用于動態(tài)地控制一件電氣設(shè)備的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過可再生能源和能量存儲元件的電氣設(shè)備的電力供應(yīng)領(lǐng)域。
[0002]本發(fā)明特別涉及諸如太陽能LED照明系統(tǒng)這樣的設(shè)備，該太陽能LED照明系統(tǒng)包括:LED照明模塊、光伏面板、電源電池以及用于管理能量的電子電路。
[0003]然而，本發(fā)明并不限于照明，并且還適用于由可再生能源提供電力并包含存儲裝置的其它設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中用于優(yōu)化這種設(shè)備的操作的解決方案是已知的。
[0005]例如，法國專利FR2922628公開了一種燈具，該燈具包括:固定在地里的桿；固定到桿的自由端并包括照明裝置的燈；和適合于向照明裝置供應(yīng)電力的電源塊。電源塊包括:儲電電池、光伏單元組件、風輪機、以及蓄電電路，該蓄電電路被設(shè)置用于由光伏電池組件和風輪機提供的電力向蓄電池充電。
[0006]美國專利US5151865公開了一種用于通過測量能量存儲的終端電壓(U1J來確定電池的能量含量值(EIW)的方法，同時考慮至少一個參考值(BW)，其由在特定時間單位(dt)和在特定工作電壓范圍(BSB)中的能量存儲中流動的總電流(IE)形成。因而，該參考值(BW)代表功能值。稱為功能值(FW)的所測終端電壓(UkJ與在能量含量范圍(EIB)中的特定能量含量值(EIW)相對應(yīng)。
[0007]美國專利US6081104公開了一種用于將電力輸送到電池和負載的系統(tǒng)。當電源不能將足量能量和電力提供給負載時，電池可以由電源充電并用于將能量或電力供應(yīng)給負載。系統(tǒng)減少直流電流注入到負載，并且因此延長負載的工作壽命，特別地，如果負載是照明系統(tǒng)。本系統(tǒng)的目的是防止照明負載或電池過早老化。
[0008]美國專利US6191568描述了一種負載電壓調(diào)制方案和電力控制以及供應(yīng)系統(tǒng)，其用于將電力供應(yīng)給負載，在特定時間段內(nèi)，通常以每天為基礎(chǔ)，期望減少電力。本發(fā)明具有針對街燈系統(tǒng)的具體應(yīng)用，其中，在夜晚數(shù)小時的時間段(當交通量最小且許多人入睡時)，可以在降低的電力下操作照明系統(tǒng)的照明。
[0009]國際專利申請W02011/095922描述了一種用于在預(yù)定時間段期間，考慮將能量存儲等級保持在預(yù)定最小等級以上，在照明需要和電池容量的基礎(chǔ)上，控制光輸出分布的方法，該方法包括考慮經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)連接定期地獲取的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)的缺陷
[0011]現(xiàn)有技術(shù)中提出的解決方案的主要缺點是保證需要能量存儲元件以及可再生能源的尺寸過大的操作的連續(xù)性，原因在于，系統(tǒng)消耗并不適合于所述能量存儲元件的可用會ti。
[0012]否則，如果存儲元件不是過大的，則在特定操作循環(huán)期間遇到的特殊條件導致由電氣設(shè)備提供的服務(wù)的不適時中斷。
[0013]此外，實施定期獲取天氣預(yù)報數(shù)據(jù)的解決方案需要連接到未來數(shù)據(jù)服務(wù)器，并且相對于照明系統(tǒng)的位置，訪問相關(guān)的預(yù)測模型。
[0014]這種預(yù)報數(shù)據(jù)通常是宏觀的，甚至是外推的，并且覆蓋比照明系統(tǒng)的注入?yún)^(qū)域更大的區(qū)域。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)的解決方案(諸如W02011/095922中所公開的那個)實際上提供了對服務(wù)的目標連續(xù)性(“不斷電”)的響應(yīng)，但是需要訪問數(shù)據(jù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，諸如由服務(wù)器獲取的天氣數(shù)據(jù)庫，阻止在射頻應(yīng)用服務(wù)落后的區(qū)域中實施。此外，這些解決方案需要耗能無線電通信裝置，這違反了使用用于產(chǎn)生并存儲能量的“節(jié)約的”裝置來優(yōu)化消耗并最大化服務(wù)連續(xù)性的目標。
_6] 本發(fā)明所提供的解決方案
[0017]為了補救現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明，在其最廣泛的含義里，涉及一種用于動態(tài)地控制由能量存儲元件和可再生能源提供電力的一件電氣設(shè)備的供電的方法，其中，所述一件設(shè)備的電源在可調(diào)節(jié)的參考時間曲線中是時間可變的，其特征在于，它包括如下步驟:根據(jù)至少一個外部因素和至少一個內(nèi)部因素的調(diào)節(jié)，以及與消耗能量相對應(yīng)的所述調(diào)節(jié)曲線的所考慮的操作循環(huán)上的積分低于在所考慮的操作循環(huán)期間可以從所述能量存儲元件分配的能量的量的限制，其中，所述外部因素是由局部傳感器獲取的物理參數(shù)。
[0018]物理參數(shù)特別地是:
[0019]-溫度；
[0020]-濕氣；
[0021]-輸出功率；
[0022]-灰塵或污染物結(jié)垢。
[0023]局部傳感器包括:
[0024]-光電二極管類型的光電傳感器；
[0025]-太陽能電池板；
[0026]-溫度傳感器，特別地溫度傳感器或熱電偶；
[0027]-基于微束或石英天平的化學傳感器。
[0028]這種傳感器提供模擬電信號，其然后通過計算機進行本地數(shù)字化處理，用于確定用于控制光源的模型。
[0029]“操作循環(huán)”是指時間周期，在該時間周期期間，該設(shè)備被激活并通過主要由存儲元件供電而提供服務(wù)?！安僮餮h(huán)”發(fā)生在兩個周期之間，其間該電氣設(shè)備通常(但不是必然地)去激活?！安僮餮h(huán)”通常(但不是必然地)不包括存儲元件主要由可再生能源進行再充電的時間段。
[0030]如本專利中使用的“傳感器”是指直接測量局部物理參數(shù)的部件，S卩，系統(tǒng)的緊鄰中的一個，而未借助來自遠程源的信息傳輸。特別地，接收天氣信息的接收機、與TCP/IP、WiF1、WIMAX、藍牙或因特網(wǎng)類型的交換方式相關(guān)聯(lián)的無線通信系統(tǒng)或處理器在本專利意義上并不被認為是傳感器。
[0031]根據(jù)第一另選實施方式，調(diào)節(jié)功能考慮所述能量存儲元件的狀態(tài)。
[0032]根據(jù)第二另選實施方式，調(diào)節(jié)功能考慮與由所述可再生能源接收到的能量的實際數(shù)量有關(guān)的至少一個因素。
[0033]調(diào)節(jié)功能優(yōu)選地考慮在自主性的循環(huán)的數(shù)量的基礎(chǔ)上確定的參數(shù)。
[0034]本發(fā)明還涉及一種電氣系統(tǒng)，其包括:能量存儲元件、可再生能源以及用于管理能量并控制一件電氣設(shè)備的電力供應(yīng)的電路，其特征在于，在至少一個外部因素和至少一個內(nèi)部因素的基礎(chǔ)上，所述控制電路根據(jù)可調(diào)節(jié)的參考時間曲線，控制所述一件設(shè)備的電源，以及所述調(diào)節(jié)曲線的所考慮的操作循環(huán)上的積分低于在所考慮的操作循環(huán)期間能夠從所述能量存儲元件分配的能量的量的限制。
[0035]根據(jù)一個實施方式，所述一件電氣設(shè)備是LED照明電源模塊，所述能量存儲元件是電池，且所述可再生能源包括光伏電池。
[0036]根據(jù)第一另選實施方式，外部因素由能量-管理電子板確定，該能量-管理電子板包括:所述電池的溫度傳感器和電量表。
[0037]根據(jù)第二另選實施方式，外部因素由太陽輻照度確定，該太陽輻照度取決于所述系統(tǒng)的操作地點和位置的地理位置。
[0038]根據(jù)第三另選實施方式，外部因素由從先前的循環(huán)累積的能量確定。
[0039]本發(fā)明還提供了符合上述系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)的陣列，其包括:能量存儲源的陣列和可再生能源的陣列、通信系統(tǒng)以及用于管理能量并控制電氣設(shè)備的陣列的電源的電路。
[0040]這種控制電路在至少一個外部因素和至少一個內(nèi)部因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)可調(diào)節(jié)的參考時間曲線，來控制所述一件設(shè)備的電源，以及所述調(diào)節(jié)曲線的所考慮的操作循環(huán)上的積分低于在所考慮的操作循環(huán)期間，能夠從所述能量存儲元件分配的能量的量的限制。
[0041]根據(jù)另選實施方式，通信系統(tǒng)由射頻鏈路限定，以交換與各系統(tǒng)的局部狀態(tài)有關(guān)的信息，檢測在一個或多個照明點中的任何可能的缺陷，并使照明程序同步。
[0042]本發(fā)明還涉及一種用于檢測在以下的兩個尺度上的一個或更多個故障的方法:
[0043].根