DE8112568U1

DE8112568U1 - Solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE8112568U1
Application number: DE8112568U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-04-28
Publication date: 1982-10-14

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 10 5 b DE

Solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung 5

Die Erfindung betrifft eine solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung, mit einer Solarzelleneinheit einschließlich eines Anschlußkastens und eines Anschlußkabels, mit einer Leuchteneinheit und mit einer Halterung für die Leuchteneinheit.

Viele Dörfer der sogenannten "Dritten Welt" sind nicht an ein Stromversorgungsnetz angeschlossen, so daß die einzelnen Häuser nicht mit elektrischem Strom versorgbar sind. Der Aufbau eines landesweiten Stromversorgungsnetzes scheidet auf absehbare Zeit in den meisten Fällen aus Kostengründen aus. Das gleiche gilt für die Möglichkeit, in jedem Dorf Kleinkraftwerke aufzubauen.

Auch in industrialisierten Ländern besteht ein Bedarf an κ solarstromversorgten Beleuchtungsvorrichtungen, bei-

spielsweise für Wochenendhäuser, Jagdhütten, Boote usw., die über keine eigene Stromversorgung verfügen. Gerade iji in diesen Fällen ist eine solarstromversorgte Beleuch-

/ 25 tungsvorrichtung vorteilhaft, da deren zu erwartende Benutzungsdauer in den meisten Fällen klein gegenüber der Ladezeit ist.

,; Es gibt bisher keine solarstromversorgte Beleuchtungs-

> 30 vorrichtung, die als Einheit in integrierter Weise aufgebaut ist. Bisher werden nämlich allenfalls Einzelkomponenten angeboten, wie beispielsweise Solarzelleneinheiten bzw. -panels, Halterungen bzw. Befestigungen für die Solarzelleneinheiten, Laderegler usw., mit denen et-( 35 wa Camping- oder Reperaturleuchten betrieben werden kön-

nen.
£ Kot 1 Dx / 27.04.1981

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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine als Einheit
aufbaubare solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung
zu schaffen, die einen Serienbetrieb über eine lange
Zeitdauer gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
in die Halterung eine Rückflußsperrdiode und ein Laderegler integriert sind, und daß die Leuchteneinheit mit
einem Ein-Aus-Schalter, einem Akkumulator, einem Tief-

entladungsschutz, einem Spannungskonverter und einer ,$ Starteinheit versehen ist.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung besteht aus ΐ

drei Untereinheiten, nämlich aus der Solarzelleneinheit i

mit Befestigung zur Neigungswinkelveränderung bei ver- j

schiedenen Dachneigungen mit einem Anschlußkasten und |

einem Anschlußkabel, aus einer Halterung für die Leuch- '\

teneinheit und aus der eigentlichen Leuchteneinheit. f

Die Halterung für die Leuchteneinheit kann als Wand- und i

als Deckenhalterung gestaltet sein. \

In der Halterung selbst ist der Laderegler zur Anpassung ?|

der Solarzelleneinheit an den Akkumulator untergebracht. )'

Außerdem ist die Halterung so gestaltet, daß die Leuchten- ■

einheit nur mit richtiger Polung eingeschoben werden i

kann. Dabei erfolgt die Kontaktierung der Leuchtenein- \.

heit mit dem Laderegler automatisch beim Einschieben in {

die Halterung, so daß keine besondere Erfahrung erfor- f

derlich ist, um die erfindungsgemäße Beleuchtungsvor- j

richtung zu betreiben. Auch wenn die Leuchteneinheit mit |

der Lampe nicht vollständig eingeschoben wird, ist eine f

Kontaktierung schon durch eine entsprechend lange Aus- |

führung der Kontaktbahnen in der Halterung gewährlei- I

stet. !

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Schließlich ist in der Halterung noch die Rückflußsperrdiode untergebracht. Diese verhindert nachts oder bei schwacher Sonneneinstrahlung einen Energierückfluß zur Solarzelleneinheit, wodurch der Akkumulator entladen werden würde.

Die Leuchteneinheit besteht aus einem Gehäuse, dem Akkumulator, dem Spannungskonverter, dem Tiefentladungsschutz, der Leuchtstoffröhre mit einer Leistung von beispielsweise 6 ¥, der elektronischen Starteinheit für die Leuchtstoffröhre und dem Ein-Aus-Schalter. Der Betrieb der Leuchteneinheit ist sowohl stationär, also in einer in die Halterung eingeschobenen Lampe, als auch mittels eines angebrachten Griffes möglich, so daß die Leuchteneinheit als Handlampe getragen werden kann. Ein in die Leuchteneinheit eingebauter Reflektor sorgt für eine ausreichende Bündelung des Lichtes. Eine kratzfeste Plexiglasabdeckqng verhindert ein vorzeitiges "Erblinden" des die Leuchtstoffröhre abdeckenden Materials durch Verkratzen. Die Lichtdurchlässigkeit von Plexiglas ist für den angestrebten Zweck besonders günstig. Diese Plexiglasabdeckung kann zum Auswechseln der Leuchtstoffröhre mittels einer Einschubnut einfach entfernt werden. Das gleiche gilt für den eingebauten Akkumulator, obwohl für diesen eine Lebensdauer von mehr

als 3 Jahren zu erwarten ist. Zum Auswechseln der |

Leuchtstoffröhre und des Akkumulators sind also keine Lötarbeiten erforderlich.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Betriebes der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung, Fig. 2 ein Blockschaltbild für diese Beleuchtungsvorrichtung, und

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Fig. 3 die bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung verwendete Leuchteneinheit.

In Fig. 1 ist ein Haus 9 mit einem Dach 7 schematisch dargestellt, auf dem sich eine Panerbefestigung 2 befindet, die einen veränderbaren Neigungswinkel eines Solarpanels 1 erlaubt. Mit dem Solarpanel 1 ist ein Anschlußkasten 3 verbunden, von dem ein Anschlußkabel 4 zu einer Halterung 5 für eine Leuchtaneiniieit β führt. Das durch Pfeile 8 angedeutete einfallende Licht kann so zur Beleuchtung des Innenraumes des Hauses 9 verwendet werden.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild für die elektrische Schaltung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung. Das Solarpanel 1 wird auf dem Dach ? montiert. Eine Rückflußsperrdiode 10 und ein Laderegler 11 sind in die Halterung 5 integriert. Der Laderegler 11 ist nach dem Serienreglerprinzip mit verlustleistungsarmen SIPMOS-Transistoren aufgebaut. Bei Erreichen einer eingestellten Ladespannung bzw. LadeSchlußspannung erfolgt ein© Rückregelung des Ladestromes. Die Akkumulatorspannung wird durch den Laderegler 11 konstant gehalten. Im Ladebetrieb betragen die Durchlaßversuche allenfalls 0,4 ¥.

In die Leuchteneinheit 6 sind ein Akkumulator 13» ein Ein-Aus-Schalter 12, ein Tiefentladungsschutz 14, ein Spannungskonverter 15, eine Leuchtstofflampe 17 und eine Starteinheit 16 integriert. Für den Akkumulator 13 können Niekel-Cadmium-Sinterzellen verwendet werden, wodurch eine Kapazität von etwa 4 Ah bei 12 V erzielt wird. Beispielsweise können so zehn Einzelzellen zu einem Block zusammengefaßt werden, der zwei Anschlußfahnen besitzt. Die mit einem solchen Akkumulator erreichbare Zyklenzahl liegt über 1000. Nach 1000 Zyklen ist dabei

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die Kapazität auf 90 % der Nennkapazität abgefallen. Damit kann eine Lebensdauer des Akkumulators 13 erreicht werden, die über 3 Jahren liegt.

Durch den Tiefentladungsschutz 14 wird bewirkt, daß bei Erreichen einer unteren Akkumulator^pannungsgrenze (Tiefentladungsgrenze) ein als SIPMOS-Transistor ausgeführtes Stellglied einsetzt und für einen hochohmigen LastStromkreis sorgt.

Der Spannungskonverter 15 formt die Akkumulatorspannung auf eine zur Versorgung der Leuchtstofflampe 17 notwendige Brennspannung um. Versuche haben gezeigt, daß ein Frequenzoptimum der Ausgangsfrequenz des Spannungskonverters 15 bei ca. 20 kHz liegt. Dieser Wert ist sowohl für die Lichtausbeute als auch für das Leistungsgewicht des Spannungskonverters 15 vorteilhaft. Außerdem besitzt der Spannungskonverter 15 eine ausreichende hohe Induktivität, die in Verbindung mit der Starteinheit 16 die notwendige Zündspannung und -energie liefert.

Die Starteinheit 16 schaltet nach genügender Vorheizzeit zur Vorionisierung der Leuchtstoffröhre 17 die Heizelektroden ab. Durch die bei diesem Abschaltvorgang entsprechende Stromänderung wird mittels der Induktivität des Spannungskonverters 15 eine Spannung induziert, die zum Zünden der Leuchtstoffröhre 17 ausreicht»

Fig. 3 zeigt die Halterung 5 mit der in diese eingeschobenen Leuchteneinheit 6. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Halterung 5 selbst mit einem Tragegriff 20 ausgestattet. Ein Schalter 21 dient zum Ein- und Ausschalten der in dieser Figur nicht dargestellten Leuchtstoffröhre.

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Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung sind Akkumulatorgröße, Laderegler, Leuchtstofflampenleistung, Solarzellenfläche, Tiefentladungsschutz und Starteinheit für die Leuchtstofflampe aneinander angepaßt.

3 Figuren

4 Patentansprüche

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Zusammenfassung

Solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung

Die Erfindung "betrifft eine solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung mit einer Solarzelleneinheit (1), einer Leuchteneinheit (6) und einer Halterung (5) für die. Leuchteneinheit (6). In die Halterung (5) sind eine Rückflußsperrdiode (10) und ein Laderegler (11) integriert. Die Leuchteneinheit (6) ist mit einem Akkumulator (13), einem Tiefentladungsschutz (14), einem Spannungskonverter (15) und einer Starteinheit (16) ausgestattet.

Claims

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1. Solarstromversorgte Beleuchtungsvorrichtung, mit einer Solarzelleneinheit einschließlich eines Anschlußkastens und eines Anschlußkabels, mit einer Leuchteneinheit und mit einer Halterung für die Leuchteneinheit, dadurch gekonnzeichnet, daß in die Halteruns (5) eine Rückflußsperrdiode (10) und ein Laderegler (11) integriert sind, und daß die.Leuchteneinheit mit einem Ein-Aus-Schalter (12), einem Akkumulator (13), einem Tiefentladungsschutz (14), einem Spannungskonverter (15) und einer Starteinheit (16) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchteneinheit (6) verpolungssicher in die Halterung (5) einschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lampe eine Leuchtstoffröhre von etwa 6 W verwendet wird.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> d a,-durch gekennzeichnet, daß in die Leuchteneinheit (6) ein Reflektor eingebaut ist.