光伏發(fā)電系統(tǒng)照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub

　

【正文】 續(xù)的可再生能源。這個(gè)設(shè)計(jì)，從根本上對太陽能得到全面的了解，掌握太陽能照明的優(yōu)勢，并闡述了太陽能路燈與普通路燈的本質(zhì)區(qū)別，從中了解到太陽能是一種潛力無限的清潔、高效而且可持續(xù)的可再生能源，是全人類節(jié)能環(huán)保的首選。本文還對太陽能路燈照明的太陽能電池，蓄電池，支架等各方面作了一個(gè)詳細(xì)的分析，比較，再根據(jù)光伏發(fā)電的原理特性，系統(tǒng)采用了智能化控制器，對智能控制器編程序，使得程序可以滿足太陽能LED路燈的自動(dòng)蓄電，自動(dòng)照明，自動(dòng)熄滅等一系列工作過程，使太陽能照明更加智能化。同時(shí)，使用太陽能也是一個(gè)明智的財(cái)務(wù)選擇。隨著制造工藝的高效化，光伏系統(tǒng)的成本將繼續(xù)下降。在加利福尼亞州，電費(fèi)每年上漲 %。在近期的民意調(diào)查中，當(dāng)受訪對象被問及哪類能源最適合子孫后代時(shí)，太陽能的得分高出所有其它能源。太陽能LED照明燈具作為冷光源產(chǎn)品，具有性價(jià)比較高、綠色環(huán)保、安全可靠、質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長、安裝維護(hù)簡便等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于綠地照明、公路照明、廣告燈箱照明、城市造型景觀照明及家居照明系統(tǒng)，但太陽能LED照明燈具一次性投入較高是其發(fā)展的瓶頸。 到2006年底，我國可再生能源利用量總計(jì)為2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤(不包括傳統(tǒng)方式利用生物質(zhì)能)，為2010年實(shí)現(xiàn)可再生能源占全國一次能源消費(fèi)總量10%的目標(biāo)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。四、動(dòng)員一些城市啟動(dòng)屋頂計(jì)劃。可以說太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。太陽能電源系統(tǒng)運(yùn)行成本低，幾乎不需要維護(hù)，不需要備件，不需要增添燃料。無需為引接入電網(wǎng)而修路，在沒有電網(wǎng)的地方，太陽能為靈活選取站址提供可能。太陽能照明本質(zhì)上是一個(gè)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，專業(yè)領(lǐng)域稱為“硅晶片地面光伏組件”。在技術(shù)上稍有突破后，被美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家率先嘗試運(yùn)用在高科技領(lǐng)域。使用時(shí)間越長，越能彰顯太陽能燈具的實(shí)惠。作為太陽能應(yīng)用的系列產(chǎn)品之一，太陽能燈具一直是各方研究和關(guān)注的焦點(diǎn)。太陽能照明路燈采用高效單晶硅太陽能電池供電,采用免維護(hù)密封型蓄電池貯存電能,用高效節(jié)能燈照明,并采用先進(jìn)的充放電和照明控制電路,具有性質(zhì)可靠、發(fā)光效率高、亮度大、安裝方便、無需鋪設(shè)電纜電線，無需交流電能和電費(fèi)，采用直流供電，光敏控制、安全可靠、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，實(shí)用)壽命長,是未來戶外照明的發(fā)展方向和照明燈具中的一枝新秀。對比而言，太陽能照明綠色環(huán)保，能為高尚生態(tài)小區(qū)的開發(fā)和推廣增加新的賣點(diǎn)；可持續(xù)降低物業(yè)管理成本，減少業(yè)主公共分?jǐn)偛糠值馁M(fèi)用。一盞普通的路燈以400W光源、日工作10小時(shí)計(jì)，1年平均耗電量是1460度電，還需要專人維護(hù)、更換燈泡；而太陽能路燈一般采用壽命長達(dá)50000小時(shí)以上的LED燈作為光源，日常無需增加消耗電量的費(fèi)用開支。但是，事實(shí)上根本不是這樣子，一盞普通路燈除了這些成本，還有預(yù)埋地下的電纜申請和施工過程的費(fèi)用，還可能影響、破壞周圍植被和景觀，日常需要專人定時(shí)維護(hù)、更換燈泡，同時(shí)每隔大約1Km要建一個(gè)升壓站（防止輸電線路過長，電壓降低過大，影響燈光亮度），分?jǐn)傁聛淼某杀久勘K大約在3萬元左右，目前市政道路路燈的招標(biāo)價(jià)格每盞一般也在2～。只要設(shè)計(jì)合理，實(shí)際比普通路燈更劃算。如果小偷真的開著吊車來偷路燈了，那不知是什么天下了，應(yīng)該不是偷了而是搶了！那我們國家能有這么亂嗎？因此，偷盜太陽能路燈內(nèi)部電線是不合算的。太陽能路燈是一種利用太陽能作為能源的路燈，因其具有不受供電影響，不用開溝埋線，不消耗常規(guī)電能，只要陽光充足就可以就地安裝等特點(diǎn)，因此受到人們的廣泛關(guān)注，又因其不污染環(huán)境，而被稱為綠色環(huán)保產(chǎn)品。 太陽能原理方框太陽能路燈技術(shù)特點(diǎn)是：①具有特大功率，光亮度相當(dāng)于白熾燈150W250W時(shí)，每天8小時(shí)照明，可在連續(xù)陰雨9天內(nèi)正常工作；②應(yīng)用了具有充放電保護(hù)功能、光敏自控裝置和時(shí)控裝置的光電智能控制器，使產(chǎn)品可有效地節(jié)約能源，增加有效照明時(shí)間，降低生產(chǎn)成本；③中央控制器單元采用單片機(jī)控制，并在智能控制器中建立了全球不同緯度的全年日照時(shí)間數(shù)據(jù)。另一類是獨(dú)立式發(fā)電系統(tǒng)，即在自己的閉路系統(tǒng)內(nèi)部形成電路。4 各部件的組成及工作原理太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式(以下表示為a)兩大類，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。 單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。因此，多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽能電地市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。下面對硅太陽能電池進(jìn)行詳細(xì)介紹。但是GaAs材料的價(jià)格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。3. 聚合物多層修飾電極型太陽能電池以有機(jī)聚合物代替無機(jī)材料是剛剛開始的一個(gè)太陽能電池制造的研究方向。4. 納米晶太陽能電池 納米TiO2晶體化學(xué)能太陽能電池是新近發(fā)展的，優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡單的工藝及穩(wěn)定的性能。，正電荷表示硅原子，負(fù)電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個(gè)電子。實(shí)心的為磷原子核，小的為多余的電子。N區(qū)的電子會(huì)擴(kuò)散到P區(qū)，P區(qū)的空穴會(huì)擴(kuò)散到N區(qū)，一旦擴(kuò)散就形成了一個(gè)由N指向P的“內(nèi)電場”，從而阻止擴(kuò)散進(jìn)行。由于半導(dǎo)體不是電的良導(dǎo)體，電子在通過p－n結(jié)后如果在半導(dǎo)體中流動(dòng)，電阻非常大，損耗也就非常大。一個(gè)電池所能提供的電流和電壓畢竟有限，于是人們又將很多電池（通常是36個(gè)）并聯(lián)或串聯(lián)起來使用，形成太陽能光電板。蓄電池也稱作二次電源，它是一種把化學(xué)反應(yīng)所釋放出來的能量直接轉(zhuǎn)變成直流電能的裝置。計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，其產(chǎn)品系列。船舶。移動(dòng)通訊。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。通訊。常用的蓄電池有鉛酸蓄電池。鋅銀蓄電池。常用蓄電池介紹：1．鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池負(fù)極為鉛，正極為二氧化鉛，電解液為稀硫酸，主要有起動(dòng)型。近年來，特別是VRLA(ValveRegulatedLeadAcidBattery)蓄電池的出現(xiàn)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)能夠取代堿性蓄電池和干電池，使鉛酸蓄電池發(fā)揮更大的作用。2．鎘鎳蓄電池鎘鎳蓄電池負(fù)極為鎘，正極為氧化鎳，電解液為氫氧化鉀水溶液。按極板制造方式又分有極板盒式。低溫性能好，循環(huán)壽命長等特點(diǎn)。4．鐵鎳蓄電池鐵鎳蓄電池負(fù)極為鐵粉，正極為氧化鎳，電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液。5．鋅銀蓄電池鋅銀蓄電池負(fù)極為鋅，正極為氧化銀，電解液為氫氧化鉀水溶液，具有較高的比能量及優(yōu)良的高倍率放電性能，但價(jià)格偏高，多用于軍事工業(yè)及武器系統(tǒng)。常作為通訊工具和便攜器材的電源。閥控密封式鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池充、放電化學(xué)反應(yīng)的原理方程式如下： ：蓄電池從其他直流電源獲得電能叫做充電。 在充電時(shí)，在正、負(fù)極板上生成的氧和氫會(huì)在電池內(nèi)部“氧合”成水回到電解液中。 ++化學(xué)反應(yīng)過程如下： （正極）（負(fù)極） （正極） （電解液）（負(fù)極） PbO2+ 2H2O + PbSO4 （海綿狀鉛） 從以上的化學(xué)反應(yīng)方程式中可以看出，鉛酸蓄電池在放電時(shí)，正極的活性物質(zhì)二氧化鉛和負(fù)極的活性物質(zhì)金屬鉛都與硫酸電解液反應(yīng)，生成硫酸鉛，在電化學(xué)上把這種反應(yīng)叫做“雙硫酸鹽化反應(yīng)”。太陽能路燈智能控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，該 以STC12C5410AD單片機(jī)為核心，外圍電路主要由電壓采集電路、負(fù)載輸出控制與檢測電路、LED顯示電路及鍵盤電路等部分組成。STC12C5410AD對系統(tǒng)的工作進(jìn)行實(shí)施調(diào)度，實(shí)現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、蓄電池及負(fù)載的管理、工作狀態(tài)的指示等。同時(shí)本系統(tǒng)支持太陽能板反接、反充保護(hù)。 太陽能電池板電壓采集用于太陽光線強(qiáng)弱的判斷，因而可以做為白天、黃昏的識別信號。若太陽能電池正常充電時(shí)蓄電池開路，控制器將關(guān)斷負(fù)載，以保證負(fù)載不被損傷，若在夜間或太陽能電池不充電時(shí)蓄電池開路，控制器由于自身得不到電力，不會(huì)有任何動(dòng)作。本系統(tǒng)支持蓄電池的反接、過充、過放。短路電流整定為10A,響應(yīng)時(shí)間為毫秒數(shù)量級。（1）感應(yīng)雷保護(hù)電路應(yīng)設(shè)計(jì)在太陽能電池板引線入口處,保護(hù)電路周圍4mm內(nèi)不要布置其他器件。電阻增大則電路效率下降,過電流能力在10A以上的康銅絲作為電流取樣電阻,來產(chǎn)生取樣電壓,故采用運(yùn)放LM358對它進(jìn)行放大。這種方法實(shí)際上是一鍵多用的一種嘗試，還可以推廣到更復(fù)雜的人際對話設(shè)計(jì)。（4）外部中斷為高優(yōu)先級中斷，編制子程序?qū)崿F(xiàn)負(fù)載過流、短路保護(hù)時(shí)，要充分考慮負(fù)載啟動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生數(shù)倍于額定電流的沖擊電流，沖擊電流維持在3ms~5ms，應(yīng)在軟件上采取措施，避免短路與負(fù)載開啟的誤判。（6）根據(jù)STC12C5410AD的Data Flash的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)寫入時(shí)必須啟動(dòng)ISP/IAP命令，CPU等待IAP動(dòng)作定時(shí)后，才繼續(xù)執(zhí)行程序，要先關(guān)斷中斷（EA）。,。0x10）=0x10）； 等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束 return（ADC_DATA）。控制器的兩路負(fù)載輸出可以用于電動(dòng)車道和人行道的照明，照明時(shí)間和工作模式可以靈活設(shè)置。（1）低壓節(jié)能燈：功率小，光效較高，但使用壽命2000小時(shí)，電壓低燈管發(fā)黑，一般適合太陽能草坪燈、庭院燈。 （4） LED：LED燈光源，壽命長，可達(dá)1000000小時(shí)，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高。一個(gè)10～12瓦的LED光源發(fā)出的光能與一個(gè)35～150瓦的白熾燈發(fā)出的光能相當(dāng)。 （5）快速響應(yīng) LED發(fā)光管響應(yīng)時(shí)間很短。、90176。（1），；（2）負(fù)載日耗電量=（3）所需太陽能組件的總充電電流= 247。根據(jù)上面的計(jì)算知道。本次路燈使用地區(qū)為廣州地區(qū)，選定太陽能電池組件支架傾角為16o。（1）太陽能電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)依據(jù)電池組件廠家的技術(shù)參數(shù)資料，太陽能電池組件可以承受的迎風(fēng)壓強(qiáng)為2700Pa。（2）路燈燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)路燈的參數(shù)如下：電池板傾角A = 16o 所以，風(fēng)荷載在燈桿破壞面上的作用矩M = F。根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，圓環(huán)形破壞面的抵抗矩W = π（3r2δ＋3rδ2＋δ3）。5 太陽能路燈的實(shí)際應(yīng)用日前，廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局審核通過了由東莞勤上光電股份有限公司提出并組織起草的《廣東省太陽能LED燈地方標(biāo)準(zhǔn)》，將于09年7月1日起實(shí)施。　　即將實(shí)施的《廣東省太陽能LED燈地方標(biāo)準(zhǔn)》是中國大陸地區(qū)LED行業(yè)首個(gè)地方標(biāo)準(zhǔn)，適用于250V