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DE3017224A1 - Strassenbeleuchtungs- und verkehrssignalsystem - Google Patents

Strassenbeleuchtungs- und verkehrssignalsystem

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DE3017224A1
DE3017224A1 DE19803017224 DE3017224A DE3017224A1 DE 3017224 A1 DE3017224 A1 DE 3017224A1 DE 19803017224 DE19803017224 DE 19803017224 DE 3017224 A DE3017224 A DE 3017224A DE 3017224 A1 DE3017224 A1 DE 3017224A1
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DE
Germany
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battery
mast
traffic signal
solar cell
lighting
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Duc Los Angeles Calif. Doan
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Description

Die Erfindung betrifft ein Straßenbeleuchtungs- und Verkehrssignalsystem.
Straßenbeleuchtungs- und Verkehrssignalsysteme sind bereits bekannt. Derartige Systeme verbrauchen ziemlich viel Energie und
bedürfen ständiger Wartung. In den letzten Jahren ist wegen
Brennstoffmangels das Interesse an durch Sonne und Windkraft
erzeugter Energie als Ersatz für fossile Brennstoffe in zunehmendem Maße gestiegen. Es ist daher mehr denn je notwendig
geworden, die bekannten Systeme für Straßenbeleuchtungs- und Verkehrssignalanlagen besser zu nutzen, um nicht nur Kosten für derartige Brennstoffe zu sparen, sondern auch diese Brennstoffe so
lang wie möglich zu erhalten. Ein vollkommen unabhängiges, mit
Solarenergie gespeistes System, wie es mit der Erfindung vorgeschlagen wird, trägt zur Lösung dieses Problems bei. Es spart aucl Installationskosten, da es keinen Anschluß an das Hauptenergiesystem erfordert und somit bei Stromausfall arbeiten kann, weil e: nicht vom Energienetz abhängt und daher auch Leben in durch Stromausfall bedingten Notfällen retten kann.
Ein solches System hat den großen Vorteil, da es leicht für einen bestimmten Wattverbrauch mit dazu geeigneten Glühlampen eingesetzi werden kann.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein durch Sonnenenergie betriebenes Straßenbeleuchtungssystem vorzuschlagen, das
vollkommen unabhängig von einem äußeren Stromversorgungsnetz ist.
Der Erfindung liegt als weitere Aufgabe zugrunde, ein solches
System vorzuschlagen, das zusätzlich mit einem Wind angetriebenen Generator ausgestattet ist, um die Kapazität des Batteriesystems
zu erhöhen.
Eine weitere Aufgabe besteht ferner darin, ein derartiges System
noch mit einer Verkehrssignalanlage auszustatten.
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Diese und weitere Aufgaben werden dadurch gelöst, indem ein von Sonnenenergie betriebenes Straßenbeleuchtungssystem vorgeschlagen wird, das vollkommen unabhängig von einem äußeren Stromversorgungsnetz ist. Solarplatten sind so miteinander verbunden, daß sie eine wartungsfreie Speichertrockenbatterie mit genügend Kapazität aufladen, um Straßenbeleuchtungs- und/oder Verkehrssignalanlagen mit Strom zu versorgen. Ein Generator kann zusätzlich mit einem durch Wind angetriebenen Flügelrad eingesetzt werden, um genügend Kapazität für die Batterie zu liefern, wenn kein Sonnenlicht vorhanden ist. .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die Zeichnung ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Straßenbeleuchtungs- und Verkehrssignalsystems.
Die Zeichnung zeigt ein durch Sonnenenergie betriebenes Straßenbeleuchtungs- und Verkehrssignalsystem 10. Das System 10 weist einen Mast 11 und einen Stützfuß 12 auf, welcher auf einer Stützfläche 13 ruht. Wie aus der Erfindung hervorgeht, ist eine Anzahl von Solarzellplatten 14 an einer Stange oder einer Welle 15 am oberen Ende des Mastes 11 befestigt. Ein Generator 16 ist ebenfalls oben am Mast 11 unterhalb der Solarzellplatten 14 angebracht. Ein durch Wind angetriebenes Flügelrad 17 ist mit einer inneren, nicht gezeigten Welle des Generators 16 verbunden. Als Generator kann z.B. ein üblicher 12 Volt Gleichstromgenerator benutzt werden. Ein Gleichstrom- oder Wechselstromgenerator kann mit einer Gleichrichtereinrichtung eingesetzt werden. Eine Straßenbeleuchtungsanlage 18 erstreckt sich, wie die Zeichnung zeigt, seitlich vom Mast 11. Eine wartungsfreie Speicherbatterie 19 ist im Stützfuß 12 des Mastes 11 angeordnet. Ein üblicher Regler 20 ist im Mast. 11 unter dem Generator 16 vorgesehen und mit der Batterie 19,dem Generator 16 und den Solarzellplatten 14 verbunden, wenn der Generator 16 ausgeschaltet ist.
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CQPf:
Die Straßenbeleuchtungsanlage 18 umfaßt ein Lampengehäuse 21 mit einer Glühlampe 22 und einer damit verbundenen Photozelle 23. Eine Verkehrssignalanlage 24 ist am Mast 11 unterhalb der Straßenbeleuchtungsanlage 18 mit den üblichen roten, grünen und gelben Verkehrslichtern 25 bis 27 vorgesehen. Ein Fußgängersignal 28 kann auch am Mast 11 unter der Verkehrssignalanlage 24 mit bekanntem Fußgängerfreisignal 29 angeordnet sein.
Die Lage der verschiedenen, am Mast 11 angeordneten Komponenten kann verändert werden. Wie noch zu erläutern ist, können weitere Komponenten vorgesehen sein. So kann das System 10 ohne Fußgängersignal 28 benutzt werden, wenn solches nicht erforderlich ist. Die Verkehrssignalanlage kann auch weggelassen werden, wenn nur eine Straßenbeleuchtungsanlage 18 benötigt wird.
Die Spannung der Batterie 19 hängt vom Wattverbrauch ab, um die erforderliche Beleuchtung für die verschiedenen Lampen zu erhalten.
Die Solarzellplatten 14 umfassen eine Anzahl von Solarzellen 30, die in Serie geschaltet sind, um eine genügend hohe Spannung, beispielsweise von 12 Volt zu erhalten, um z.B. eine für drei Jahre wartungsfreie Speichertrockenbatterie aufzuladen. Auch eine Batterie von 12 Volt und 100 Ampere kann in dem System 10 benutzt werden. Die Solarzellen 30 sind durch Paralellschaltung miteinande verbunden, um eine genügend hohe Amperezahl für die Batterie zu liefern. Eine für die Erfindung geeignete, mehrere Solarzellen umfassende Batterie ist auf den Seiten 14 bis 16 der Veröffentlichung von Rufus P. Turner "Solar- und Photozellen", 1975, näher beschrieben.
Aus den Seiten 14 und 15 dieser Veröffentlichung ist zu entnehmen, daß für etwa 656 m lange Kerzen die durchschnittliche Abgabespannung einer typischen Silikonzelle aus einem offenen Stromkreis etwa 0,3 bis 0,6 Volt beträgt. Die auf Seite 16 beschriebene
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ORIGINAL JNSPECTED 130046/0189
Solarbatterie für Solarzellen besteht aus einer Platte mit 30,5 Volt Silikonphotoelementzellen, die in Serie mit einer Diode verbunden sind, um den Stromrückfluß aus der Batterie durch die Zellen während der Dunkelheit zu verhindern. Bei Sonnenlicht liefert diese Batterie 12 Volt bei 0,1 Ampere und hat eine Kapazität von 30 Wattstunden pro Woche. Im erfindungsgemäßen System kann dies durch Benutzen von weiteren parallel geschalteten Platten ergänzt werden, um mehr Strom zu erzeugen.
Silikonzellen und ihre Anordnungen sind zum Umwandeln von Energie in Licht bekannt. So stehen Solarzellsysterne zum Umwandeln von Energie zur Verfügung, welche direkt mit einem Energiespeichersystem zum Aufladen von Batterien verbunden sind.
Wenn eine Anordnung von Solarzellplatten 14 dem Sonnenlicht ausgesetzt ist, erzeugt sie genug Spannung zum Aufladen der Batterie Damit jedoch das System 10 das ganze Jahr hindurch unter allen Wetterbedingungen effektiv arbeitet, kann der Generator 16 mit einem von Wind angetriebenen Flügelrad 17 versehen werden, um den Generator 16 anzutreiben, so daß dieser kontinuierlich Strom für die Batterie 19 erzeugt. Es versteht sich, daß zwischen der Batterie 19 und den verschiedenen Komponenten des Systems entsprechende Leitungen vorhanden sind.
In Gegenden mit mildem Klima, wie z.B. in Südkalifornien, können die Solarzellplatten 14 schon allein ausreichen, um genügend Spannung für die Batterie 19 zu liefern. In Gegenden mit anderen Klimaten erzeugt die Kombination von Solarzellplatten 14 und Generator 16 jedoch genügend Strom unter den gegebenen Wetterbedingungen, um eine für drei Jahre wartungsfreie Batterie 19 aufzuladen .
Ein Regler 20 sorgt für konstantes Aufladen der Batterie 19 bei allen Windgeschwindigkeiten und Änderungen der Sonneneinstrahlungsmenge. Die Lampen 22 für die Straßenbeleuchtungsanlage sowie für die Verkehrslichter 25 bis 27 und das Fußgängersignal 28 der
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QR16INAU INSPECTED
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Verkehrsignalanlage sind so gewählt, daß sie in ihrer Stärke der Spannung der Batterie 19 entsprechen.
Die Photozelle 28 ist automatisch durch Licht betätigbar, um die Lampe 22 ein- oder auszuschalten, je nachdem die Sonne auf- oder untergeht. Dies reicht für tropische und gemäßigte Zonen aus; in Polarzonen kann noch ein nicht gezeigter Zeitschalter verwendet werden.
Obwohl die Batterie 19 mit einer vorgegebenen Amperezahl betrieber wird, kann eine viel höhere Amperezahl benutzt werden, so daß das System 10 längere Zeiten selbständig arbeitet und zusätzliche Energieerzeugungseinrichtungen, wie z.B. ein Generator 16, unnötig werden. Das System 10 kann natürlich mit einem Energienetz als Reserveenergiequelle verbunden werden, ist jedoch unter den übliche Umweltbedingungen nicht erforderlich.
Als Verkehrssignalanlage 24 können für das System 10 z.B. Blinklichter wie an Polizeifahrzeugen dienen, da solche Lichter wenig Strom verbrauchen und den Sicherheitsbestimmungen entsprechen. So sind z.B. auch die bekannten Lichtstäbe verwendbar," die bei 10 Ampere und 12 Volt arbeiten. Verschiedene Straßenlichter können, wie bereits ausgeführt, benutzt werden, so z.B. die relativ neuen Halogenquarzlampen mit geeignetem Wattverbrauch, z.B. 100 Watt. Glühlampen mit anderem Wattverbrauch, so z.B. 175 W, 250 W, 400 W sowie Quecksilberdampflampen können ebenfalls benutzt werden.
Falls gewünscht, kann ein Steuerpult 31 am Mast 11 mit Signallichtern 32 oder ähnlichem elektronisch mit den verschiedenen Komponenten des Systems 10 verbunden werden, die den jeweiligen Zustand dieser Signallichter angeben. Obwohl das Steuerpult 31 gezeigt ist, kann es innen im Mast angeordnet sein, wobei der Zugang zum Steuerpult 31 durch eine Tür oder ähnliches am Mast ermöglicht ist.
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Mit der Erfindung ist ein Straßenbeleuchtungs- und Verkehrssignalsystem beschrieben worden, was so abgeändert werden kann, daß Solarplatten für jeden gewünschten Wattverbrauch eingesetzt werden können, um Glühlampen unterschiedlicher Art und Stärke zu verwenden. Bestehende Lichtmasten können schnell und leicht so verändert werden, daß Solarenergie gemäß der Erfindung zur Strorn*- erzeugung durch entsprechende Einrichtungen verwendbar ist.
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Claims (1)

  1. 2. Mai 1980 KRU
    DUC DOAN, LOS ANGELES, CALIFORNIA (V.St.A.)
    Straßenbeleuchtungs- und Verkehrssignalsystem
    Patentansprüche
    Straßenbeleuchtungs- und Verkehrssignalsystem, gekennzeichnet durch
    a) einen Mast (11), der so ausgebildet ist, daß er an einer Stützfläche (13) montierbar ist;
    b) eine Speichertrockenbatterie (19);
    c) eine Anzahl von Solarzellpli-tten (14), die mit der Speichertrockenbatterie (19) verbünden sind, wobei jede Solarzellplatte (14) eine Anzahl von Solarzellen (30) aufweist, die in Serie zum Erreichen einer vorbestimmten Voltzahl mit der Batterie (19) verbunden sind, wobei jede Solarzellplatte (14) parallel geschaltet ist, um eine vorgegebene Amperezahl mit der Batterie (19) zu liefern; und
    d) eine am Mast (11) befestigte Beleuchtungsanlage (18), die elektrisch mit der Batterie (19) verbunden und durch diese betätigbar ist.
    2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vom Wind angetriebene Wechselstromgeneratoreinrichtung (16), die an dem Mast (11) befestigt und mit der Batterie (19) verbunden ist,
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    um die durch die Solarzellplatten (14) erreichte Kapazität der Batterie (19) noch zu vergrößern.
    3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Photozelle (23) verbundene Beleuchtungsanlage (18) je nach den am Mast (11) herrschenden Lichtbedingungen selektiv betätigbar ist.
    4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine Verkehrssignalanlage (24) aufweist, die an dem Mast (11) befestigt und mit der Batterie (19) verbunden ist.
    5. System nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstrom liefernde Speichertrockenbatterie (19) eine Spannung von 12 Volt und eine Stärke von10 Ampere hat und drei Jahre wartungsfrei läuft.
    6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der Anlage aus einer Gleichstrombatterie (19) mit einer Spannung von 12 Volt erhalten wird.
    7. System nach Anspruch 1, dadurch,gekennzeichnet, daß jede Solarzellplatte (14) mindestens 30 Silikonphotozellen von je 0,5 Volt aufweist, die in Serie mit einer Diode verbunden sind, um ein Zurückfließen des Stromes aus der Batterie durch die Photozellen während der Dunkelheit zu vermeiden, wobei die Gesamtzahl der parallel geschalteten Solarzellplatten (14) ausreicht, um eine Gesamtstromabgabe für die Batterie im Verhältnis zur Amperekapazität nach Einschalten der .Beleuchtungsanlage (18) zu erhalten.
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DE19803017224 1978-04-14 1980-05-06 Strassenbeleuchtungs- und verkehrssignalsystem Withdrawn DE3017224A1 (de)

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