智慧群控太阳能路灯互补充电方法

智慧群控太阳能路灯互补充电方法

王伟普平贵傅洪波付一波赵建英付黎波刘

（云南拓想科技有限公司昆明650106）

摘要：通过微波电能发射天线和微波电能整流天线建立电能传输网络，通信网络通过ZIGBEE无线通信自动组网技术和4G远程无线通信技术，采用无线监控平台采集远程路灯系统的数据，对数据分析处理得到最终适合工作模式，并将工作模式以指令的方式发送给路灯系统，让路灯按照预定模式工作。

关键词：微波电能发射微波电能整流无线监控云平台太阳能路灯能量平衡

1引言

通过太阳能路灯自身配置的控制设备管理路灯的充电和自动开关灯。从近年的工程实际经验分析，虽然太阳能路灯整个发电和供电过程实现了自动控制管理，达到了一定程度的智能化水平，但路灯初始安装后，运行过程中不便于控制模式的调整，初始设置的控制模式维持至路灯运行寿命终点。

目前使用的太阳能路灯，其初期投资成本占比最大、维护管理成本最高、寿命最短的配件就是蓄电池。为提高蓄电池的使用寿命，只有保证其尽可能处于浅循环放电状态，并且尽量减少深度放电次数。为达到以上目标，通常情况下就需要配置较大容量的蓄电池和光伏组件，这样就增加了项目的投资额，降低了太阳能路灯的经济性。

为降低系统投资、延长蓄电池的使用寿命，并实现太阳能路灯的人性化照明功能，就需要在系统的发电量和用电量之间寻找互补，通过一种科学的控制方法，保证无论每天日照情况如何，路灯系统的发电量不浪费。

2涉及技术范围

涉及太阳能路灯领域，基于无线电能传输和无线通信物联网相结合的一种技术。无线电能传输是直接应用了电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理达到电能无线传输，也就是微波输能。微波输能就是将微波聚焦后定向发射出去，在接收端通过整流天线把接收到的微波能量转化为直流电能。该发明使用的无线通信物联网是利用ZigBee技术组建成区域网，该区域网所有数据通过无线4G网络或英特网实现各独立太阳能路灯之间信息交换，达到监控和控制的目的。太阳能路灯主要由光伏组件、光源、灯杆、蓄电池和控制器组成。现有大多太阳能路灯之间没有电能和信息同时传输交换技术，因太阳能路灯固有特性导致一定区域内电能的浪费和短缺并存。

3太阳能路灯应用存在的问题

如今太阳能路灯得了广泛应用，但是对太阳能路灯的有效的优化管理相对滞后，甚至无管理。确实太阳能路灯相较比普通的市电路灯管理事务上省去了好多，因为太阳能路灯的充放电都是程序自动化了。目前信息化管理太阳能路灯也在初级阶段，在一定程度上太阳能路灯没有充分发挥应有的作用。

单盏太阳能路灯成一个独立的系统是其固有的特点，它们相互没有电能上的连接（现在信息上的连接也是在初级阶段）。各盏太阳能路灯充电不均衡是实际应用中存在的问题，其原因大多是天气、遮挡物、粉尘等因素，为了弥补这些因素给太阳能路灯带来的影响，一般设计太阳能路灯时充电装置光伏组件就放有余量，这部分余量有的利用了，有的没有充分利用，造成了浪费。再加上同一批太阳能路灯，为了满足用户需求，光源是一定的，亮灯时间一定，所以消耗的电能就一样，然而各盏太阳能路灯充电不均衡，相互之间没有电能上的交换，就会出现有的太阳能路灯电能不够使用，有的使用不完，影响了使用寿命和功能的发挥。本发明就可以有效解决这一问题。

4互补充电方法具体实施方式

本发明内容包括太阳能光伏组件、蓄电池、光源、无线信号路灯充放电控制器、数据监控平台、微波电能发射天线、微波电能整流天线、灯杆。在一定区域内同，每盏太阳能路灯通过ZigBee技术、无线4G网络或英特网建立网络，实现远程对每盏太阳能路灯的充电、放电、运行时间、运行状态实时监控；同时，每盏太阳能路灯通过微波电能发射天线和微波电能整流天线建立电能传输网络。

在该区域太阳能路灯中，由于天气、遮挡物、粉尘等因素影响，总有太阳能路灯有的充电良好，剩余电量，有的充电不足。得益于太阳路灯的通信网络建立，通过数据监控平台实时能监控到那些太阳能路灯充电良好，自身蓄电池电已充满，已切断充电，而光伏组件还能有电输出。那些太阳能路灯充电不足，数据监控平台就会自动寻找充电良好的太阳能路灯自身充满电后就会与充电不足的太阳能路灯就近距离配对，充电良好的太阳能路灯通过微波电能发射天线输出电能，充电不足的太阳能路灯通过微波电能整流天线接收电能，达到充电的目的，蓄电池电能充满为止。以此类推。

5结束语

分析判断路灯系统的运行状况，根据预定的控制策略，实现对太阳能路灯蓄电池补充电能。应用该种方法实现了路灯系统发电单元和用电单元的能量互补，既可以避免路灯系统电能浪费，储能设备在连续阴雨天状况下的长时间亏电，降低储能设备的深度放电，延长使用寿命，又可以在日照好的季节，保证光伏组件尽可能多的发电，提高夜晚照明需求。