專利名稱：具有供電裝置的照明設(shè)備、用于照明設(shè)備的控制裝置以及用于控制照明設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有供電裝置的照明設(shè)備、一種用于照明設(shè)備的控制裝置以及一種用于控制照明設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
本專利申請要求德國專利申請102010046299. 3的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過參引并入本發(fā)明。越來越多地使用如尤其是太陽能的可再生能源來供電。在尤其是也在私人家庭中使用的光伏設(shè)備中，在太陽能電池中產(chǎn)生直流電，所述直流電饋入例如蓄電池的儲電器內(nèi)。儲存在蓄電池中的電能通常借助于逆變器轉(zhuǎn)換成用于家庭供電的標準的交流電壓，例如230伏特的交流電壓，以便能夠連接在商業(yè)上通用的發(fā)光機構(gòu)和其他電器。光伏設(shè)備和照明設(shè)備的控制在此彼此獨立地進行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的基于，提供一種具有供電裝置的照明設(shè)備，其具有改善的效率和由此導致的少量的電能消耗的特點。此外，本發(fā)明提供一種適合用于控制該照明設(shè)備的控制裝置和一種用于控制該照明設(shè)備的有利的方法。這個目的通過一種具有供電裝置的照明設(shè)備、一種用于照明設(shè)備的控制裝置以及一種用于控制照明設(shè)備的方法得以實現(xiàn)。本發(fā)明有利的實施形式和改進方案在下文中說明。根據(jù)一個實施形式，照明設(shè)備包括供電裝置，其具有適合用于產(chǎn)生直流電的發(fā)電單元以及用于儲存發(fā)電單元的電能的儲電單元。此外照明設(shè)備包括發(fā)光機構(gòu)單元，其包括多個能夠借助直流電工作的發(fā)光機構(gòu)并且連接到儲電單元上，以用于獲得直流電。有利的是，在發(fā)電單元和發(fā)光機構(gòu)之間不設(shè)置有用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電或者將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的裝置。由于在照明設(shè)備的發(fā)光機構(gòu)單元內(nèi)使用可借助直流電工作的發(fā)光機構(gòu)，這些發(fā)光機構(gòu)能夠直接地連接到適合用于產(chǎn)生直流電的供電裝置的儲電單元上，其中特別是在發(fā)電單元和發(fā)光機構(gòu)之間不設(shè)置有用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的裝置。此外照明設(shè)備也不包括用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的裝置，當希望借助家用供電的標準交流電壓使可借助直流工作的發(fā)光機構(gòu)工作時，所述裝置例如是必需的。尤其能夠省去在發(fā)電單元和發(fā)光機構(gòu)之間的電源。由于在照明設(shè)備中不使用用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電或者將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的裝置，因此避免此外在轉(zhuǎn)換時出現(xiàn)的損耗。以這種方式提高照明設(shè)備的效率以及降低電能消耗。照明單元的發(fā)光機構(gòu)尤其能夠具有一個或多個LED光源。LED光源能夠為單獨的LED或者例如LED陣列的LED組件。LED光源還能夠包括平面的LED發(fā)光機構(gòu)，所述平面的 LED發(fā)光機構(gòu)尤其為有機LED (OLED)。供電裝置的發(fā)電單元尤其能夠是光伏設(shè)備。光伏設(shè)備能夠具有多個太陽能電池， 其產(chǎn)生饋入儲電單元內(nèi)的直流電。供電裝置的儲電單元尤其能夠為蓄電池。蓄電池作為用于最好借助于光伏設(shè)備所產(chǎn)生的電能的暫存器。在優(yōu)選的實施形式中，供電裝置和發(fā)光機構(gòu)單元具有共同的控制裝置。因此有利的是，供電裝置的，尤其是光伏設(shè)備的控制和發(fā)光機構(gòu)單元的控制集成到單獨的儀器內(nèi)和/ 或彼此相關(guān)地進行。控制裝置最好借助適合用于雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線與供電裝置連接。控制裝置尤其能夠從供電裝置接收關(guān)于進入的和/或所儲存的電能的數(shù)據(jù)。控制裝置尤其適合于，根據(jù)進入的和/或所儲存的電能來控制發(fā)光機構(gòu)?？刂蒲b置例如能夠在所儲存的電能和/ 或進入的電能具有低的值的情況下減少所驅(qū)動的發(fā)光機構(gòu)的亮度和/或數(shù)量，以便能夠在盡可能長的時段內(nèi)保持為設(shè)定的照明目的而預設(shè)的最小照明強度。因為在光伏設(shè)備情況下，在發(fā)電單元中所產(chǎn)生的電能與入射的太陽光的強度有關(guān)，所以進入的電能的由控制單元所測定的數(shù)據(jù)依據(jù)日間亮度來控制發(fā)光機構(gòu)單元。在這種情況下有利的是，發(fā)電單元同時作為用于發(fā)光機構(gòu)單元的控制的亮度傳感器。控制裝置優(yōu)選能夠在控制發(fā)光機構(gòu)時考慮到對于在可預見的時段內(nèi)進入的電能的預測。該預測特別能夠以天氣預報為基礎(chǔ)。為此控制裝置有利地連接到氣象站上和/或設(shè)置用于通過互聯(lián)網(wǎng)接收天氣數(shù)據(jù)?？刂蒲b置此外優(yōu)選設(shè)置為，控制尤其是光伏設(shè)備的發(fā)電單元?？刂蒲b置尤其能夠設(shè)置為，根據(jù)太陽位置定向光伏設(shè)備，以便尤其有效率地利用入射的太陽光來產(chǎn)生電能?？刂蒲b置有利地通過另一適合用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線與發(fā)光機構(gòu)單元連接。優(yōu)選的是，數(shù)據(jù)線適合用于雙向數(shù)據(jù)傳輸。從控制裝置傳輸給發(fā)光機構(gòu)單元的信號尤其包括應(yīng)該借助何種強度使哪些發(fā)光機構(gòu)工作的信息。優(yōu)選的是，控制裝置能夠從發(fā)光機構(gòu)單元接收關(guān)于發(fā)光機構(gòu)的工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)，例如工作溫度和/或發(fā)光機構(gòu)的當前的電能消耗。發(fā)光機構(gòu)單元此外能夠具有一個或多個傳感器，以便例如測量入射到待照明的空間內(nèi)的日光的強度。控制裝置能夠根據(jù)這些數(shù)據(jù)有利地控制發(fā)光機構(gòu)，使得在待照明的空間內(nèi)達到所希望的照明強度。用于照明設(shè)備的在此描述的控制裝置設(shè)置為，控制包括多個可借助直流電工作的發(fā)光機構(gòu)的發(fā)光機構(gòu)單元，以及控制設(shè)置為用于為發(fā)光機構(gòu)單元供應(yīng)直流電的供電裝置?？刂蒲b置為此優(yōu)選地具有至少一個接口，所述接口用于將數(shù)據(jù)發(fā)送給發(fā)光機構(gòu)單元，并且有利的是，也從發(fā)光機構(gòu)單元接收數(shù)據(jù)。此外，控制裝置具有另一接口，所述接口用于將數(shù)據(jù)發(fā)送給供電裝置發(fā)送數(shù)據(jù)，并且有利的是，也從供電裝置接收數(shù)據(jù)?？刂蒲b置有利地設(shè)置用于從氣象站和/或互聯(lián)網(wǎng)接收天氣數(shù)據(jù)。從控制裝置的結(jié)合照明設(shè)備所說明的實施形式中獲得控制裝置的另一有利的實施形式，并且反之亦然。在用于控制前述照明設(shè)備的方法中，照明設(shè)備的供電裝置和發(fā)光機構(gòu)單元由共同的控制裝置來控制。
供電裝置的發(fā)電單元尤其能夠是光伏設(shè)備，其中光伏設(shè)備借助于控制裝置根據(jù)太陽位置來定向。為此，光伏設(shè)備例如具有用于根據(jù)太陽光的入射角度定向太陽能電池的活動機構(gòu)。關(guān)于太陽光的依據(jù)日期和時間的入射角度的數(shù)據(jù)有利地儲存在控制裝置中。此外在所述方法中有利的是，由控制裝置確定儲存在供電裝置的儲電單元內(nèi)的電能，并且根據(jù)所儲存的電能來控制發(fā)光機構(gòu)單元。當儲存在儲電單元內(nèi)的電能低于理論值時，控制裝置例如能夠關(guān)掉發(fā)光機構(gòu)單元的各個發(fā)光機構(gòu)和/或降低其強度。此外優(yōu)選的是，借助于控制裝置根據(jù)從互聯(lián)網(wǎng)和/或從氣象站接收的天氣數(shù)控來控制發(fā)光機構(gòu)單元。當基于天氣預報可預見，在可預見的時段內(nèi)進入的電能少時，發(fā)光機構(gòu)例如能夠以節(jié)能模式工作?？刂蒲b置因此能夠不僅使用儲電器的當前的狀態(tài)，還能夠使用對在發(fā)電單元內(nèi)的未來待預期的電能輸入的預測來控制發(fā)光機構(gòu)單元。因此照明設(shè)備具有預測的電能管理的特點。從之前結(jié)合照明設(shè)備和控制裝置說明的實施形式中獲得所述方法的另一有利的實施形式，并且反之亦然。


接下來根據(jù)附圖進一步描述本發(fā)明。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有供電裝置的照明設(shè)備。
具體實施例方式在圖中描述的組成部分以及組成部分的相互尺寸比例不視為是按比例的。圖1中所描述的照明設(shè)備1包括發(fā)光機構(gòu)單元3。發(fā)光機構(gòu)單元3包括多個可借助直流電工作的發(fā)光機構(gòu)31。發(fā)光機構(gòu)31尤其為LED光源，所述發(fā)光機構(gòu)分別具有一個或多個LED32。如在圖1中所描述，發(fā)光機構(gòu)31例如能夠是LED陣列。但是可代替的是，一個或多個發(fā)光機構(gòu)31可能具有僅一個單獨的LED。發(fā)光機構(gòu)31例如能夠具有發(fā)射白光的LED32。可替代地還可能的是，發(fā)光機構(gòu)31 具有彩色的或者多種彩色的LED32，所述LED例如借助于添加的顏色混合實現(xiàn)多種照明顏色。發(fā)光機構(gòu)31能夠為有機LED，其尤其能夠構(gòu)成為平面的光源。發(fā)光機構(gòu)單元3還尤其能夠包括不同類型的可借助直流電工作的發(fā)光機構(gòu)31。發(fā)光機構(gòu)單元3連接到供電裝置2上以用于供電。供電裝置2包括發(fā)電單元21 和儲電單元22。發(fā)電單元21適合用于產(chǎn)生直流電，其中有利的是，發(fā)電基于可再生能源的利用。發(fā)電單元21尤其能夠是光伏設(shè)備。供電裝置2此外包括儲電單元22，所述儲電單元尤其能夠為蓄電池。借助于發(fā)電單元21所產(chǎn)生的直流電饋入儲電單元22內(nèi)并且暫存在那里。儲電單元22作為用于發(fā)光機構(gòu)單元3的直流電源。發(fā)光機構(gòu)單元3優(yōu)選直接借助于至少一個電流導線23連接到供電裝置2的儲電單元22上，其中直流電流過所述電流導線。特別地，在儲電單元22和發(fā)光機構(gòu)31之間不具有用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電或者將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的裝置。也就是說，儲存在儲電單元22內(nèi)的電能沒有如傳統(tǒng)方式一樣，轉(zhuǎn)換成例如230伏特的電源交流電壓，而是發(fā)光機構(gòu)單元3直接連接到用作直流電源的儲電單元22上。以這種方式避免在將直流電轉(zhuǎn)換成交流電時出現(xiàn)的損耗。此外還不是必需的是，發(fā)光機構(gòu)單元3配設(shè)有用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的電源，如其通常在LED光源31借助電源電壓工作時是必需的。由于在照明設(shè)備1中避免了將直流電轉(zhuǎn)換成交流電并且避免了將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，照明設(shè)備1具有改善的效率和因此少的電能消耗的特點。照明設(shè)備1此外具有控制裝置4，其控制供電裝置2和發(fā)光機構(gòu)單元3。特別地， 供電裝置2和發(fā)光機構(gòu)單元3的控制不是彼此獨立地進行，而是在充分利用控制裝置4從供電裝置2和發(fā)光機構(gòu)單元3接收的數(shù)據(jù)的情況下，有利地通過共同的控制裝置4協(xié)調(diào)?？刂蒲b置4有利地借助于雙向數(shù)據(jù)線42連接到供電裝置2上?？刂蒲b置4能夠從供電裝置2中尤其接收關(guān)于儲存在儲電單元22內(nèi)的電能的數(shù)據(jù)以及關(guān)于當前借助于發(fā)電單元21所產(chǎn)生的電能的數(shù)據(jù)?？刂蒲b置4此外通過優(yōu)選雙向數(shù)據(jù)線43與發(fā)光機構(gòu)單元3連接?？刂蒲b置4尤其能夠通過數(shù)據(jù)線43向發(fā)光機構(gòu)單元3發(fā)送控制信號，以便借助于發(fā)光機構(gòu)31產(chǎn)生所希望的照明情況?？刂蒲b置4尤其能夠在控制發(fā)光機構(gòu)單元時考慮到儲電單元22的充電狀態(tài)。發(fā)光機構(gòu)單元3例如能夠在儲電單元22中的低充電狀態(tài)時自動地在節(jié)能模式下工作。 例如可能的是，為了節(jié)能而關(guān)掉發(fā)光機構(gòu)31的各個LED32和/或使發(fā)光機構(gòu)31以低功率工作。在優(yōu)選的實施形式中，控制裝置4在發(fā)光機構(gòu)單元3的工作時不僅考慮到儲電單元21的當前的充電狀態(tài)，還考慮到對于在發(fā)電單元21內(nèi)在可預見的時段內(nèi)可產(chǎn)生的電能的預測。當發(fā)電單元21是光伏設(shè)備時，所產(chǎn)生的電能尤其與太陽位置和氣候有關(guān)。為了接收當前的用于太陽位置和/或氣候的數(shù)據(jù)，控制裝置4有利地借助于數(shù)據(jù)線45與氣象站5 連接?？纱娴鼗蛘呖筛郊拥?，控制裝置4能夠借助于數(shù)據(jù)線46與互聯(lián)網(wǎng)6連接，以便尤其接收太陽位置或者對于天氣發(fā)展的預測的數(shù)據(jù)。當由于待預期的少量的太陽入射能夠估計到在發(fā)電單元21內(nèi)的少量的發(fā)電時，控制裝置4例如能夠利用從氣象站5和/或從互聯(lián)網(wǎng)6中接收的數(shù)據(jù)來降低發(fā)光機構(gòu)31的電耗。當發(fā)電單元21是光伏設(shè)備時，控制裝置4優(yōu)選設(shè)置為，根據(jù)太陽位置來定向光伏設(shè)備。為此控制裝置4能夠利用所儲存的數(shù)據(jù)和/或從氣象站5和/或從互聯(lián)網(wǎng)6中接收的數(shù)據(jù)。包含在光伏設(shè)備21內(nèi)的太陽能電池例如能夠借助于適合的活動機構(gòu)定向為，使得所述太陽能電池盡可能地吸收入射的太陽光。因為光伏設(shè)備具有在確定的溫度下的最佳的工作點，所以還可設(shè)想，在冷天利用發(fā)光機構(gòu)單元3的余熱來加熱并且因此提高光伏設(shè)備的效率。此外有利的是，控制裝置4通過雙向數(shù)據(jù)連接線43從發(fā)光機構(gòu)31中接收工作數(shù)據(jù)并且用于控制發(fā)光機構(gòu)?？刂蒲b置4尤其能夠接收關(guān)于各個發(fā)光機構(gòu)31的電能消耗的數(shù)據(jù)。此外可能的是，發(fā)光機構(gòu)單元3包括一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器例如測量LED32的工作溫度和/或環(huán)境亮度。當發(fā)光機構(gòu)單元3例如包含環(huán)境光線傳感器時， 控制裝置4能夠?qū)l(fā)光機構(gòu)31的功率匹配于環(huán)境亮度，尤其是日光的變化的入射?？刂蒲b置4尤其能夠設(shè)置為，在充分利用現(xiàn)有的電能儲備的情況下盡可能好地實現(xiàn)由用戶預設(shè)的照明情況。在發(fā)射白光的發(fā)光機構(gòu)單元3中，——其中白色光線的產(chǎn)生例如基于彩色的LED的添加的顏色混合——，能夠在需要時改變色溫，以便在少量的電能消耗的情況下達到預設(shè)的照明強度。 本發(fā)明不局限于根據(jù)實施例的說明。相反，本發(fā)明包括每個新的特征以及每個特征組合，這尤其包括每個特征組合，即使這些特征或者特征組合本身沒有明確地實施例中說明。
權(quán)利要求
1.一種照明設(shè)備(1)，包括:-供電裝置O)，其具有適合用于產(chǎn)生直流電的發(fā)電單元以及用于儲存所述發(fā)電單元的電能的儲電單元02)，以及-發(fā)光機構(gòu)單元(3)，其包括多個能夠借助直流電工作的發(fā)光機構(gòu)(31)并且連接到所述儲電單元02)上，以用于獲得直流電，其中在所述發(fā)電單元和所述發(fā)光機構(gòu)(31)之間不設(shè)置有用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電或者將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述發(fā)光機構(gòu)(31)包括一個或多個LED光源。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其中所述發(fā)電單元是光伏設(shè)備。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其中所述儲電單元0 是蓄電池。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其中所述供電裝置( 和所述發(fā)光機構(gòu)單元⑶具有共同的控制裝置G)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求5所述的照明設(shè)備，其中所述控制裝置(4)通過適合用于雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線0 與所述供電裝置( 連接。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求5或6之一所述的照明設(shè)備，其中所述控制裝置(4)連接到氣象站( 和/或設(shè)置用于通過互聯(lián)網(wǎng)(6)接收天氣數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求5至7之一所述的照明設(shè)備，其中所述控制裝置(4)設(shè)置為，根據(jù)對于在所述發(fā)電單元內(nèi)的未來待預期的電能輸入的預測來控制所述發(fā)光機構(gòu)單元 ⑶。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求5至8之一所述的照明設(shè)備，其中所述控制裝置(4)通過另一適合用于雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線G3)與所述發(fā)光機構(gòu)單元(3)連接。
10.一種用于照明設(shè)備的控制裝置G)，設(shè)置為，-控制發(fā)光機構(gòu)單元(3)，其包括多個能夠借助直流電工作的發(fā)光機構(gòu)(31)，以及 -控制供電裝置0)，其設(shè)置用于供給所述發(fā)光機構(gòu)單元C3)直流電。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制裝置，其中所述控制裝置(4)設(shè)置用于接收從氣象站 (5)和/或來自互聯(lián)網(wǎng)(6)的天氣數(shù)據(jù)，并且所述控制裝置⑷設(shè)置為，根據(jù)對于在所述發(fā)電單元內(nèi)的未來待預期的電能輸入的預測來控制所述發(fā)光機構(gòu)單元(3)。
12.一種用于控制根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的照明設(shè)備的方法，其中所述供電裝置 (2)和所述發(fā)光機構(gòu)單元由共同的控制裝置(4)來控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述發(fā)電單元是光伏設(shè)備，并且所述光伏設(shè)備借助于所述控制裝置(4)根據(jù)太陽位置來定向。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中在所述儲電單元0 內(nèi)所儲存的電能由控制裝置(4)來確定，并且根據(jù)所儲存的電能來控制所述發(fā)光機構(gòu)單元(3)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14之一所述的方法，其中借助于所述控制裝置(4)根據(jù)從互聯(lián)網(wǎng)(6)和/或從氣象站( 接收的天氣數(shù)據(jù)來控制所述發(fā)光機構(gòu)單元(3)，從所述天氣數(shù)據(jù)中計算出對于在所述發(fā)電單元內(nèi)的未來待預期的電能輸入的預測。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明設(shè)備，其包括供電裝置(2)，其具有適合用于產(chǎn)生直流電的發(fā)電單元(21)以及用于儲存發(fā)電單元(21)的電能的儲電單元(22)，此外，所述照明設(shè)備包括發(fā)光機構(gòu)單元(3)，其包括多個能夠借助直流電工作的發(fā)光機構(gòu)(31)并且連接到儲電單元(22)上，以用于獲得直流電，其中在發(fā)電單元(21)和發(fā)光機構(gòu)(31)之間不設(shè)置有用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電或者將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的裝置。此外，本發(fā)明涉及一種用于照明設(shè)備(1)的控制裝置(4)以及一種用于控制照明設(shè)備(1)的方法。
文檔編號G05D25/02GK102573200SQ20111029061
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月22日
發(fā)明者迪爾克·拜納 申請人:查克森科技歐洲有限公司