[实用新型]基于风力发电和超级电容的智能照明系统

说明书

本实用新型一种基于风力发电和超级电容的智能照明系统，包括风机、系统控制器、超级电容器组、稳压驱动电路、光照度计、照明设备、联动开关和开关电源；风机输出三相交流电，输出端连接系统控制器的能量输入端，系统控制器的能量输出端分别连接超级电容器组和照明设备；超级电容器组用于存储风机转换的电能，超级电容器组的输出端经稳压驱动电路连接照明设备；联动开关一端连接市电，另一端经开关电源连接照明设备；系统控制器的数据输入端连接光照度计的输出端，数据输出端连接联动开关控制端。结构简单，绿色环保，能源利用率高，安全可靠，耗能较低，为市电、风机供电和储能供电的多供电端方式提供了可靠稳定的连接结构和控制架构。

技术领域

本实用新型涉及照明系统，具体为基于风力发电和超级电容的智能照明系统。

背景技术

现有的照明系统中存在如下几个问题。

首先是在照明系统的供能端。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在3米/秒以上，特别是西北一些地区，有“世界风库”之称，这些地区平均风速更大，一年1/3以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。大力发展这种绿色能源技术，减小火力发电在我国电网供应中的比例，不仅节能，更会促进我国环境质量的改善。

其次是在供能端的储能方式上。我国目前应用较多、技术较成熟的风机储能设备以铅酸蓄电池为主。但铅酸蓄电池寿命短，转换效率低，温度特性差。我国西北地区，在多风季节温度大都比较低，这会严重影响铅酸蓄电池的充放电特性。而且风能有很大的随机性，需对储能设备频繁充电，这也会严重影响铅酸蓄电池的使用寿命。国外目前使用较多的风机储能设备主要有两种：一种为钠硫电池，它的使用寿命较铅酸蓄电池有了一定程度的提高，能量密度也达到了50Wh/kg，但内胆工作温度高，爆炸的风险较大；另一种为液钒电池，其寿命可达13000次深循环以上，但是体积太大。

最后是在照明系统的终端上，现有技术中采用的绝大部分还是白炽灯和日光灯，白炽灯和日光灯的电光转换效率低，使用寿命短，耗电量大。

以上因素导致整个照明系统耗能高，效率低，能源利用率差，无法满足现有的绿色环保需求。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于风力发电和超级电容的智能照明系统，结构简单，设计合理，绿色环保，能源利用率高，安全可靠，耗能较低。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

基于风力发电和超级电容的智能照明系统，包括风机、系统控制器、超级电容器组、稳压驱动电路、光照度计、照明设备、联动开关和开关电源；

所述的风机输出三相交流电，输出端连接系统控制器的能量输入端，系统控制器的能量输出端分别连接超级电容器组和照明设备；

所述的超级电容器组用于存储风机转换的电能，超级电容器组的输出端经稳压驱动电路连接照明设备；

所述联动开关一端连接市电，另一端经开关电源连接照明设备；

所述系统控制器的数据输入端连接光照度计的输出端，数据输出端连接联动开关控制端。

优选的，系统控制器选择照明设备供电电源时，风机、超级电容器组和市电给照明设备的供电优先级依次降低。

优选的，所述的系统控制器包括单片机、三相全桥整流电路、BUCK降压电路和采样电路；

三相全桥整流电路连接风机的输出端，用于将三相交流电转换为直流电输出，经开关管Q1连接在三相全桥整流电路的BUCK降压电路通过斩波电路降低平均输出电压，BUCK降压电路的输出端连接超级电容组，用于给超级电容器组充电；

采样电路采集三相全桥整流电路的输出电压和超级电容器组的端电压；