带有自动清洁功能的新型太阳能照明路灯的设计

杨明鄂

摘 要：文章针对设计的一种机构简单、使用方便的新型太阳能照明路灯，用于解决路灯在长时期使用后，灯体和太阳能板上会沾染较多灰尘污渍的问题。对所设计的新型太阳能照明路灯的结构、工作原理、使用方式进行了详细的说明。

关键词：自动清洁;太阳能照明路灯;结构;工作原理

一、设计背景

随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益高攀，太阳能作为一种“取之不尽用之不竭”的环保新能源越来越受到重视[1]。利用太阳能发电，无可比拟的清洁性、高度的安全性、能源的相對广泛性和充足性、长寿命以及免维护性等其他常规能源所不具备的优点[2]。可广泛应用于城市主、次干道、小区、工厂、旅游景点、停车场、农家小院、私人别墅、校园等场所。传统的太阳能路灯一般都带有太阳能板和灯体，路灯灯杆一般都非常高，路灯在使用较长时期后，灯体和太阳能板上会沾染较多的灰尘污渍，降低太阳能板的光能转换效率，同时也降低了灯体的发光亮度，导致路灯照明时长和照明度都降低了，现有的方法一般是通过人工爬到灯杆上对灯体和太阳能板进行清洗，人工清理不但非常危险，同时维护成本高。

为了解决以上问题，设计了一种新型太阳能照明路灯，它能自动借助雨水对太阳能板和灯体进行擦洗，保证太阳能板和灯体的长期洁净，提高光能转换效率和照明强度。

二、总体设计方案

本设计是一种带有自洁功能的新型太阳能照明路灯，总体机构如图1-3所示，主要包括灯杆1、灯盘3、太阳能板5、上刷杆6和下刷杆10。灯盘和太阳能板采用一体化圆形设计，底面有形阵列LED灯4，用于照明;顶面有太阳能板，用于吸收太阳能。

上刷杆和下刷杆均设置有海绵刷体9，分别通过上套环12和下套环13套接在灯杆1上，分别用于去除太阳能板5和LED灯4表面灰尘。雨水直接落在太阳能板5上，因此可以接住雨水同时进行擦洗，提高除污效率。上刷杆6上设置有积水槽61，下刷杆10内设置有储水腔8，由连接管7连通。积水槽61内的雨水可以穿过透水孔14后流入到上刷杆6内的海绵刷体内，使得海绵刷体9内浸入雨水，提高擦洗效率。储水腔8内的雨水从溢水孔11浸入到下刷杆10上的海绵刷体内，也可以提高擦洗效率。

三、具体使用方式

在路灯灯杆1内设置有蓄电池，用于存储太阳能板5的电能，给LED灯4和电机供电。当灯杆1顶端的湿度传感器感应到下雨后，湿度传感器将信号传输给灯杆1内部的电路板CPU芯片，启动电机，带动下刷杆10、连接管7和上刷杆6一起旋转，此时，海绵刷体9对太阳能板5和LED灯4进行刷洗。

四、总结

本设计中的路灯带有湿度传感器，能自动对太阳能板和照明灯体进行清洗，除去太阳能板以及灯体上的灰尘污渍，同时也可以利用雨水对太阳能板和和灯体进行水洗，提高灰尘污渍清除效率。

参考文献

[1] 胡云岩，张瑞英，王军.中国太阳能光伏发电的发展现状及前景[J].河北科技大学学报，2014（1）： 69-72.

[2] 张健.制盐工厂厂区太阳能路灯可行性分析[J].中国井矿盐，2016（3）： 37-39.