專利名稱：一種在基于路燈下工作的多模式供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及染料敏化太陽電池應(yīng)用在路燈等弱光下的多模式供電裝置，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著光伏技術(shù)的發(fā)展，在日常生活中使用太陽電池發(fā)電已非常的普遍，但絕大多數(shù)為硅類太陽電池。雖然傳統(tǒng)的硅太陽電池在強(qiáng)光照射下能夠表現(xiàn)出較高的光電轉(zhuǎn)換效率，但其無法在日光不太充足以及夜間燈光的照射等弱光條件下使用。染料敏化太陽電池于1991年由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的Micheal Gratzel教授發(fā)明，由于其獨(dú)特的夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和特殊的光電轉(zhuǎn)換原理，引起人們的廣泛關(guān)注。染料敏化太陽電池不僅擁有成本低、制造工藝簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、受光照射角度影響小等特點(diǎn)，而且染料敏化太陽電池還具有弱光特性，即在散漫光以及弱光的照射下也能產(chǎn)生電流，并且能夠達(dá)到較高的光電轉(zhuǎn)換效率。這意味著在非太陽光照射的條件下，染料敏化太陽電池也能夠高效的將光能轉(zhuǎn)換成電能。2012年4月，英國的G24創(chuàng)新公司宣布染料敏化太陽電池轉(zhuǎn)換白熾燈光的效率已達(dá)26%，這使染料敏化電池有望廣泛的應(yīng)用于室內(nèi)發(fā)電中。這種‘室內(nèi)太陽能電池’所用的光源大部分來自白熾燈、熒光燈以及LED燈等人工光源。美國德州儀器公司認(rèn)為這種染料敏化太陽電池是目前市場(chǎng)上在弱光條件下最有效的光能收集技術(shù)。近年來，中 國城市化進(jìn)程不斷加快，城市亮化既給人們出行帶來方便。但是對(duì)于路燈等光源，目前只利用了照明功能，而其發(fā)出的光能并沒有加以回收利用，一直白白浪費(fèi)。同時(shí)，我國正快步進(jìn)入汽車社會(huì)，為有效預(yù)防交通事故的發(fā)生，在交通事故多發(fā)地段安裝一些交通指示器和信號(hào)燈是非常有必要的。此外，一些安裝在路燈柱上的非用電廣告牌在夜間缺少照明，無法清晰的顯示其宣傳內(nèi)容。使得宣傳效果大大的降低，失去了商業(yè)利用價(jià)值。本發(fā)明利用染料敏化太陽電池弱光發(fā)電特性，在陽光和路燈等光源的照射下為交通指示器、信號(hào)燈以及廣告牌等顯示和照明設(shè)備提供多模式供電。既解決了太陽電池白天電力過盈而黑天電力不足的矛盾，又使得寶貴的能源得到循環(huán)利用，能夠使太陽電池實(shí)現(xiàn)全天運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，具有巨大的應(yīng)用潛在優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在基于路燈下工作的多模式供電裝置，利用染料敏化太陽電池的弱光發(fā)電特性，以染料敏化太陽電池在陽光和路燈等光源的照射下為交通指示器、信號(hào)燈以及廣告牌等顯示和照明設(shè)備提供多種模式供電。既有效的解決了太陽電池白天電力過盈而黑天電力不足的矛盾，又使得寶貴的能源得到循環(huán)利用，能夠使太陽電池實(shí)現(xiàn)全天運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括染料敏化太陽電池、電池箱、控制器、交通指示器、信號(hào)燈、廣告牌、燈架、燈柱、路燈、LED照明燈、光敏自控開關(guān)，其特征是路燈燈柱的上端分別連有燈架、染料敏化太陽電池、交通指示器、信號(hào)燈和廣告牌，所述廣告牌上通過光敏自控開關(guān)連接LED照明燈，所述染料敏化太陽電池連接電池箱，電池箱分別連接LED照明燈和控制器，控制器連接信號(hào)燈，所述燈架的頂端有路燈。電池箱內(nèi)包括儲(chǔ)能電池和充放電控制器。本發(fā)明的技術(shù)效果是:能實(shí)現(xiàn)三種供電模式:供電模式1，白天有陽光時(shí)，染料敏化太陽電池在陽光的照射下產(chǎn)生電流，電流流經(jīng)導(dǎo)電線輸入電池箱內(nèi)，通過充放電控制器的調(diào)整將電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能電池中。從儲(chǔ)能電池輸出的電流通過導(dǎo)電線連接到控制器而向用電器供電；供電模式2，當(dāng)無陽光且路燈未亮?xí)r，通過光敏自控開關(guān)的控制，從儲(chǔ)能電池輸出的電流經(jīng)充放電控制器的調(diào)整，流過導(dǎo)通的光敏自控開光向而向用電器供電；供電模式3，黑夜條件下路燈點(diǎn)亮?xí)r，染料敏化太陽電池在路燈等光源的照射下產(chǎn)生電流，流經(jīng)導(dǎo)電線輸入電池箱內(nèi)，通過充放電控制器的調(diào)整將電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能電池中。從儲(chǔ)能電池輸出的電流通過導(dǎo)電線連接到控制器而向用電器供電。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，1、染料敏化太陽電池2、電池箱3、控制器4、交通指示器5、信號(hào)燈6、廣告牌7、燈架8、燈柱9、路燈10、LED照明燈11、光敏自控開關(guān)。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，路燈燈柱8的上端分別連有燈架7、染料敏化太陽電池1、交通指示器4、信號(hào)燈5和廣告牌6，所述廣告牌6上通過光敏自控開關(guān)11連接LED照明燈10，所述染料敏化太陽電池I連接電池箱2，電池箱2分別連接LED照明燈10和控制器3，控制器3連接信號(hào)燈5，所述燈架7的頂端連有路燈9。電池箱內(nèi)包括儲(chǔ)能電池和充放電控制器。具體實(shí)例1:
夜間條件下染料敏化太陽電池在路燈等光源的照射下產(chǎn)生電流，電流流經(jīng)導(dǎo)電線輸入電池箱內(nèi)，輸入鋰離子儲(chǔ)能電池將電能進(jìn)行儲(chǔ)存。從鋰離子儲(chǔ)能電池輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入到以STC89C52單片機(jī)為主控芯片的控制器，該系統(tǒng)選取74HC595芯片和74HC138芯片分別構(gòu)成信號(hào)指示器的列驅(qū)動(dòng)電路和行驅(qū)動(dòng)電路。電流再通過導(dǎo)電線連接到64X 128像素的紅色LED交通指示器和由200只黃色LED組成的信號(hào)燈。通過對(duì)單片機(jī)控制芯片的程序設(shè)置，可使得交通指示器靜態(tài)無閃爍的顯示字體大小為32X32像素、內(nèi)容為‘學(xué)生出入，減速慢行’的紅色字體，以及亮、滅交替各持續(xù)I秒的信號(hào)燈。具體實(shí)例2:
染料敏化太陽電池在陽光的照射下產(chǎn)生電流，電流經(jīng)導(dǎo)電線輸入電池箱內(nèi)，輸入鋰離子儲(chǔ)能電池將電能進(jìn)行儲(chǔ)存。由光敏自控開關(guān)導(dǎo)通電路，從鋰離子儲(chǔ)能電池輸出的電流通過充放電控制器的調(diào)整后直接給LED照明燈供電，使LED發(fā)出亮光照亮印有‘創(chuàng)文明城市，建幸福家園’的公益廣告 牌。具體實(shí)例3:在無任何光源條件下，由光敏自控開關(guān)導(dǎo)通電路，從鋰離子儲(chǔ)能電池輸出的電流通過充放電控制器的調(diào)整后直接給LED照明燈供電，使LED發(fā)出亮光照亮印有‘創(chuàng)文明城市，建幸福家園’的公益廣告牌。 上述僅為本發(fā)明的三種具體實(shí)施實(shí)例，不是全部的實(shí)施方式，通過閱讀本發(fā)明書對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的任何等效變化，均為本發(fā)明權(quán)利要求多涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種在基于路燈下工作的多模式供電裝置，它包括染料敏化太陽電池、電池箱、控制器、交通指示器、信號(hào)燈、廣告牌、燈架、燈柱、路燈、LED照明燈、光敏自控開關(guān)，其特征是路燈燈柱的上端分別連有燈架、染料敏化太陽電池、交通指示器、信號(hào)燈和廣告牌，所述廣告牌上通過光敏自控開關(guān)連接LED照明燈，所述染料敏化太陽電池連接電池箱，電池箱分別連接LED照明燈和控制器，控制器連接交通指示器和信號(hào)燈，所述燈架的頂端有路燈。
2.—種權(quán)利要求1所述的基于路燈下工作的多模式供電裝置，其特征在于:能實(shí)現(xiàn)太陽光轉(zhuǎn)化電能供電、路 燈光轉(zhuǎn)化電能供電和電池箱貯存電能供電三種供電模式。
全文摘要
一種在基于路燈下工作的多模式供電裝置，路燈燈柱的上端分別連有燈架、染料敏化太陽電池、交通指示器、信號(hào)燈和廣告牌，所述廣告牌上通過光敏自控開關(guān)連接LED照明燈，所述染料敏化太陽電池連接電池箱，電池箱分別連接LED照明燈和控制器，控制器連接信號(hào)燈，所述燈架的頂端有路燈。本發(fā)明的技術(shù)效果是能夠提供三種供電模式供電模式1，白天陽光充足時(shí)，染料敏化太陽電池在陽光的照射下產(chǎn)生電流供電；供電模式2，當(dāng)無陽光且路燈未亮?xí)r，從儲(chǔ)能電池輸出的電流供電；供電模式3，黑夜條件下路燈點(diǎn)亮?xí)r，染料敏化太陽電池在路燈等光源的照射下產(chǎn)生電流供電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK103236723SQ201310138919
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者梁忠冠, 劉偉慶, 高益慶, 肖文波, 段軍紅 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)