吉林工師——基于單片機的太陽能路燈控制系統(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 能源，尤其是太陽能越來越引起各國政府的重視。同時，以煤、石油等作為燃料油面臨嚴重的環境污染 ， 再者人民生活水平的提高對能源的需求量越來越大，這就迫使政府和社會在大力發展常規能源的同時必須加大對新能源的開發和利用。 為貫徹落實科學第一章 緒論 2 發展觀，把節約資源作為基本國策，發展循環經濟 ，保護生態環境，加快建設資源節約型、環境友好型社會，促進經濟與人口、資源、環境相 互 協調發展的要求 。 因而，可再生、無污染的太陽能利用在世界各國崛起 ， 世界光伏產業迅猛發展。根據可持續發展戰略和環境保護的需求，在可以預計的將來，光伏發電必將部分取代常規能源。 目前太陽能企業面臨新機遇，由于光伏 發電 技術的逐漸成熟，成本不斷下降，太陽能的 利用 無處不在。各種各樣的利用太陽能開發的太陽能電子產品發展非常迅速 。 太陽能路燈的優勢 太陽能路燈以太陽光為能源，不需要鋪設復雜的管線，安全節能無污染。基于單片機的太陽能控制 系統很 好的 把太陽能光伏 發電 技術與單片機智能控制技術結合了起來。而且具有電路結構簡單、工作穩定可靠、實用性強等優點。 綜上，太陽能路燈較傳統路燈的優勢有如下幾點： ： 據統計，所有路燈改為太陽能路燈可以節省一個三峽水電站的發電量。不僅如此，太陽能是一種清潔的可再生能源，它不僅節約了電能，而且減少了二氧化碳的排放量。有關數據表明太陽能路燈每年可以減少 7740 萬噸二氧化碳就相當于節省了 310 億美元的二氧化碳減量成本 ！ ：太陽能路燈在惡劣的環境和氣候條件下，光伏發電系統很少發生故障；目前絕大多 數太陽能電池組件的生產技術都足以保證 10年以上性能不下降，太陽能電池組件可以發電 25 年或更長的時間。 ：就產品本身價格和首次投入費用而言，太陽能路燈比普通路燈造價要高。若按使用壽命 15年把運行費用和路燈維護費用考慮進吉林工程技術師范學院畢業論文 3 去的話，太陽能路燈在壽命周期內所發生的總費用要比普通路燈的總費用要低。且規模越大，普通路燈安裝的相關費用越高，如把電力增容費用、架設電力變壓器、光源的功率因數補償耗能、電力電纜、遠距離線路功率損耗及路燈開啟控制系統和管理人員工資等相關費用考慮進去的話實 際費用要遠大于 預計費用。 ： 運行維護費用低 ， 普通路燈明顯高于太陽能路燈，而且會隨著使用時間的增長而越來越高（電費、人工等）。太陽能路燈免維護，絕對安全，不會發生觸電事故且可通過改變控制方式來增強其穩定性。 ：離網運行的太陽能路燈具有供電的自主性、靈活性。 但是太陽能 LED 路燈的優勢遠遠不只 這些。一般 認為，節能燈可節能4/5 是偉大的創舉，但 LED 比節能燈還 節能 1/4，這是固體光源偉大的革新。除此之外， LED 還具有光線質量高，基本上無輻射，可靠耐用， 維護費用極為低廉等優勢，屬于典型的綠色照明光源。超高亮 LED 的研 制成功，大大地降低了太陽能燈具使用成本，使之達到或接近工頻交流電照明系統初裝的成本報價，并且具有保護環境、安裝簡便、操作安全、經濟節能等優點。由于 LED 具有發 光效率高，發熱量低等優勢，已經越來越多地應用在照明領域，并呈現出取代傳統照明光源的趨勢。 太陽能與 LED 相結合的技術運用在路燈領域完全符合“綠色，節能，低成本”的現代化設計理念。而且針對現階段太陽能 LED 路燈研究遭遇 技術“瓶頸”而處于“花香”卻難“滿園綻放”的尷尬境地的情況， 這個課題具有很大的研究價值，而從上面一系列的分析中也不難看出這個課題本身所具有 的潛在價值更是無法估量的。 太陽能路燈的應用現狀 在國家可持續發展戰略的推動下 ， 太陽能產業從無到有、從小到大發第一章 緒論 4 展起來。國內各大研究單位都對太陽能路燈作了詳盡的研究 ， 特別是近幾年來 ， 在“產業上規模、技術上水平、產品上檔次和市場上 規范”的產業發展思路引導下 ， 太陽能產業得到了快速發展 ， 如太陽能熱水器、太陽能光伏電池技術日趨成熟 ， 產品質量不斷提高。 近年來，隨著我國城市建設規模的不斷擴大和建設水平的不斷提高，我國城市的路燈總數以每年約 20%的平均速度遞增，全國數千萬盞路燈的節電問題已引起政府部門的關注。在 能源日趨緊張、電力供應持續緊張的今天，低效、高耗的傳統城市照明已成為節能降耗的重要領域。為此，建設部和發改委明確提出城市道路照明要向“高效、節能、環保、健康”的“綠色照明”方向發展。隨著太陽能發電技術的不斷發展，太陽能路燈以環保、節能等優勢成為城市道路照明行業的新寵，市場潛力巨大。我國太陽能路燈首先在沿海發達地區使用，上海市于 2021 年在崇明島建成風光互補道路照明工程。在我國西部，非主干道太陽能路燈、太陽能庭院燈漸成規模，太陽能資源相對豐富的青海省自 2021 年以來已在西寧等地安裝太陽能路燈超過 200 套；在北 京奧運會主要場館及其相關場所，太陽能路燈得到普遍應用。 歐洲各國都在開辟通向持久能源的通道 ， 影響他們決策的主要因素是環境保護、創造就業機會和能源供應的安全可靠 ， 可再生能源技術在這些方面有著較大優勢。它對環境的影響最小、可替代部分常規能源、增加能源供應的安全性和可靠性。它要求較大的設備投資、創造了更多的就業機會、有助于經濟增長。 在歐洲大部分地區 ， 環保的思路推動著替代能源技術的開發 ， 太陽能被公認為是一種極好的替代能源。它的利用有助于降低 CO2的排放 ， 因而達到保護環境，很多國家，如丹麥、芬蘭、德國和瑞士 ， 都認為 氣候變暖是推動太陽能研究開發、發展和銷售活動的主要因素。盡管受到常規能源吉林工程技術師范學院畢業論文 5 的低價影響 ， 在歐洲很多國家中 ， 太陽能 路燈 市場仍然持續增長。 本論文 研究 的主要內容 LED 技術 ，設計蓄電池的充放電控制方法。 LED 驅動原理設計 LED 驅動電路 。 。 。 、實驗硬件電路，保證可以實現既定功能。 第二章 系統方案論證及選擇 6 第二章 系統方案論證及選擇 方案比較與論證 太陽能電池板的選擇 太陽能電池板是太陽能路燈中的核心部分，也是太陽能路燈中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能轉換為電能，或送至蓄電池中存儲起來。在眾多太陽光電池中比較普遍且較實用的有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池及非晶硅太陽能電池等三種。 (1)單晶硅太陽能電池性能參數比較穩定，適合在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區使用； (2)多晶硅太陽能電池生產工藝相對簡單，價格比單晶硅低，適合在太陽光充足、日照好的東西部地區使用； (3)非晶硅太陽能電池對太陽光照 條件要求比較低，適合在室外陽光不足的地區使用。 太陽能電池的工作電壓約為蓄電池電壓的 倍，才能保證給蓄電池正常充電。如 6V 蓄電池充電需要用 8~9V 太陽能電池，給 12V 蓄電池充電需要用 15~18V 太陽能電池。 蓄電池的選擇 由于太陽能光伏發電系統的輸入能量極不穩定，所以一般需要配置蓄電池系統才能工作。一般有鉛酸蓄電池、 NiCd 蓄電池、 NiH 蓄電池。 鉛酸蓄電池有多種充電形式，主要為：恒流充電、恒壓充電和 3階段最優形式充電。一般來講，這種蓄電池充電時， 應外接直流電源（充電極或整流器），使正、 負極板在