專利名稱：用于藻類培養(yǎng)的風(fēng)光互補(bǔ)高效節(jié)能led光照系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及照明燈技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于藻類培養(yǎng)用途的一種利用太 陽(yáng)能和風(fēng)能結(jié)合特定波長(zhǎng)發(fā)光二極管的風(fēng)光互補(bǔ)LED光照技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的藻類培養(yǎng)用光生物反應(yīng)器大多采用傳統(tǒng)的光照系統(tǒng)，如自然光光照 系統(tǒng)，盡管成本低廉，但存在光效利用率甚低、光照強(qiáng)度不易控制等問(wèn)題；而 白熾燈或熒光燈等人工光照系統(tǒng)，盡管光強(qiáng)可控，但其光效利用率不高，且還 存在使用壽命短、節(jié)能效率差等問(wèn)題。為此， 一專利ZL200510126464.8公開(kāi)了 一種在微藻培養(yǎng)中應(yīng)用的功能性轉(zhuǎn)光膜，通過(guò)該轉(zhuǎn)光膜提高了傳統(tǒng)微藻培養(yǎng)光 照系統(tǒng)的光效利用率，但微藻葉綠素含量提高效果不明顯(2.2% 15.5%)。另 一專利JP2002315569報(bào)道了采用LED燈光照的藻類培養(yǎng)技術(shù)，增產(chǎn)效果明顯， 但未采用高效節(jié)能的風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)。而專利ZL200410035485.4公開(kāi)了植物 專用的LED生態(tài)燈，可用太陽(yáng)能電池板作電源，具有高效節(jié)能、長(zhǎng)壽穩(wěn)定等優(yōu) 點(diǎn)，但該光照系統(tǒng)的應(yīng)用范圍只局限于植物栽培，特別是蔬菜大棚，且在使用 過(guò)程中物種選擇性小，未考慮到風(fēng)能的利用。
另一方面，將最為綠色的太陽(yáng)能和風(fēng)能綜合利用與高效環(huán)保長(zhǎng)壽的LED燈 照明結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用正日趨增多，比如應(yīng)用在路燈、廣告、家用照明燈等場(chǎng)合， 但至今尚無(wú)出現(xiàn)用于藻類培養(yǎng)的風(fēng)光互補(bǔ)高效節(jié)能LED光照系統(tǒng)。在當(dāng)前化石 能源緊缺、水資源污染嚴(yán)重、溫室氣體超量排放的情況下，積極利用太陽(yáng)能和 風(fēng)能，開(kāi)發(fā)藻類凈化氮磷污水、減排二氧化碳同時(shí)聯(lián)產(chǎn)藻基生物燃料或保健品 的培養(yǎng)工藝，特別需要風(fēng)光互補(bǔ)高效節(jié)能的LED光照系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適于藻類培養(yǎng)的風(fēng)
光互補(bǔ)LED光照系統(tǒng)，以便同時(shí)利用用之不竭的太陽(yáng)能和風(fēng)能以及適于藻類生 長(zhǎng)特定波長(zhǎng)的LED燈，降低電能消耗，促進(jìn)藻類的光合作用，提高光效利用率， 減少環(huán)境污染和光照系統(tǒng)維護(hù)成本。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于藻類培養(yǎng)的風(fēng)光互補(bǔ)高效節(jié) 能LED光照系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)光互補(bǔ)控制電路板、蓄 電池、變壓器、整流器、恒流驅(qū)動(dòng)電路、LED燈組等。其中，太陽(yáng)能電池板、 風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)光互補(bǔ)控制電路板和蓄電池構(gòu)成24V直流供電系統(tǒng)；變壓器和 整流器將220V交流電變?yōu)榈蛪?4V直流電構(gòu)成備用供電系統(tǒng)；恒流驅(qū)動(dòng)電路 與一組串聯(lián)LED燈組合到一塊線路板上，多塊線路板并聯(lián)封裝構(gòu)成藻類培養(yǎng)的 光照系統(tǒng)。
前述的LED燈分為發(fā)射波長(zhǎng)630nm 670nm的紅燈和發(fā)射波長(zhǎng)430nm 470nm的藍(lán)燈兩種，每組串聯(lián)的LED燈可為全部紅色LED或全部藍(lán)色LED或 上述兩者的組合，每組LED個(gè)數(shù)為20個(gè) 200個(gè)，LED燈組并聯(lián)的數(shù)目根據(jù)藻 類培養(yǎng)所需的規(guī)模和光強(qiáng)進(jìn)行確定。
前述的線路板為銅基線路板、散熱鋁基線路板或加注變壓油的散熱油管式 鋁基板。
前述的風(fēng)光互補(bǔ)控制電路板為蓄電池過(guò)載保護(hù)電路，參見(jiàn) ZL200710029753.5。
前述的恒流驅(qū)動(dòng)電路為熱敏電阻或恒流驅(qū)動(dòng)芯片
該實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)利用綠色的太陽(yáng)能和風(fēng)能， 符合當(dāng)前節(jié)能減排的社會(huì)需要；(2)釆用特定波長(zhǎng)的LED燈作為藻類培養(yǎng)的光源，具有高效節(jié)能、環(huán)保長(zhǎng)壽、維護(hù)成本低等特點(diǎn)；(3)采用220V交流電作為 備用電源，可以保證光照系統(tǒng)的連續(xù)工作；(4)可根據(jù)藻種的特性，選擇組合 合適的LED燈。


附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
將太陽(yáng)能電池板的輸出端和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出端通過(guò)風(fēng)光互補(bǔ)控制電路板 連接到蓄電池上構(gòu)成低壓24V直流電源，同時(shí)將220V交流電通過(guò)變壓器和整 流器變換為24V直流電，連接到蓄電池上用作備用電源，將恒流驅(qū)動(dòng)電路(熱 敏電阻)與一組發(fā)射波長(zhǎng)630nm 670nm的紅燈LED串聯(lián)安裝在線路板上，將 多個(gè)線路板并聯(lián)連接到蓄電池上，構(gòu)成了用于藻類培養(yǎng)的光電互補(bǔ)高效節(jié)能 LED光照系統(tǒng)。將該LED光照系統(tǒng)應(yīng)用于葡萄藻(Botryococcus braunii 357) 的培養(yǎng)，與相同光強(qiáng)下的普通日光燈光照系統(tǒng)相比，葡萄藻生物量提高30%， 葉綠素含量提高45%。
權(quán)利要求1. 用于藻類培養(yǎng)的風(fēng)光互補(bǔ)高效節(jié)能LED光照系統(tǒng)，其特征是將太陽(yáng)能電池板與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出端與蓄電池相連構(gòu)成風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)，通過(guò)恒流驅(qū)動(dòng)電路為適于藻類生長(zhǎng)的特定波長(zhǎng)LED燈供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藻類培養(yǎng)的風(fēng)光互補(bǔ)高效節(jié)能LED光照系統(tǒng)， 其特征是由太陽(yáng)能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及蓄電池構(gòu)成的供電系統(tǒng)輸出低壓 24V直流電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藻類培養(yǎng)的風(fēng)光互補(bǔ)高效節(jié)能LED光照系統(tǒng)， 其特征是由220V交流電源經(jīng)變壓器和整流器變換后的直流電可作為后備LED 供電系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藻類培養(yǎng)的風(fēng)光互補(bǔ)高效節(jié)能LED光照系統(tǒng)， 其特征是LED燈發(fā)射紅光光譜的波長(zhǎng)為630nm 670nm， LED燈發(fā)射藍(lán)光光 譜的波長(zhǎng)為430 470nrn。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的用于藻類培養(yǎng)的風(fēng)光互補(bǔ)高效節(jié)能LED光照系 統(tǒng)，其特征是由恒流驅(qū)動(dòng)電路與5 150個(gè)LED燈串聯(lián)構(gòu)成一組線路板，按 照光強(qiáng)需要確定線路板的數(shù)量，通過(guò)并聯(lián)連接到蓄電池的正負(fù)兩極上。
專利摘要一種用于藻類培養(yǎng)的風(fēng)光互補(bǔ)高效節(jié)能LED光照系統(tǒng)，涉及照明燈技術(shù)領(lǐng)域，特別是利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的藻類培養(yǎng)光照技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)有的藻類培養(yǎng)光照系統(tǒng)具有光效利用率低、使用壽命短、發(fā)熱量高、浪費(fèi)能源等問(wèn)題。該實(shí)用新型的技術(shù)方案為將太陽(yáng)能電池板與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出端與蓄電池相連構(gòu)成風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)，通過(guò)恒流驅(qū)動(dòng)電路為適于藻類生長(zhǎng)的特定波長(zhǎng)LED燈供電。當(dāng)風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)電量不足時(shí)，可采用220V交流電源經(jīng)變壓器和整流器變換后的直流電作為后備LED供電系統(tǒng)。該實(shí)用新型采用用之不竭且清潔的太陽(yáng)能和風(fēng)能以及高效低耗長(zhǎng)壽命的LED燈，可降低能量消耗，減少系統(tǒng)維護(hù)成本，利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排的需要。該風(fēng)光互補(bǔ)LED光照系統(tǒng)可以應(yīng)用于污水處理、溫室氣體減排、綠色燃料生產(chǎn)以及保健品制備等方面的藻類培養(yǎng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F21S9/04GK201288983SQ20082014224
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者劉朝輝, 劉漢橋, 張曙光, 徐朝陽(yáng), 狄海燕, 珂 董, 檬 韓, 高建東 申請(qǐng)人:天津渤海環(huán)保工程有限公司;天津泰達(dá)環(huán)保有限公司