Revista Eletrônica de Potência (Brazilian Journal of Power Electronics)

Palavras Chaves: Baterias, Energia Solar, Iluminação Pública, LED, Visão Escotópica, Visão Fotópica

Resumo

Este artigo apresenta um sistema autônomo de iluminação pública baseado em energia solar como fonte primária de energia, baterias como fonte secundária e diodos emissores de luz (LED) como fonte luminosa. Esse sistema é apresentado como uma alternativa de iluminação para locais remotos, tais como rodovias, trevos, localidades isoladas e pontos turísticos. O sistema apresenta alta eficiência porque todos os estágios de conversão de energia operam com corrente contínua, sem a necessidade de um inversor comumente utilizado em sistemas de iluminação pública convencionais, os quais utilizam lâmpadas de descarga. O projeto da luminária de LEDs é realizado com o objetivo de gerar níveis de iluminação equivalentes a uma lâmpada de vapor de sódio de alta pressão (HPS) de 70 W. Esse projeto leva em consideração a resposta do olho humano para uma condição escotópica. O circuito de acionamento dos LEDs utiliza uma malha de corrente e o carregador de baterias utiliza três malhas distintas: rastreamento da máxima potência do painel solar, controle de corrente e controle de tensão. O modo de controle depende do estado das baterias (carregadas/ descarregadas) e do nível da irradiação solar. Resultados experimentais em malha fechada do circuito de acionamento dos LEDs e do carregador de baterias são apresentados para comprovar o funcionamento do sistema proposto.

Title: A High Efficiency Autonomous Street Lighting System Based On Solar Energy And Leds

Keywords: Batteries, Fotopic Vision, LED, Scotopic Vision, Solar energy, Street lighting

Abstract

This paper presents an autonomous street lighting system based on solar energy as primary source, batteries as secondary source, and lighting emitting diodes (LEDs) as lighting source. This system is presented as an alternative for remote localities, like roads, crossroads, and touristic places. Besides, it presents high efficiency, because all power stages are implemented in DC Artigo submetido em 27/09/2010. Aceito para publicação em 22/01/2011 por recomendação do editor João Onofre P. Pinto. current, avoiding the use of an inverter power stage, which is employed in conventional street lighting systems based on discharge lamps. The design of LEDs fixture is performed to replace a 70 W high pressure sodium (HPS) lamp. This design takes into account the human eye response in scotopic conditions. The LEDs driver is current controlled and the battery charger presents three control modes: maximum power point tracker (MPPT) mode; constant current mode; and constant voltage mode. The control mode depends on the battery state (charged/discharged), and solar irradiance level. LEDs driver and battery charger experimental results are presented.

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