[发明专利]风光热电互补LED路灯装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种路灯装置，特别是，本发明涉及一种用于高速公路或者偏远山区公路的风光热电互补LED路灯装置。

背景技术

近几年来，我国城市路网和高速公路发展迅速，常规路灯必须用埋地电缆供电，如果照明线路延长，还需要设升压系统，因此大部分远离电源点的市郊公路和高速公路都没有安装路灯。风光互补路灯的出现避开了给路灯长途供电的弊端。太阳能和风能在时间分布上有很强的互补性。白天太阳光最强时，风一般小，晚上没有太阳光，只有微弱的月光，但风一般较大；在夏季，一般风小而阳光较强，冬季，风大而阳光较弱。阴天一般风大，晴天阳光强。风能和太阳能在时间上的互补性使得风光互补照明系统在能源利用上具有很好的互补性。

但是，在实际应用当中，却出现了两个问题，第一，高速公路路灯设置一般距离较远，因此均采用LED灯，但是LED灯因很少设置散热装置，当其发光时仅有20％～30％的能量转换成光，其余70％～80％的能量则转换成热。并且由于设在自然环境下，为了防止大风以及雷雨天气对路灯的破坏，一般在LED灯外部均设置坚固的外罩，这就更使得LED的热量难以散发出去，这些热量由于不能及时散发出去，因此导致LED灯的寿命大幅减少，损坏程度增加。

第二，由于太阳能电池板的光电转换效率较低，蓄电池充电不足，再加上晚上风力不能持续保证，因此导致夜晚路灯照明时间不够，路灯的作用大大降低。

如何解决LED灯的散热问题，并进一步提高路灯的照明时间，这成为了行业内迫切需要解决的问题。

申请号为200810011737.0的中国专利申请，公开了一种LED照明装置的能量回收装置，包括散热装置、LED光源和热电转化装置，其中通过在LED光源背部设置内基板，然后在内基板四周设置外基板，并在外基板外部设置散热翅片，内、外基板之间设置片式热电转换器，并且外周还设置散热风扇，片式热电转换器为半导体温差发电元件，散热器为热管散热器。

申请号为200810117915.5的中国专利申请，公开了一种兼具散热与储能的LED照明装置，其包含一LED灯；一金属基座结合该LED灯且接受该LED灯所散出的热能；一热传导装置具有一第一部及一第二部，该第一部结合该金属基座，且热能可以由第一部传到第二部；一热电能源产生器结合该热传导装置的第二部用以接受热能及进行热电能源转换；一快速充/放电储能装置系电性连接该热电能源产生器，其用以储存热电能源产生器所产生的电能以及可以释放出电能。

上述公开的利用LED光源发出的热量通过热电转换器产生电能是利用了塞贝克效应。1821年，赛贝克发现，把两种不同的金属导体接成闭合电路时，如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中，则电路中就会有电流产生。这一现象称为塞贝克(Seebeck)效应，这种情况下产生电流的电动势叫做温差电动势。半导体的温差电势最明显，可用作热电转换器件。若将P型半导体和N型半导体在热端连接，则在冷端可得到一个电压，将很多个这样的PN串联结合起来并使其一端处于高温状态，另一端处于低温状态时，由于高温端的热激发作用较强，空穴和电子浓度也比低温端高，在这种载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在低温开路端形成电势差。

但是上述装置也存在以下缺点：首先，申请号为200810011737.0的中国专利申请结构复杂，占用空间大，对场地和空间的要求较高，无法与风光互补系统结合，不适合应用在路灯装置中。其次，申请号为200810117915.5的中国专利申请是利用热传导装置将热量传出后再进行回收利用，这样做热量损失较大，在超大功率LED装置中还可以应用，但用于LED路灯照明装置，热量回收率较低，也没有足够的空间进行回收。

发明内容

本发明针对现有技术中路灯用LED散热效果差、照明时间短、无法与风光互补系统结合、热量回收利用率低等缺点，提供一种风光热电互补LED路灯装置，不仅可以实现高效散热，而且能够充分利用部分余热转换为电能，并能与太阳能与风力发电共同作用，大幅延长了夜晚路灯的照明时间。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。