳能电池组件EL测试装置专利号：：ZL201420443695.6。 2、科技成果： 2015年该项目被河南省科技厅列为河南省科技攻关计划(重点)项目，豫科【2015】2115号文件；项目编号：152102210198。该项目于2017年6月已顺利结项。 3、发表论文： (1)《基于无线通信的电力线路数据采集与监控系统》作者董慧敏，2017年3月发表在《Engineering+Science》第3期1141页； (2)《基于安卓平台的漏洞检测系统的设计与开发》作者董慧敏2016年12月发表在《Revista De La Facultad De Ingenieria》第7卷101页； (3)《光伏太阳能LED路灯照明系统设计》作者赵敏、董慧敏，2016年5月发表在《价值工程》； (4)《光伏LED照明系统中太阳能电池和蓄电池的配置选择》作者董慧敏，2016年7月发表在《科技创新与应用》； (5)《并网光伏系统研究》作者叶萧然，2016年12月发表在《内蒙古科技与经济》； (四)推广和效益情况：根据预测，每年将有100万套光伏太阳能LED路灯优化管理与监测系统及使用该项技术的其它产品的市场需求，预计5年内年产销量可达到1000万套，产值可达5093万元，实现利税总额637万元，具有广阔的市场前景。