[实用新型]混合储能式太阳能LED路灯

说明书

技术领域

    本实用新型涉及路灯照明技术领域，具体是一种混合储能式太阳能LED路灯。

背景技术

    传统的太阳能路灯一般采用富液式铅酸蓄电池单独作为储能元件，并且采用简单的二阶段的充电控制方式；采用低压钠灯或节能灯等作为照明灯源。事实证明，传统的太阳能路灯照明存在着较多的缺点：(1)灯源使用寿命较短。传统照明灯源存在较多缺点，如节能灯，一般功率较小，且使用寿命约2000小时；而低压钠灯即使光效较高，但因为其工作电压仍然较高，如果应用在太阳能发电系统，一般需要逆变器，这将提高系统的造价。(2) 富液式铅酸蓄电池过早失效。由于富液式铅酸蓄电池设计使用寿命较短，充放电循环次数很难超过2000次，增加了系统的维护成本。(3)弱光充电能力不足。铅酸蓄电池的工作电压一般要高于某一阈值，如额定电压为12V的铅酸蓄电池，其正常工作时，电压一般在10.8- 14.7V范围变化，而弱光条件下，太阳能电池端电压有可能小于铅酸蓄电池的电压，这时太阳能电池光电转换后的能量将不能输出给蓄电池，而是作为热能直接在内部被吸收，这反过来会使太阳能板过早老化失效，减少太阳能电池使用寿命；反之，当光照强烈时，太阳能电池端电压大幅度上升到约20V，高于铅酸蓄电池允许的最大充电电压，如果直接对铅酸蓄电池进行充电，将会损坏铅酸蓄电池。

    超级电容器是一种新型高功率密度的储能器件，具有诸多铅酸蓄电池无法比拟的优点，但考虑到目前超级电容价格较高，单独使用超级电容器作为储能器件成本较大且无法满足系统储能要求，而单独使用蓄电池无法满足较大脉动功率输出的要求，且蓄电池使用寿命较短。因此在实际的使用中，利用铅酸蓄电池和超级电容器混合作为系统的储能器件，结合超级电容器大功率密度及铅酸蓄电池大能量密度的各自优点，根据两者技术上的互补性，组成基于超级电容器及铅酸蓄电池混合储能的新型储能元件，利用超级电容器的优良特性优化铅酸蓄电池的充放电过程，可以减少充放电循环次数，延长蓄电池使用寿命，提高储能效率。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种混合储能式太阳能LED路灯，具有太阳能电池最大功率跟踪(MPPT)和弱光充电功能，提高储能效率，针对铅酸蓄电池的温度特性，采用温度补偿技术，实现充电电压的准确控制。

   本实用新型是以如下技术方案实现的：一种混合储能式太阳能LED路灯，包括与太阳能电池板连接的超级电容器组，与连接的升降压式DC/DC转换电路，与升降压式DC/DC转换电路连接的充电电路，与充电电路连接的铅酸蓄电池，铅酸蓄电池通过LED驱动电路给LED路灯供电，在太阳电池板与铅酸蓄电池与升降压式DC/DC转换电路依次连接有太阳能电压采样电路和DC/DC转换器驱动电路。

     本实用新型的有益效果是：采用超级电容器组与铅酸蓄电池混合储能的结构，太阳能电池阵列输出的太阳能先经超级电容器组，利用超级电容器组和升降压式DC/DC转换器优化铅酸蓄电池充放电过程，实现弱光条件下蓄电池的充电。

附图说明

    下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

    图1是本实用新型原理框图，

    图2是本实用新型电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种混合储能式太阳能LED路灯有一与太阳能电池板连接的超级电容器组，与连接的升降压式DC/DC转换电路，与升降压式DC/DC转换电路连接的充电电路，与充电电路连接的铅酸蓄电池，铅酸蓄电池通过LED驱动电路给LED路灯供电，在太阳电池板与铅酸蓄电池与升降压式DC/DC转换电路依次连接有太阳能电压采样电路和DC/DC转换器驱动电路。

    为了有效利用太阳能，提高系统效率及保护铅酸蓄电池，采用超级电容器组与升降压电路结合，把波动范围较大的输入电压转化为蓄电池可接受的稳定电压。其原理是太阳能电池把能量输出给超级电容器，超级电容器把波动变化的电压再经升降压转换电路转换输出稳定的电压给蓄电池充电。当光照强度较低时，太阳能电池的输出电压低于铅酸蓄电池的电压，超级电容器把电压再经升降压式DC/DC转换电路进行升压后给蓄电池充电；当光照强烈时，太阳能电池端电压大幅度上升到约20V，高于铅酸蓄电池允许的最大充电电压，超级电容器把电压再经升降压式DC/DC转换电路进行降压后给蓄电池充电。这样既可以确保铅酸蓄电池的平稳充电，延长使用寿命，也可以提高系统利用率。采用更加节能环保且寿命更长的LED灯源代替钠灯、节能灯等传统灯源，提高系统效率。