解析双节能路灯的设计工作原理与应用

　　 双节能路灯能够利用太阳能和雨水进行发电，解决了因雨天而不能靠太阳能发电的弊端，太阳光跟踪系统随时捕捉最有利的角度，提高了太阳能利用率，节约资源，保护了环境，具有节能减排的实质性技术特点。

　　1.双节能路灯研制背景

　　现有的路灯大多靠太阳能电池板发电，不仅利用太阳能的效率低，而且每当下雨时路灯就不能自行发电。为解决这两个问题，双节能路灯特在太阳能电池板的基础上增加了一个反光装置，即在自动跟踪太阳光的情况下，能够反射电池板周围的太阳光，更高效率的利用了太阳能。此外，在下雨时该路灯还能最大限度的收集雨水，进而在雨天还可以利用雨水发电。

　　2.双节能路灯的设计与展示

　　(1)整体展示：一个塑料制的圆台反光装置，将圆形的电池板镶嵌在圆台反光装置内，电池板与圆台反光装置的底面平行，电池板的正面对着圆台反光装置的广口，在圆台反光装置的广口到电池板之间的圆台反光装置内壁贴上反光锡纸，根据光的反射原理使照射在圆台反光装置内壁的阳光能够充足反射到电池板上。同时该装置还能够收集雨水，即在电池板的下端安置一个水箱，水箱的底部连接有流水管道，在管道的底部放置水轮和发电机，利用雨水的重力作用和自由落体运动使其带动发电机运行，以达到利用雨水发电的功能，如图1所示。

图1

　　(2)电器控制：光敏控制模块步进电机，实现太阳光跟踪；利用雨水收集模块控制步进电机，保证下雨时电池板能保持水平，最大限度的收集雨水；光敏控制模块控制路灯在阴天和天黑时自动启动。

　　(3)圆台反射装置和雨水收集装置：圆台反光装置的斜面与电池板的平面的夹角为120度，反光装置的高为10厘米，保证了垂直阳光照射时，反射光都能照在太阳能电池板上。有太阳光时，由于太阳光跟踪系统，保证太阳能电池板的周围的阳光始终反射到电池板上。当下雨时，由单片机控制步进电机运行，使太阳能圆台反光装置水平放置，这样圆台反光装置就变成了雨水收集装置，进而将雨水储存到水箱，利用雨水的势能为发电机发电做准备。

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