浅谈风光互补路灯在城市道路照明中的应用

蔡秋峰

摘  要：风光互补路灯得到了越来越多的认可和应用，市场正在蓬勃发展，增加风光互补道路照明是一个新的能源使用领域。它不仅减少了城市照明对传统电力的依赖，而且为农村照明提供了新的解决方案。近年来，在全国各地实施了风光互补路灯项目。本文基于浅谈风光互补路灯在城市道路照明中的应用展开论述。

关键词：风光互补路灯;城市道路照明;应用

引言

今天，太阳能和风能被越来越广泛地用作清洁、无污染的可再生能源。太阳能路灯是太阳能应用之一，目前太阳能光电发电的特点是，过去普通路灯的安装施工需要很长时间，不仅增加了施工成本，还大大提高了设施设备的维护成本。相反，太阳能LED路灯的应用不需要大量安装电源线，节省了大量人力和物力，不受应用情况的限制，太阳能LED路灯成为照明行业的新星。

1智慧城市道路照明系统发展现状

针对智慧城市道路照明系统中的关键核心技术，主要体现在智慧灯具，传输网络，云平台控制系统，专用传感器等技术中，国内外也进行了一些相关研究，国际上如飞利浦、欧司朗、国内如华体、华为等进行了相关技术研究，研究内容主要是采用智慧灯杆方案，采用不同的数据传输通道，数据在平台进行融合，这种没有有效进行设备的优化利用，而是简单对物理设备进行了一个加法处理，而没有采用智慧灯具的方式进行从传感器、高速传输网络、云平台系统、大数据分析的一体化研制模式。当前的照明管理系统虽然在终端接入控制和状态监控方面已取得了极大的进步，然而，针对具体应用设计开发的专用照明数据云平台还未得到充分的测试和应用，仍然缺乏深入和系统的研究。

2多功能智慧路灯

目前智慧城市建设剧增。在国际上，欧盟制定了智能城市建设框架，美国提出了加强智能基础设施建设、推进智能应用项目的经济刺激计划。韩国和日本相继提出了建设智能城市的国家战略计划，中国接连提出了建设300多个城市的目标。但是，这些城市在信息时代发展过程中，面临着严重的信息资源互操作性、资源消化、环境恶化、公共设施供应不足等问题。这些问题直接导致中国智慧城市发展缓慢，网络基础设施建设不足，达不到“智慧”的要求。路灯作为城市基础设施建设的重要一环，也是居民日常生活的便利和城市现代化发展的标志。该项目针对一系列现有城市问题，提出了一种新型智能灯杆设计方案，整合绿色智能灌溉、空气智能雾霾消除、多功能端口等功能，同时通过新能源风光互补发展提供能源。（威廉莎士比亚、Northern Exposure（美国电视连续剧）、能源名言同时，根据灯泡杆安装位置，创新地提出了灯泡杆集成功能的可分解模块化设计。各模块调整由云技术及物联网组成的智能工业控制系统，实现智能节水、减排、消除雾霾的节能减排效果。以灯杆为载体，在上面模块化设置绿色洒水系统、除雾装置和风光互补发电模块，可以为城市的除尘、灌溉工程带来一定的便利，同时为城市居民的生活带来很大的便利。根据今天的发展趋势，国家将越来越重视环境保护，城市智能化程度提高，未来智能路灯的规模将越来越大，运输难度也将越来越大，该系统将有更广阔的应用场景。

3风光互补智能照明控制系统的硬件设计

风力互补智能照明控制系统重要硬件是基于控制器、网关、Android手机蓝牙的无线模块构建智能照明系统。首先要设计路灯控制器，使控制器连接到智能手机蓝牙模块，控制器由整个智能照明系统控制。因此，在智能路灯控制器设计中，需要智能地控制照明系统的发电装置、电池放电、路灯照明开关等。根据太阳光及风力发电的原理，应选择风光互补路灯的控制系统。要选择微处理器模块、发电设备发电和控制管理模塊三大部分，然后根据照明路灯的电源输出和输入功率调整，对负载输出的驱动控制模块进行监督。因此，智能照明系统硬件设计必须使用智能路灯控制器。外部气象条件要满足设备发展要求，以发电设备发展为主，通过整改、恒压或升压监测对电池组进行监测和控制。可以实现放电保护、过度充电保护、短路保护等。等控制节点自动连接到Android手机蓝牙无线模块后，可以通过蓝牙指示路灯电源，控制路灯的工作状态，获取工作状态的数据。利用对路灯照明的遥控、LED灯的开灯和关灯协调控制机制，可以实时控制太阳能电池板的方向角。电池剩余功率监测是智能正常工作状态下的监测目标之一，对风扇和太阳能面板进行预期发电效率调整，预测发电效率的部署时间，设定光源亮度，最大照明时间标准，调整电源，发电设备不能满足LED照明负荷要求时，控制电池放置点，如果光能不足，则转换为风力发电

4系统结构与网络拓扑设计

以风/光/存储LED路灯为监测和控制对象，利用风光互补智能控制器作为监测中心，利用无线模块和上位机传输数据，通过控制中心PC对风/光/存储负载进行智能监测和控制，因此，如果微电网采用网格连接模式，不仅可以充分利用微电网能源，还可以确保微电网不断供电。是路灯控制系统研究中亟待解决的问题。也是下一个研究的重点。无线智能分布式风/光/存储LED路灯智能控制系统结构主要包括计算机监控终端或手机监控终端、上位机、无线模块子节点、风光互补智能控制器及周边电路。网络拓扑主要包括网关和无线模块子节点。风光互补智能控制器采用美国ATMEL的8位单片机ATMEGA 32A工业芯片为核心的测量控制电路。周边电路主要包括风力发电机三相电源输入、风力发电机制动控制信号、光伏输入、上或无线传输模块、LED照明电压输出、锂电池充电放电控制和LED状态指示电路，最终将所有信号传送到上。但是，父节点不能直接读取所有无线模块的子节点数据信息，所有子节点数据信息必须通过同侧线的无线模块中继传递。如果其中一个路灯发生故障，无法发送该节点的所有远程信号，导致信号中断，网关将无法通过直线连接访问该节点的远程节点。在这种情况下，网关可以启动AOD-VJR-。

结束语

互补的风光灯易于实施和维护。它们由智能控制器控制，可分为两种自动控制方法，即安全经济的时间控制和灯光控制以及无损独立集成供电系统。不受大面积电路建设干扰，不仅工艺简单，建设周期短，而且在维护方面更加方便。作为新兴的能源系统，能够节约成本和提高系统稳定性，在传统能源占据大部分市场的今天，新能源无疑成为城市的一大亮点。

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