基于风光互补系统的新能源智能路灯.doc

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1、序号： 编码： 第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛摘要3前言41.1研发背景41.2研究意义41.3 我国太阳能、风能发电的发展趋势51.3.1 太阳能发电的发展趋势51.3.2 风能发电的发展趋6第二章 系统总体设计方案72.1主要部件72.1.1 光源72.1.2 风机82.1.3 太阳能电池板82.1.4 蓄电池92.2 容量计算及设备选型92.1.1 发电量与用电量计算92.1.2 设备参数102.3 设备选型102.3.1 灯源的选型102.3.2 太阳能电池板选型122.3.3 风机选型13第三章 智能路灯的工作机理153.1风光互补路灯系统原理153.2实物连线图和

2、连线原理图17第四章 自动报警设计184.1 设计思路184.2 程序流程184.3程序调试21第五章 易拆修设计22第六章 智能路灯23第七章 风光互补智能路灯的应用29附件一 专利论文证书31摘要在能源紧张的今天，风能和太阳能做为洁净的能量来源已愈来愈引起人们的重视，随着技术的进步，这两种新能源成本也在不断降低，为普及使用创造了条件。路灯，作为便民工程，也是耗电大户，普遍安装在野外，有条件使用这两种新能源。但是风能和太阳能的利用存在一些限制及弊端，风速和太阳能不稳定，受自然条件及气候影响很大，产生的能量大小不稳定，为此，我们设计一种风光互补发电系统及电网补充智能路灯系统。 风光互补智能路灯

3、，是指利用自然风作为动力，风轮吸收风的能量，带动风力发电机旋转，把风能转变为电能，经过控制器的整流，稳压作用，把交流电转换为直流电，向蓄电池组充电并储存电能的。利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电，供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。在电路中加入一个电路检测单片机，当电路连续24小时没有电流通过则判断电路发生了故障，路灯系统发出警报，并通过无线传输模块，传送给终端，易拆修的一个智能路灯装置。 本项目是以上海电机学院作为试验点，根据设计的要求和设计思路，完成风光互补路灯的整体方案设计。并对风力发电机、太阳能电池、蓄电池和控制器进行了选择。然后根据设计要求进行了容量计算，根据计算的容量进一步确定硬件

4、所需要的型号，本机构涉及机械、电气控制、材料、单片机控制等领域，是一种清洁环保的装置。关键词： 新能源 风光互补 智能路灯 易拆修前言1.1研发背景 自 20 世纪 70 年代全球发生石油危机以来，太阳能光伏发电技术在西方发达国家引起了高度重视，各国政府从环境保护和能源可持续发展战略的角度出发，纷纷制定政策，鼓励和支持太阳能光伏发电技术在控制方法上。我国在 20 世纪70 年代也对光伏发电进行了研究，但是当时基本是没有任何外加控制的应用，随着能源危机的到来，人们对光伏发电进行了深入的研究，使光伏发电的效率得到巨大的提升。 如今，获取最大输出功率的控制方法主要有以下几种：开环控制方法如恒定电压法

5、、短路电流比例系数法和插值计算法等；闭环控制方法有扰动控制法、电导增量法等。随着模糊控制在控制领域的广泛应用，基于模糊控制、基于神经网络等人工智能的控制方法也开始被研究。如合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心的吴红斌，陶晓峰，丁明对光伏并网发电系统的 MPPT 电压控制进行了仿真，根据光伏并网系统的结构，采用外环为电压环、内环为并网电流环的双环控制。通过 abc/dq0 变换将并网电流解耦为有功分量和无功分量，引入最大功率点跟踪提供的直流侧电压参考量的闭环控制调节并网电流的有功分量，引入交流侧电压参考量的闭环控制调节并网电流的无功分量，实现了具有 MPPT 和电压控制能力的三相光伏并网发电技

6、术。 风光互补发电由于综合了风能和光伏发电的优点，弥补了风力发电和光伏发电的不足，现在国内外已经对风光互补发电展开了研究。美国NREL 实验室和Colorado State University 联合研制一种系统仿真软件 hybrid2，只要输入具体的负荷性能，风能特性以及光照强度等数据，便能够对风光互补发电系统进行仿真并得到仿真结果，其功能强大，该软件的缺点是它只能够进行仿真，而不能进行优化设计。国内的一些科研机构也对风光互补发电进行了详细的研究，应用精准的表征组件特性并通过实际的观测获取更加精确的风光资源模型，能够模拟出系统的实时状态。1.2研究意义在能源紧张的今天，风能和太阳能做为洁净的

7、能量来源已愈来愈引起人们的重视，随着技术的进步，这两种新能源成本也在不断降低，为普及使用创造了条件。路灯，作为便民工程，也是耗电大户，普遍安装在野外，有条件使用这两种新能源。但是风能和太阳能的利用存在一些限制及弊端 ，风速和太阳能不稳定，受自然条件及气候影响很大，产生的能量大小不稳定，为此，我们设计一种风光互补发电系统及电网补充智能路灯系统。在一年使用期内，如十公里采用风光互补LED智能路灯照明可以节约355875KWh电量，相当于节约了133.98吨煤，减少了784吨粉尘，135.59吨二氧化碳。有利于提高一个城市的形象和品位。并且光控开关和电路报警器的使用更能减少人力的投入。传统的单一的风

8、能或太阳能发电系统，可能会导致全国大部分地区在一个特定的时间，将会能源不够用枯竭，如果使用风能和太阳能可以解决单一能源的不足。了解大部分城市，已几乎成为中国的风能和太阳能路灯的基本设施城市建设，在我国目前绝大多数单一的传统供应电能使用。城市发展，道路建设，路灯架设，这是巨大的能源消耗，在这个能源短缺时代，我们怎么能这样被消耗？新的措施，以减少能源消耗，而且可以在不影响城市的发展，它是必要的可以更换能量，寻找新的措施减少能源的消耗但又不影响城市的发展，根据初步了解引进风能和太阳能的使用，既不浪费了大量的能源消耗，不污染环境的新型路灯风光互补是我们新的城市绿色低碳生活的趋势。1.3 我国太阳能、风

9、能发电的发展趋势 随着科学技术的发展，我们的生活更美好，但我们周围的环境越来越差，一次能源的性质越来越少，所以被迫去寻找新能源。我们发现有统一的能源，能源效率不高，成本相对是比较高的，所以我们必须寻求新的能源互补的技术，合理利用两种或两种以上的互补利用的新能源技术，使各种互补能源的能量储存的能量比较强的情况下，储存的能量释放能量的情况下合理使用能源相对较弱。随着地球资源变得越来越稀缺，基础能源的投资成本上升，以及各种安全和污染问题可谓无处不在，太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”越来越多的环保新能源更重要。1.3.1 太阳能发电的发展趋势 长期以来，人们一直在努力研究利用太阳能。可谓是取之不尽

10、，只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右,太阳表面的能量相当于全球所需总能量的3-4倍。其次，宇宙空间没有昼夜和四季之分，没有乌云和阴影，辐射能量十分稳定。从而产生比地面相对简单的系统，而且在无重量、高真空的宇宙环境中，的设备部件的强度要求不太高。此外，太阳相比石油，煤炭和其他化石燃料，不会导致“温室效应”和全球气候变化，也不会造成环境污染。正因为如此，许多国家的重视利用太阳能，我们都在竞相开发的各种光学和光电新材料，扩大利用太阳能应用。尤其是在过去的10年中，在石油可开采量日渐见底，两大危机和生态环境日益恶化，越来越多的人期待太阳能时代“，从发电，供热，供水，各种太阳能发电厂，这是广泛

11、使用的，在某些方面，利用太阳能已进入实用化阶段。1.3.2 风能发电的发展趋1 风力发电成本将大幅降低随着风力发电技术的改进，所述风力涡轮机将被越来越便宜和高效的。增加风力发电机组的单机容量在基础设施的投资来降低成本，而且同样的装机容量需要更少数目的机组，这也节约了成本。减少融资成本和有经验的开发者，项目开发成本也可以相应降低。风力发电机组可靠性的改进也减少了运行和维护的平均成本。总体上，风力发电成本将得到大幅降低。2 技术装备国产化比例必然提高 风力发电技术和设备，中国的风电设备制造能力和技术水平，降低风力发电的成本，提高市场竞争力，促进中国风电技术的发展为大规模商用奠定了基础。它的意义不仅

12、仅在于降低风力发电成本，还将推动形成中国的风力涡轮机产业，我们的优势走向国际市场。3 海上风力发电悄然兴起并将成为重要能源形式 海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域，最近成为海上风电技术研究和应用的热点。多兆瓦风力发电机组投入商业运营的海上风电场是国内和国际风能利用的新趋势。随着时代的风力发电发展，陆地上发电机组的总人数已经饱和，海上风电场将成为未来发展的重点。海上风力发电是近年来国际风电产业，发展新的领域，是方向中的方向。 4 风力发电机组不断向大型化发展 随着现代风力发电技术的发展日趋成熟，风力发电机是，保持大规模发展。在一般情况下，有两个大型风力发电机组的发展模式。基于土地的风电，低风速

13、发电技术，主要机型的方向是2-5兆瓦的大型风力涡轮机，这种模式是向电网的输电。海上风电，主要用于在相对较浅的近岸海域，安装5MW以上的大型风力发电机，布置大规模的风力发电场，这种模式的主要制约因素是规划建设风电场的成本，但海上风电的优势是显而易见的，即不占用土地，海上风能资源。第二章 系统总体设计方案 风光互补路灯框架如图 2-1 包括风力发电机、太阳能电池板、智能控制器、蓄电池组和 LED 路灯。由于本文设计的风光互补路灯初步设定假设的地点是上海电机学院，所以对校园环境进行了勘察并测初校园道路两边的树高灯遮掩物的数据。综合测定遮掩物的高度为 6.5m，因此设计其路灯灯高 8m，灯杆高10m，

14、灯具间距 30m，灯杆采用 Q235 优质钢结构标准灯杆，灯头采用 60WLED 路灯。 智能控制器蓄电池组 风力发电LED路灯太阳能电池板图2-1 风光互补路灯框架2.1主要部件2.1.1 光源光源选用路灯专用 LED 光源，该光源具有以下特点： 首创散热器与灯壳一体化设计， LED直接与外壳紧密相接，通过外壳散热翼与空气对流散热，充分保证了 LED 路灯 50000 小时的使用寿命。按照每天工作10 个小时计算，其寿命也在 12 年以上，维护费用极低； 灯壳采用铝合金压铸成型，可以有效的散热和防水、防尘。灯具表面进行了耐紫外线抗腐蚀处理，整体灯具达到 IP65 标准； 采用单体椭圆反射腔配

15、合球状孤面来设计，针对性地将 LED 发出的光控制在需要范围内，提高了灯具出光效果的均匀性和光能的利用率，更能凸显 LED 路灯节能优点。与传统的钠灯相比，可节电60%以上； 无不良眩光、无频闪。消除了普通路灯不良眩光所引起的刺眼、视觉疲劳与视线干扰，提高驾驶的安全性； 启动无延时，通电即达正常亮度，无须等待，消除了传统路灯长时间的启动过程； 绿色环保无污染：不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染； 与太阳能结合是绝好搭档，充分发挥 LED 直流低压工作与节能环保的优点，太阳能光伏板与 LED 光源相结合，为客户实现最佳性价比和高可靠性。 2.1.2 风机本系统选用磁悬浮风力发电机，风机输出

16、三相交流电，经过风光智能控制器给蓄电池充电。 全永磁悬浮风力发电机是专门为低风速区应用而研发的，用全永磁悬浮推力轴承平衡由于风压作用在叶轮上引起的轴向压力增加而产生的轴向摩擦力，以减少传统风机因叶轮在超大风速作用下旋转时的轴向摩擦力，这对提高风机旋转速度，减小轴向摩擦，增加发电量，意义重大；同时风机转子系统在旋转时的径向摩擦力可减小 70%以上，极大地减少了摩擦阻力，起动风速为 1.5 米/秒，明显优于普通风力发电机。 a、在性能方面：采用新一代专利技术的径向磁路永磁转子结构，无滑环，无励磁绕组，定、转子气隙大，使发电机具有中、低速发电性能好，效率高、比功率大的特点，能适应高转速的使用场合；

17、b、在可靠性方面：使用全永磁悬浮轴承，使整个转子处于微摩擦状态，辅助轴承则采用专用的宽系列双橡胶圈密封进口轴承（内含长寿命、耐高温润滑脂）；以先进真空沉浸工艺使发电机具有可靠性高、寿命长、结构简单、免维护的特点，同时能使发电机在极恶劣的环境条件下可靠工作。 2.1.3 太阳能电池板对于较小型电站电池组件选型遵循以下原则： 在兼顾易于搬运条件下，选择大尺寸，高效的电池组件； 选择易于接线的电池组件； 组件各部分抗强紫外线（符合 GB/T18950-2003 橡胶和塑料管静态紫外线心能测定）； 2.1.4 蓄电池蓄电池采用地表下安装方式。由于蓄电池在低温或高温环境工作都会影响其工作性能，尤其是在低

18、温下，其工作容量将会下降很多，这是蓄电池特性所决定的。在地表下 1 米-1.5 米处，其环境温度受地温的影响较明显，起到一定的“恒温”作用，使其在冬季温度觉地表以上高，在夏季炎热时又比地表上温度低，有利于蓄电池性能的发挥 2.2 容量计算及设备选型2.1 容量计算2.1.1 发电量与用电量计算 根据设计要求，路灯功率为 60W，工作 10h 系统总功率 P=60W/85%=71W，根据所查阅的气象资料：风力发电机与太阳能电池组件同时不能发电的最大连续时间为 3d,太阳能电池组件不能发电的最大连续时间为 12d,风机不能发电的最大连续时间为 6d。 （1）发电量计算。经查阅资常州属于类太阳能资源

19、，每年风速 3m/s 以上时间超过 3500h 地区，。在太阳能资源属类可利用区，lWh 太阳能电池转换太阳能辐射量为 45005500MJ/年，为安全计，取转换太阳能辐射总量为 4500MJ/年，配置的太阳能电池组件的日均发电量应为 Q1=45003653.60.150.8=0.411KWh，式中：0.8 为安全系数。 由于道路照明灯具的安装地点的障碍物状况不确定性，灯具安装地点的年平均风速为 4m/s，配置的风力发电机的平均功率为 0.1kW，日均发电量应为 Q2=0.135003650.8=0.767KWh,式中：0.8 为安全系数。 风光路灯配置的日均总发电量为1.178kWh，考虑到

20、蓄电池的转换效率为0.7，则实际有效日均发电量为1.178KWh0.7=0.82KWh鉴于风能与太阳能的良好互补性，以年均资源换算而得的日均资源的可靠性良好，加之风光发电的计算值均取低值，并各考虑了 0.8 的安全系数，所得的日均发电量数据是安全可靠的。（2）用电量计算。按配置选用 60W 的 LED 灯，以每天亮灯 10h 计算，灯具每天耗用电量为 0.60kWh。配置的蓄电池容量为 Q=(14024)/1000=3.36KWh 蓄电池充满的情况下放电量按 60%计算，连续放电的时间为3.360.06 0.6=33.6H，即蓄电池能满足 3 天不充电且每天可靠亮灯 10h。 2.1.2 设备

21、参数 （1）蓄电池组的由 C24V70%90%/P=310h，式中：24V 为蓄电池充放电电压，70%为放电深度，90%为蓄电池误差余量。已知P=60W/85%=71W,得C=140.87Ah根据蓄电池的实际规格以及尽量减少蓄电池数量的原则，取 C=140Ah，实际配置为 2V140Ah 蓄电池 12 块1组。 （2）风力发电机功率 在太阳能电池不能发电的天气里，通常是连续阴雨天，此时风速和持续时间均大大超过年平均风速和时间，根据气象资料以及该站点的自然环境，在此取该时段内 4 级风，（C24V70%90%+P1412）/P=1210h将C和P代人该式，计算得 P1=133.4W，根据风力发电

22、机的规格和实际安装和使用的可靠性，取P1=150W。实际配置为：1 台 150W 风力发电机。 （3）太阳能电池板功率确定 太阳能电池功率的确定。在风力发电机不能发电的天气里，通常是连续晴天，而且每天日照时数大大高于年平均日照时数，根据气象数据和自然环境，取6h/d。 （C24V70%90%+P266）/P=610h代入C和P可计算得 P2=59.53W， 根据太阳能电池板的规格以及安装的方便美观，取 P2=75W，实际配置为：75W2 块。 2.3 设备选型2.3.1 灯源的选型 本设计的路灯选用凯明KW-LA60W灯源如图2-2所示 图 2-2 凯明 KW-LA60W凯明 KW-LA60

23、灯源特性： 1、超高亮，低光衰 2、防尘防水等级高达 IP65。 3、造型美观大方，安装简单。 4、LED 的寿命长，发光时间长达5万小时以上。 5、适用范围广，不容易损坏。 灯源的规格参数如下表 2-1 所示： 输入电压AC90265V|DC12V|DC24V光源功率54*1W总功率60W功率因数0.92电源效率90% 环境温度-4050相对湿度20%90%防护等级IP65使用寿命5万小时（50000Hrs）散热系统自然散热 表 2-1 灯源参数 2.3.2 太阳能电池板选型 本设计的电池板选用拓阳 TY-SM75 单晶硅太阳能电池板如图2-3所示 图 2-3 拓阳 TY-SM75 太阳能电

24、池板太阳能电池板规格参数如下表 2-2 所示 最大功率75（W）开路电压22.61（V）工作电流4.17（A）工作电压18（V）短路电流5.01（A）外形尺寸1070*540*35（mm） 表 2-2 太阳能电池板参数2.3.3 风机选型 本设计的风机选用绿电康公司生产的 150W-B 风力发电机如图 2-4 所示 图 2-4 150W-B 风力发电机150W-B 风力发电机优点： 1、采用盘式结构，与垂直磁悬浮同理，起动风速低，1.5米/秒便可启动，无需任何辅助启动装置。2、叶片采用特殊复合材料，合理的气动外型，使整机低噪音运行。3、采用稀土永磁部件，缩小了整机体积和重量。4、电源输出采用防

25、缠绕装置。5、尽量简少了运行部件，提高了伏质运动率。6、调向采用阻尼及“防摇”设计，调向平稳准确。7、塔杆装配采用“重力锥度”装置，可靠易于装配。8、壳体采用特殊铸造材料，其金属组合具有高耐腐蚀性可用于高腐蚀地区。9、整机出厂为严格密封，沙尘、盐雾，雨水无法侵入电机内部，风机内部和外部均采用了独特的散热结构，确保本机达到15-20年的设计寿命150W-B 风力发电机规格参数如下表 3-3 表 2-3 风力发电机参数额定功率150W额定电压直流12V/24V额定电流25A/12.5A额定转速1850r/m允许最大功率200W启动风速1.5m/s切入风速2.5m/s切出风速18m/s安全风速45m

26、/s额定风速12.5m/s发电机工作形式永磁三相交流发电机叶轮直径1170mm叶片数3片 表2-3风力发电参数第三章 智能路灯的工作机理3.1风光互补路灯系统原理风光互补型路灯结构由太阳能电池组件、风机、太阳能大功率LED、LPS灯具、太阳能电池组件支架、风机附件、灯杆、预埋件、蓄电池等构成。包含光伏控制系统、风机控制系统、预警系统、风光互补发电系统及电网补充智能路灯系统。多方面相互配合相互调节，保证能够提供稳定安全的电源和电流环境。风光互补智能路灯利用自然风作为动力，风轮吸收风的能量，带动风力发电机旋转，把风能转变为电能，经过控制器的整流，稳压作用，把交流电转换为直流电，向蓄电池组充电并储存

27、电能的。利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电，供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。在电路中加入一个单片机作为电路是否正常工作的检测装置，一旦风光互补发电系统不能保证路灯正常工作，启动电网补充智能路灯系统，路灯从电网获取能量，保证路灯正常工作。路灯通过在公路两旁的光门感应是否有车或行人通过，路灯有多个小灯泡组成，如果有车或人通过，则小灯泡全部工作，如果没有通过则只亮一半。在电路中加入一个电路检测cc2530，当电路连续24小时没有电流通过则判断电路发生了故障，并按照原先编好的号码发射信号，在监管处接收信号即可知道哪个路灯发生了故障。 图3-1 系统原理图 图3-1 风光互补智能路灯系统图3.2实物

28、连线图和连线原理图第四章 自动报警设计4.1 设计思路软件设计的任务包括将路灯两端的电压转换到继电器的控制电压，当路灯没有电流通过时继电器的常开断开，为0。将常开端接到单片机的I/O口并计时，超过设定值，蜂鸣器报警，LED二极管等闪烁。4.2 程序流程程序流程图如图4-1所示： 开始程序初始化超声波检测A/D 转换判断I/o是否为零是否控制路灯亮暗计时不到时到时 报警 图4-1 程序流程图89C52单片机振荡及时钟电路复位电路LED亮暗电路电压转换模块 报警电路A/D超声波模块 图4-2 控制原理图 图4-3控制电路图4.3程序调试第五章 易拆修设计路灯是夜晚车辆和人群出行的保障，但是一旦路灯

29、坏了，就会影响人们的正常生活。现有技术实现了路灯的防爆、防盗、防雷击等功能，对路灯的工作情况和安全有了一定的探索，但没有对路灯出现故障的自动报警及易拆换装置做研究。现有技术没有对路灯的自动报警和易拆换做出深入研究，往往只关注了路灯的工作状态，在维修中的困难关注不够。现有技术缺乏对路灯的监控，拆换还停留在用高架车或者云梯就行拆换，操作不便，成本高。在路灯的导通出安装电流检测装置，当没有电流通过超过24小时，就认为这个路灯出现故障。电流检测装置将检测的数据传给cc2530，cc2530对检测检测的数据进行判断，如果确认出现故障，则启动无线传输到终端。终端接收到信号便可知道路灯的工作情况，派遣工作人

30、员前往处理，路灯易拆修装置由四对电磁铁和弹簧组成，当路灯处于工作状态，电磁铁失电，弹簧处于弹出状态，具有一定的弹力可以保证路灯不掉下。当要维修路灯的时候，触碰开光使电磁铁得电，压缩弹簧，使路灯可以自由下落，这时转动绕线轮使路达 第六章 智能路灯本实用新型公开了一种风光互补型LED路灯，包括：风光互补发电系统，在微控制器控制下，利用太阳能、风能产生风光发电互补输出；蓄电池组；市电逆变模块；蓄电池电能检测模块，串接在该蓄电池组的输出路径上，其输出接至该微控制器；开关模块，连接该市电逆变模块和该风光互补发电系统的输出，其输出连接至路灯LED控制组件；路灯LED控制组件，其输入端接该开关模块选择的供电

31、电压，另一端接地；微控制器，连接其他各模块以对其他各模块进行控制，通过本实用新型，可使得风光互补型LED路灯更为智能化。 6、1摘要附图6.2权利要求书1、一种风光互补型LED路灯，至少包括：风光互补发电系统，在微控制器控制下，利用太阳能、风能产生风光发电互补输出，其风光发电互补输出连接至开关模块和蓄电池电能检测模块；蓄电池组；市电逆变模块，将市电进行交流-直流变换；蓄电池电能检测模块，串接在该蓄电池组的输出路径上，其输出接至该微控制器；开关模块，连接该市电逆变模块和该风光互补发电系统的输出，用于接通该蓄电池组至后续电路以及蓄电池组与市电的切换，其输出连接至路灯LED控制组件；路灯LED控制组

32、件，其输入端接该开关模块选择的供电电压，另一端接地；以及微控制器，连接其他各模块以对其他各模块进行控制。2.如权利要求1所述的一种风光互补型LED路灯，其特征在于：在该开关模块与该路灯LED控制组件之间，还设置一电流检测模块，以对该开关模块输出的电流进行检测，其测量结果接至该微控制器。3.如权利要求2所述的一种风光互补型LED路灯，其特征在于：该路灯还包括光门及检测电路和超声波检测电路，该光门及检测电路和超声波检测电路为安装于路侧的检测装置，检测结果连接至该微控制器。4.如权利要求3所述的一种风光互补型LED路灯，其特征在于：该路灯还包括一发射电路，该发射电路连接该微控制器，以在该微控制器控制

33、下将故障信息发送给管理部门。5.如权利要求1所述的一种风光互补型LED路灯，其特征在于：该风光互补发电系统包括测光电路、太阳能发电组件、光伏控制系统、风力发电组件、风机控制系统以及DC-DC逆变器，该光伏控制系统与该风机控制系统一端连接该微控制器，另一端分别连接该太阳能发电组件及该风力发电组件，该太阳能发电组件另一端连接该开关模块与该蓄电池电能检测模块，该风力发电组件通过该DC-DC逆变器连接该开关模块与该蓄电池电能检测模块，该测光电路的输出连接至该微控制器。6.3说明书一种风光互补型LED路灯技术领域本实用新型涉及照明灯具技术领域，特别是涉及一种风光互补型LED路灯。背景技术众所周知，路灯是

34、城市中最基本的照明设备之一。而目前，城市路灯普遍采用电线供电方式，既耗费线缆，又不便维修。在能源紧张的今天，风能和太阳能是洁净的能源。随着绿色能源的开发，人们已经研究出风力发电和太阳能发电技术，如果把二者结合起来运用将会极大地节约能源。在一年使用期内，如十公里采用风光互补LED智能路灯照明可以节约355875KWh电量，相当于节约了133.98吨煤，减少了784吨粉尘，135.59吨二氧化碳，有利于提高一个城市的形象和品位。如今也逐步开始采用风光互补型路灯。然而，目前采用的风光互补型路灯缺乏智能化，风力发电低，效益差，如现有技术不能采用电路报警器，故不能使得控制更加智能化。实用新型内容为克服上

35、述现有技术存在的不足，本实用新型之一目的在于提供一种风光互补型LED路灯，其可以在太阳充足的时候，吸收太阳能发电并将它储存，在风力达到发电效益的时候，发电并储存。本实用新型之另一目的在于提供一种风光互补型LED路灯，其可以在夜晚到来时，优先使用太阳能、风能的储能，而当太阳能、风能储能不能满足路灯需要的时候，由电网供电。 本实用新型之再一目的在于提供一种风光互补型LED路灯，其通过采用光控开关和电路报警器使得控制更加智能化。 为达上述及其它目的，本实用新型提出一种风光互补型LED路灯，至少包括：风光互补发电系统，在微控制器控制下，利用太阳能、风能产生风光发电互补输出，其风光发电互补输出连接至开关

36、模块和蓄电池电能检测模块；蓄电池组；市电逆变模块，将市电进行交流-直流变换；蓄电池电能检测模块，串接在该蓄电池组的输出路径上，其输出接至该微控制器；开关模块，连接该市电逆变模块和该风光互补发电系统的输出，用于接通该蓄电池组至后续电路以及蓄电池组与市电的切换，其输出连接至路灯LED控制组件；路灯LED控制组件，其输入端接该开关模块选择的供电电压，另一端接地；以及微控制器，连接其他各模块以对其他各模块进行控制。进一步地，在该开关模块与该路灯LED控制组件之间，还设置一电流检测模块，以对该开关模块输出的电流进行检测，其测量结果接至该微控制器。进一步地，该路灯还包括光门及检测电路和超声波检测电路，该光

37、门及检测电路和超声波检测电路为安装于路侧的检测装置，检测结果连接至该微控制器。进一步地，该路灯还包括一发射电路，该发射电路连接该微控制器，以在该微控制器控制下将故障信息发送给管理部门。进一步地，该风光互补发电系统包括测光电路、太阳能发电组件、光伏控制系统、风力发电组件、风机控制系统以及DC-DC逆变器，该光伏控制系统与该风机控制系统一端连接该微控制器，另一端分别连接该太阳能发电组件及该风力发电组件，该太阳能发电组件另一端连接该开关模块与该蓄电池电能检测模块，该风力发电组件通过该DC-DC逆变器连接该开关模块与该蓄电池电能检测模块，该测光电路的输出连接至该微控制器。与现有技术相比，本实用新型一种

38、风光互补型LED路灯，其通过采用风光互补发电系统、蓄电池电能检测模块、蓄电池组、市电逆变模块以及开关模块，实现了在太阳充足的时候吸收太阳能发电并将它储存，在风力达到发电效益的时候发电并储存的目的，其可以在夜晚到来时优先使用太阳能、风能的储能，而当太阳能、风能储能不能满足路灯需要的时候由电网供电，同时 ，本实用新型通过采用光控开关和电路报警器使得控制更加智能化。附图说明图1为本实用新型一种风光互补型LED路灯的结构框图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可通过其它不同的具体

39、实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。本实用新型之风光互补型路灯的工作原理是利用自然风作为动力，风轮吸收风的能量，带动风力发电机旋转，把风能转变为电能，经过控制器的整流，稳压作用，把交流电转换为直流电，向蓄电池组充电并储存电能。利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电，供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。在电路中加入一个电路检测单片机，当电路连续24小时没有电流通过则判断电路发生了故障，并按照原先编好的号码发射信号，在监管处接收信号即可知道哪个路灯发生了故障。图1为本实用新型一种风光互补型LED路灯的结构框图。如图1所示，本实用

40、新型一种风光互补型路灯，包括：风光互补发电系统10、蓄电池电能检测模块20、蓄电池组30、市电逆变模块40、开关模块21、电流检测模块50、光门及检测电路60、超声波检测电路70、无线发射电路71、微控制器80及路灯LED控制组件90。其中，风光互补发电系统10由测光电路101、太阳能发电组件103、光伏控制系统102、风力发电组件105、风机控制系统104、DC-DC逆变器106组成，其风光发电输出连接至开关模块21和蓄电池电能检测模块20，光伏控制系统102与该风机控制系统104一端连接该微控制器80，另一端分别连接太阳能发电组件103及风力发电组件105，以在微控制器80的控制信号CTE

41、2及CTE1控制下对太阳能发电组件103及风力发电组件105进行控制，太阳能发电组件103另一端连接该开关模块21与该蓄电池电能检测模块20，风力发电组件105则通过DC-DC逆变器106连接开关模块21与蓄电池电能检测模块20，该测光电路的输出连接至该微控制器测光电路101的输出DET2连接至微控制器80，蓄电池电能检测模块20串接在蓄电池组30的输出路径上，其输出DET1接至微控制器80，开关模块21包含由CTK1控制的开关K1及由CTK2控制的开关K2，用于接通蓄电池至后续电路以及蓄电池组与市电的切换，其连接市电逆变模块40和风光互补输出，其输出连接至电流测量模块50，电流检测模块50连

42、接至路灯LED控制组件90的输入端，其测量结果DET3接至微控制器80，路灯LED控制组件90包含多组LED及其控制电路，每组LED及其控制电路包括限流电阻Ri、开关管Qi、LED灯Di（i1n，为LED路灯的个数），每组LED及其控制电路的输入端接经电流检测模块50电流检测的供电电压，另一端接地，并受微控制器80的控制信号CTL1CTn控制；光门及检测电路60和超声波检测电路70为安装于路侧的检测装置，用于检测行人或车辆，其检测结果连接至微处理器，发射电路71用于将故障信息发送给管理部门。在本实用新型中，风光互补型LED路灯在太阳充足的时候，太阳能发电组件103吸收太阳能发电并将它储存，在风

43、力达到发电效益的时候，风力发电组件105发电并储存。当夜晚到来的时候，优先使用太阳能、风能的储能。在极端情况下，一旦风光互补发电系统不能保证路灯正常工作，启动电网补充智能路灯系统，路灯从电网(市电逆变模块40)获取能量，保证路灯正常工作。路灯通过在公路两旁的光门感应是否有车或行人通过，路灯有多个小灯泡组成，如果有车或人通过，则小灯泡全部工作，如果没有通过则只亮一半。另外，在电路中加入电流检测，当电路连续24小时没有电流通过则判断电路发生了故障，并按照原先编好的号码发射信号，在监管处接收信号即可知道哪个路灯发生了故障。可见，本实用新型一种风光互补型LED路灯，其通过采用风光互补发电系统、蓄电池电

44、能检测模块、蓄电池组、市电逆变模块以及开关模块，实现了在太阳充足的时候吸收太阳能发电并将它储存，在风力达到发电效益的时候发电并储存的目的，其可以在夜晚到来时优先使用太阳能、风能的储能，而当太阳能、风能储能不能满足路灯需要的时候由电网供电，同时 ，本实用新型通过采用光控开关和电路报警器使得控制更加智能化。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。图1第七章 风光互补智能路灯的应用众所周知，路灯是城市中最基本的照明设备之一。而目前，城市路灯普遍采用电线供电方式，既耗费线缆，又不便维修。在能源紧张的今天，风能和太阳能是洁净