WEBS LED-SOLAR WBLS 1 utcai világítás

WEBS LED-SOLAR WBLS 1 utcai világítás Akkumulátoros, napelemes táplálással Műszaki leírás I. Rövid ismertető, üzemmódok A készülék utcai közvilágításban kerül felhasználásra. A komplett eszköz az alábbi fő részegységekre bontható: 1. 2. 3. 4. 5.

Fénytest, szilárdest fénykibocsátó eszközök (LED) Vezérlő elektronika, amely a LED-ek tápellátását, fényerejük szabályozását végzi Lámpatest, amely hordozza a Fénytestet és a Vezérlő elektronikát Akkumulátor Napelem

Szigetüzemű napelemes tápellátás lévén saját fejlesztésű és gyártású lámpáink intelligens vezérlése a következő lényegi elemekre koncentrál:  Nappali időszakban a lehető legtöbb elektromos energia kinyerése és hatékony tárolása a szolár akkumulátorban, melyet automata munkapont beállítással (MPPT) működő töltésszabályozással optimalizálunk.  Éjszakai időszakban az eltárolt energia hatékony és ésszerűen takarékos felhasználása. Az akkumulátorfeszültség megfelelő átalakításával az éjszaka egyes szakaszaiban az igényekhez

igazítjuk

a

szolgáltatott

megvilágítást,

a

LED-es

fénytest

áramának

finomszabályozásával. Vezérlő elektronikánk folyamatosan figyeli az akkumulátor feszültségét és egy előre definiált függvény felhasználásával kompenzálja a LED-ek aktuális maximális áramát (utóbbiról az üzemmódok ismertetése után lesz szó bővebben). A beépített termo-menedzsment pedig a fénytest túlmelegedését gátolja oly módon, hogy azt nem engedi 70 °C fölé emelkedni, jelentősen hosszabbítva ezzel annak élettartamát. Elektronikánk szabadon használható bemenetei további különböző külső szenzorok jelének fogadását és kezelését teszik lehetővé, pl. passzív infra detektoros mozgásérzékelő, rádiós távvezérlő, pára/csapadékérzékelő, környezeti fényviszonyok érzékelése stb.

Környezetkímélő technológiák - Megújuló energia hasznosítás – LED-es világítástechnika - Innováció & kreativitás

A kinyerhető napenergia évi szezonális hatásokat figyelembe véve az éjszakai fényintenzitás szabályzására a következő üzemmódok érhetők el: A) őszi/tavaszi üzem: Az éjszakát négy időbeli szakaszra osztjuk. Az egyes szakaszhosszak előre definiálhatók abszolút (órában) és relatív (az éjszaka teljes hosszához viszonyított) módon. Minden egyes szakaszhoz ugyancsak előre definiálható egy adott fényintenzitás érték a maximális fényerőhöz viszonyítva. Az alábbi táblázat egy példát szemléltet: szakasz

fényerő (%)

LED áram(mA)

szakaszhossz

1 2 3 4

100 70 35 60

350 245 122 216

30% 30% 2óra maradék

A példában a LED-ek névleges árama 350mA. Az első szakaszban maximális fényerővel, a többi szakaszban csökkentett fényerővel működnek. A szakaszhossz az első két szakaszban relatív értelemben van megadva az éjszaka teljes hosszához viszonyítva, a harmadik szakaszban pedig abszolút értelemben. Tegyük fel, hogy az éjszaka hossza 10 óra: ekkor kb. 3 óra hosszú lesz az első és a második szakasz és 2 óra marad az utolsó szakaszra. A vezérlőegység ahhoz, hogy a százalékos szakaszhosszat értelmezni tudja, minden éjjel méri és rögzíti az aktuális éjszaka hosszát és ezt használja fel a következő napi éjhossz becsléséhez az alábbi egyszerű képlet segítségével: Tbecsült 2  Ttegnapi  Ttegnapelőeti Tehát a becsült éjhossz az előző este mért éjhossz kétszeresének és az azelőtt mért éjhossznak különbsége. Ezt az értéket használja fel készülék a relatív értelemben megadott szakaszhossz abszolút értékre történő átszámolásához. WEBS LED-SOLAR WBLS 1 áram Ifw [A] Tipikus éjszakai vezérlés töltött akkumulátor mellett 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30

0:00

0:30

1:00

1:30

2:00

2:30

3:00

3:30

4:00

4:30

5:00

5:30

6:00

Az egyes szakaszok hossza és az intenzitás értékek tetszőlegesen beállíthatóak a felhasználói igények szerint


B) nyári üzem A LED-ek teljesen feltöltött akkumulátor esetén a névleges árammal vannak meghajtva. C) téli üzem A LED-ek teljesen feltöltött akkumulátor esetén a névleges áram 33%-ával vannak hajtva. Energiamenedzsment, azaz a LED-ek maximális fényerejének és az akkumulátor töltöttségének kapcsolata Az akkumulátorkapacitás illetve tárolt energia optimális kihasználása és a hosszabb idejű világítás érdekében a készülék folyamatosan figyeli az akkumulátor kapocsfeszültségét és kompenzálja az aktuális fényintenzitás-értéket. Ez a kompenzáció mind a három üzemmód esetén aktív, a kiszámítása az alábbi módon történik: a) ha Uakku > 24V*: A = 1 U  21V * b) ha 24V* > Uakku > 21V*: A Amin  akku* * (1  Amin ) 24V  21V * c) ha 21V* > Uakku: A = 0 Ahol Uakku az akkumulátor kapocsfeszültsége, ’A’ a kompenzáció értéke, 0 és 1 közötti szám. A képletekből látható, hogy 24V* felett a kompenzáció 1, 24V* és 21V* között lineárisan csökken Amin-ig, és 21V* alatt 0. A kompenzáció szorzótényező, az előre beállított LED áram értékeket módosítja. Ezzel a módszerrel egyben az akkumulátor mélykisülés-védelme is biztosított. *12Vos rendszer esetében a megadott referenciafeszültségek fele érvényes.

Energiamenedzsment fényáram korrekció az akkumulátor töltöttségének függvényében

120%

Fényáram korrekció A[%]

100%

80%

60%

40%

20%

0% 0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Akkumulátor töltöttségi szint [%]


II. Blokkvázlat, működés A vezérlő elektronika egyszerűsített blokkvázlata:

A vezérlő elektronika az alábbi részegységeket tartalmazza: a. bemeneti védelem: a készüléket védi túláram, bekapcsolási áramlökés, túlfeszültség és rövidzár ellen biztosíték, varisztor és NTC elemek felhasználásával, valamint a fénytest hűtőbordájára szerelt hőérzékelő a túlmelegedés ellen b. lineáris tápegység: a vezérlő elektronika tápellátását biztosítja, 14VDC és 3.3VDC feszültségeket állít elő. c. kapcsoló üzemű tápegység: a LED sor/mátrix tápellátását biztosítja, állandó áramú kimenettel rendelkezik. d. Mikrokontrolleres vezérlés: a fényintenzitás szabályozását végzi a rajta futó program segítségével. e. LED sor/mátrix: a vezérlő elektronika biztosítja számukra az állandó áramú táplálást és szabályzást. Fizikailag nem a vezérlő elektronika része, attól különáll.


Paraméterezés: A készülék USB-RS232 átalakító segítségével PC-re köthető (természetesen közvetlenül hagyományos soros porton keresztül is, de a korszerűbb számítógépeken ezt már nem használják) és egy Windows operációs rendszeren futó szoftver segítségével a működés bizonyos paramétereit a készülékből kiolvashatjuk, szerkeszthetjük, ill. a készülék memóriájába elmenthetjük. Az alábbi paraméterek módosíthatók: 1. Intenzitás értékek (őszi-tavaszi üzem): négy intenzitás érték az éj négy szakaszában 2. Szakaszhosszak (őszi-tavaszi üzem): három intervallum hossz százalékban, vagy abszolút értékben kifejezve (külön-külön definiálható) 3. Amin : a fényintenzitás-kompenzáció minimális értéke 4. Intenzitás változás ideje: az intenzitás 8 bit felbontású, tehát 256 különböző értéket vehet fel. Ez a paraméter azt határozza meg, hogy az intenzitás érték 1-gyel való növekedése vagy csökkenése mennyi idő alatt következzen be. 5. hőmérséklet küszöb: azt a hőmérsékletet határozza meg, ami felett a készülék elkezdi csökkenteni a LED-ek áramát. 6. maximális LED áram korrekció a hőmérséklet függvényében: azt az értéket határozza meg, hogy a készülék maximálisan a névleges áram hány százalékára csökkentheti le a LED áramot a hőmérséklet csökkentésének érdekében. Term omenedzsm ent a hőmérsékleti küszöbérték túllépése esetén 0,4

LED Áram [mA]

0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0:00

0:10

0:20

0:30

idő [perc] a bekapcsolás után

LED fénytest hűtőborda hőmérséklet [°C] éjszakai alakulása MultiLED Progressive EE-2442-100DC (24W) típusnál

80 70

°C

60 50 40 30 20 18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

0:00

1:00

2:00

3:00

4:00

5:00


WEBS LED-SOLAR WBLS 1 utcai világítás

Recommend Documents