太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)—照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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摘 要

本文介紹一種基于光伏發(fā)電的多電源智能管理系統(tǒng)——太陽(yáng)能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這個(gè)設(shè)計(jì)，從根本上對(duì)太陽(yáng)能得到全面的了解，掌握太陽(yáng)能照明的優(yōu)勢(shì)，并闡述了太陽(yáng)能路燈與普通路燈的本質(zhì)區(qū)別，從中了解到太陽(yáng)能是一種潛力無(wú)限的清潔、高效而且可持續(xù)的可再生能源，是全人類(lèi)節(jié)能環(huán)保的首選。本文還對(duì)太陽(yáng)能路燈照明的太陽(yáng)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(duì)智能控制器編程序，使得程序可以滿(mǎn)足太陽(yáng)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(guò)程，使太陽(yáng)能照明更加智能化。最后，本文還舉出例子，對(duì)現(xiàn)在正使用的太陽(yáng)能路燈進(jìn)行了分析，研究，明確太陽(yáng)能發(fā)展的趨勢(shì)及前景。

關(guān)鍵字：光伏發(fā)電，太陽(yáng)能，節(jié)能環(huán)保，智能控制

Abstract

This paper presents a photovoltaic power generation based on the intelligent management of multi-power system - solar lighting system design. The design of solar energy from the fundamental understanding of a comprehensive grasp of the advantages of solar lighting and solar energy street lamp and on the essential difference between an ordinary street lamp, solar energy is a kind of learned from the unlimited potential of clean, efficient and sustainable renewable energy, energy saving and environmental protection is the first choice of all mankind. In this paper, solar street lighting on the solar cells, batteries, frame and so on made a detailed analysis, comparison, based on the principle characteristics of photovoltaic power generation system using the intelligent controller, intelligent controller programmed to make procedures to meet the automatic solar-powered LED street lamp storage, automatic lighting, automatic out a series of work processes to enable more intelligent solar lighting. Finally, the article also cited the example of solar energy is now used to carry out an analysis of street lighting, research, a clear trend in solar energy development and future prospects.

Keywords: Photovoltaic power generation, solar energy, energy saving and environmental protection, intelligent control

1 緒 論

1.1太陽(yáng)能照明的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)

無(wú)論是現(xiàn)在還是將來(lái)，太陽(yáng)能都擁有廣闊的市場(chǎng)前景。潛力無(wú)限的太陽(yáng)能是一種清潔、高效而且可持續(xù)的可再生能源。同時(shí)，使用太陽(yáng)能也是一個(gè)明智的財(cái)務(wù)選擇。如果使用太陽(yáng)能電池板為您的住宅供電，在收到每個(gè)月的電費(fèi)單時(shí)，您就能體會(huì)到這一點(diǎn)。另外，太陽(yáng)能是環(huán)保的選擇——如果您知道使用太陽(yáng)能將為您的孩子留下一個(gè)更環(huán)保的美好世界，您一定會(huì)感到自豪。

如今，全球的光伏 (Photovoltaic, PV) 太陽(yáng)能供不應(yīng)求，是增長(zhǎng)最快的可再生能源之一。隨著制造工藝的高效化，光伏系統(tǒng)的成本將繼續(xù)下降。如今，光伏系統(tǒng)的價(jià)格已經(jīng)是 20 年前的 1/25。即使是商業(yè)電力公司，也正在尋求通過(guò)利用太陽(yáng)能來(lái)構(gòu)建更為穩(wěn)定的成本結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果顯示，太陽(yáng)能在北方的氣候條件下更為有效。在加利福尼亞州，電費(fèi)每年上漲 6.7%。太陽(yáng)能則可以用來(lái)預(yù)防未來(lái)電費(fèi)的居高不下。在許多國(guó)家，您可以將富余電力賣(mài)給電力公司，沖抵您的電費(fèi)。與高成本的化石燃料污染和全球溫室效應(yīng)相比，太陽(yáng)能不僅使用范圍廣，而且更經(jīng)濟(jì)。在近期的民意調(diào)查中，當(dāng)受訪對(duì)象被問(wèn)及哪類(lèi)能源最適合子孫后代時(shí)，太陽(yáng)能的得分高出所有其它能源。光伏系統(tǒng)在提供電力的同時(shí)，不會(huì)排放二氧化碳 (CO2)。一塊光伏組件在 25 年的有效使用期內(nèi)，可減少約 7.5 噸的碳排放量。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)的照明用電將大幅度提高，綠色節(jié)能照明的研究應(yīng)用，將越來(lái)越受到重視。太陽(yáng)能LED照明燈具作為冷光源產(chǎn)品，具有性?xún)r(jià)比較高、綠色環(huán)保、安全可靠、質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)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(yáng)能LED照明燈具一次性投入較高是其發(fā)展的瓶頸。

目前，照明消耗約占整個(gè)電力消耗的20%左右，降低照明用電是節(jié)省能源的重要途徑。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，業(yè)界已研究開(kāi)發(fā)出多種節(jié)能照明器具，并取得了一定的成效。但是，距離“綠色照明”的要求還較遠(yuǎn)，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源勢(shì)在必行。

到2006年底，我國(guó)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)，約占0.5個(gè)百分點(diǎn)，為2010年實(shí)現(xiàn)可再生能源占全國(guó)一次能源消費(fèi)總量10%2 的目標(biāo)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。目前，我國(guó)正在從以下幾個(gè)方面來(lái)推動(dòng)光伏發(fā)電的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展：一、啟動(dòng)送電到村工程;二、在特殊工程上運(yùn)用光伏發(fā)電，如世博會(huì)、奧運(yùn)會(huì)等;三、在沙漠地區(qū)建光伏電站;四、動(dòng)員一些城市啟動(dòng)屋頂計(jì)劃;五、研究制定提高光伏發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)力的電價(jià)政策(光伏產(chǎn)品90%的出口以及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的缺失，都可能限制中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。一旦國(guó)外光伏產(chǎn)業(yè)政策有變或者為保護(hù)本國(guó)產(chǎn)業(yè)采取限制進(jìn)口的措施，中國(guó)近年來(lái)大量上馬的光伏項(xiàng)目將面臨困境)。

1.2太陽(yáng)能照明是發(fā)展的趨勢(shì)

太陽(yáng)的能源非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽(yáng)光所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于全球人類(lèi)一年消耗的能量。可以說(shuō)太陽(yáng)能是真正取之不盡、用之不竭的能源。目前，全球能源危機(jī)日益加劇，各國(guó)都在尋找新的能源，以取代即將枯竭的煤、石油、天然氣等地球上所剩無(wú)幾的不可再生能源。作為新型照明方式之一，太陽(yáng)能照明能否挑起重?fù)?dān)，在未來(lái)的照明行業(yè)中起主導(dǎo)作用？這不僅僅是照明行業(yè)所關(guān)注的焦點(diǎn)，也是整個(gè)社會(huì)思考和關(guān)注的焦點(diǎn)。

利用太陽(yáng)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性在很多情況下要優(yōu)于常規(guī)的供電方式。太陽(yáng)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。太陽(yáng)能系統(tǒng)設(shè)備可自動(dòng)運(yùn)行，適于在無(wú)人職守站使用。不包含任何運(yùn)轉(zhuǎn)部件，系統(tǒng)可連續(xù)工作、使用壽命超過(guò)數(shù)十年。、太陽(yáng)能電源系統(tǒng)的直流輸出電壓十分穩(wěn)定。無(wú)需為引接入電網(wǎng)而修路，在沒(méi)有電網(wǎng)的地方，太陽(yáng)能為靈活選取站址提供可能。除了直接的經(jīng)濟(jì)效益以外，太陽(yáng)能發(fā)電還有很多間接優(yōu)點(diǎn)。在其它一些供電系統(tǒng)，往往由于斷電而立即造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。太陽(yáng)能系統(tǒng)仍能保證穩(wěn)定可靠地工作。

太陽(yáng)能照明本質(zhì)上是一個(gè)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域稱(chēng)為“硅晶片地面光伏組件”。其工作原理是通過(guò)硅晶片接收太陽(yáng)光線(xiàn)后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，然后?chǔ)存在蓄電池中，再由光感開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，當(dāng)天黑時(shí)能夠自動(dòng)點(diǎn)亮，天亮?xí)r又自動(dòng)熄滅。太陽(yáng)能燈是光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的一種應(yīng)用產(chǎn)品，憑借其節(jié)能、環(huán)保、無(wú)需布線(xiàn)、自動(dòng)控制、隨時(shí)變換位置等優(yōu)點(diǎn)，在照明行業(yè)中樹(shù)立起神圣的地位。 因?yàn)楣杈瑑r(jià)格昂貴，最初的太陽(yáng)能僅應(yīng)用在航天事業(yè)上。在技術(shù)上稍有突破后，被美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家率先嘗試運(yùn)用在高科技領(lǐng)域。隨著太陽(yáng)能光伏技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，在民用方面首先應(yīng)用在照明燈具上。近幾年來(lái)，太陽(yáng)能燈具產(chǎn)品由于環(huán)保節(jié)能的雙重優(yōu)勢(shì)，太陽(yáng)能庭院燈、太陽(yáng)能草坪燈和太陽(yáng)能裝飾燈等應(yīng)用逐漸形成規(guī)模。 3 大量試驗(yàn)表明，太陽(yáng)能燈具和普通燈具對(duì)比分析后得出：在滿(mǎn)足同樣照明要求的條件下，兩種不同的供電方式，太陽(yáng)能燈成本比普通燈具要高；如果將投入工程的施工費(fèi)用計(jì)入整個(gè)工程，則兩種燈具在初始投資時(shí)造價(jià)相當(dāng)。工程越大，普通燈具的工程施工費(fèi)用越高，其初始投入大于太陽(yáng)能燈具。使用時(shí)間越長(zhǎng)，越能彰顯太陽(yáng)能燈具的實(shí)惠。如果把人力、物力計(jì)算在內(nèi)，普通燈具的輔助費(fèi)用與維護(hù)費(fèi)用都將比預(yù)算的高。在后續(xù)的使用費(fèi)用上（電費(fèi)、維護(hù)費(fèi)用等），太陽(yáng)能燈具的優(yōu)勢(shì)更明顯。“如果在全國(guó)推廣使用3億只太陽(yáng)能燈，其節(jié)能效果相當(dāng)于新建一個(gè)三峽工程”，中山市百特照明科技有限公司朱建平經(jīng)理介紹。 據(jù)了解，太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)已被越來(lái)越多的人所接受。作為太陽(yáng)能應(yīng)用的系列產(chǎn)品之一，太陽(yáng)能燈具一直是各方研究和關(guān)注的焦點(diǎn)。在已有技術(shù)基礎(chǔ)上，技術(shù)人員與廠商集思廣益，在諸多方面取得了突破性進(jìn)展，為太陽(yáng)能燈最終走向千家萬(wàn)戶(hù)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，太陽(yáng)能照明在未來(lái)十年后將會(huì)普及，成為未來(lái)照明行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

1.3太陽(yáng)能路燈與普通路燈相比較

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，太陽(yáng)能逐漸被開(kāi)發(fā)利用，并已成為最有發(fā)展前景的環(huán)保能源之一，太陽(yáng)能照明就是利用太陽(yáng)能最重要的途徑。太陽(yáng)能照明路燈采用高效單晶硅太陽(yáng)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(wú)需鋪設(shè)電纜電線(xiàn)，無(wú)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(zhǎng),是未來(lái)戶(hù)外照明的發(fā)展方向和照明燈具中的一枝新秀。

市電照明燈具安裝復(fù)雜：在市電照明燈具工程中有復(fù)雜的作業(yè)程序，首先要鋪設(shè)電纜，這里就要進(jìn)行電纜溝的開(kāi)挖、鋪設(shè)暗管、管內(nèi)穿線(xiàn)、回填等大量基礎(chǔ)工程。然后進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的安裝調(diào)試，如任何一條線(xiàn)路有問(wèn)題，則要大面積返工。而且地勢(shì)和線(xiàn)路要求復(fù)雜、人工和輔助材料成本高昂。對(duì)比而言，太陽(yáng)能照明綠色環(huán)保，能為高尚生態(tài)小區(qū)的開(kāi)發(fā)和推廣增加新的賣(mài)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。綜上對(duì)比所述，太陽(yáng)能照明之安全無(wú)隱患、節(jié)能無(wú)消耗、綠色環(huán)保、安裝簡(jiǎn)便、自動(dòng)控制免維護(hù)等固有的特性將為樓盤(pán)的銷(xiāo)售、市政工程的建設(shè)直接帶來(lái)明顯可利用的優(yōu)勢(shì)。太陽(yáng)能照明燈具有體積小,重量輕,低能耗,高光強(qiáng),防雷擊,無(wú)須其它電源,安全可靠,安裝、維護(hù)方便等特點(diǎn)。太陽(yáng)能照明燈可廣泛應(yīng)用于：家庭別墅、單位花園、公園綠地、環(huán)保小區(qū)、房前路邊等戶(hù)外場(chǎng)所的照明。 4

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(zhuān)人維護(hù)、更換燈泡；而太陽(yáng)能路燈一般采用壽命長(zhǎng)達(dá)50000小時(shí)以上的LED燈作為光源，日常無(wú)需增加消耗電量的費(fèi)用開(kāi)支。換個(gè)角度說(shuō)，每裝一盞太陽(yáng)能路燈，每年就可節(jié)省1460度電，十年可節(jié)省14600度。

1.大陽(yáng)能路燈的造價(jià)其實(shí)不高，因其使用壽命長(zhǎng)，比普通路燈更劃算

太陽(yáng)能路燈其實(shí)并不貴。在很多人眼里，路燈的成本不過(guò)是一根桿，一只燈泡。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(qǐng)和施工過(guò)程的費(fèi)用，還可能影響、破壞周?chē)脖缓途坝^，日常需要專(zhuān)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(xiàn)路過(guò)長(zhǎng)，電壓降低過(guò)大，影響燈光亮度），分?jǐn)傁聛?lái)的成本每盞大約在3萬(wàn)元左右，目前市政道路路燈的招標(biāo)價(jià)格每盞一般也在2～3.5萬(wàn)元之間。

而太陽(yáng)能路燈的最大成本就是太陽(yáng)能電池板，無(wú)需預(yù)埋輸電電纜及相關(guān)工程費(fèi)用，一盞8～12米的太陽(yáng)能路燈的造價(jià)一般在1.8～3.5萬(wàn)元之間。這些太陽(yáng)能路燈一般使用的光源是長(zhǎng)壽命的LED燈或低壓鈉燈，使用的電壓都是絕對(duì)安全的直流低電壓，采用光控、時(shí)控、全自動(dòng)、無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)，故障率極低，整體路燈使用壽命要長(zhǎng)達(dá)15年。此外，路燈與路燈之間彼此獨(dú)立工作、互不干擾，可根據(jù)實(shí)際情況將某段時(shí)間設(shè)計(jì)成節(jié)能照明狀態(tài)，從而有效降低造價(jià)。只要設(shè)計(jì)合理，實(shí)際比普通路燈更劃算。

2.偷盜難，也不劃算，太陽(yáng)能路燈燈桿一般都在8米高以上，偷盜電線(xiàn)不合算

近年來(lái)，由于銅以及其他金屬價(jià)格的上漲，偷盜路燈電纜成為一大治安問(wèn)題。很多人擔(dān)心太陽(yáng)能路燈采用的都是高新技術(shù)的材料，一旦被盜的損失會(huì)更高，持這種觀點(diǎn)的人不少，不僅僅有一些政府官員，連一些能源研究專(zhuān)家也認(rèn)為這確實(shí)是一個(gè)問(wèn)題。

小偷偷電線(xiàn)一般用剪或用絞輪拉，目的是為了獲得金屬銅謀取利益，而太陽(yáng)能路燈的內(nèi)部電線(xiàn)絕大部分都在燈桿里面且短而小，含銅量不如傳統(tǒng)路燈，加上燈桿較高，一般都在8米以上，要開(kāi)著吊車(chē)才能將太陽(yáng)能電池板和電纜快速盜走，被盜可能性比傳統(tǒng)路燈要低得多。如果小偷真的開(kāi)著吊車(chē)來(lái)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(guó)家能有這么亂嗎？因此，偷盜太陽(yáng)能路燈內(nèi)部電線(xiàn)是不合算的。

3.大陽(yáng)能路燈的造價(jià)其實(shí)不高，因其使用壽命長(zhǎng)，比普通路燈更劃算

(1)不受地理位置限制、無(wú)需消耗燃料，無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，建設(shè)周期短，規(guī)模大小隨意； (2)安全可靠、無(wú)污染、無(wú)噪聲、環(huán)保美觀、故障率極低、壽命長(zhǎng)；

(3)拆裝簡(jiǎn)易、移動(dòng)方便、工程安裝成本低，無(wú)需預(yù)埋架高輸電線(xiàn)路，可免去遠(yuǎn)距離敷設(shè)電纜時(shí)對(duì)植被和環(huán)境的破壞及其所需的工程費(fèi)用；

(4)廣泛應(yīng)用于道路照明上，非常適用于鄉(xiāng)村、農(nóng)場(chǎng)、山頭、海島、高速公路等輸電不便的偏僻地方。

2 設(shè)計(jì)思路

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本原理相同，因而太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)思路也可依據(jù)一般的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，先確定太陽(yáng)電池組件的功率，然后計(jì)算蓄電池的容量。但太陽(yáng)能路燈又有其特殊性，需要確保系統(tǒng)工作的穩(wěn)定與可靠，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意。

太陽(yáng)能路燈是一種利用太陽(yáng)能作為能源的路燈，因其具有不受供電影響，不用開(kāi)溝埋線(xiàn)，不消耗常規(guī)電能，只要陽(yáng)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(chēng)為綠色環(huán)保產(chǎn)品。太陽(yáng)能路燈即可用于城鎮(zhèn)公園、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度較小，交通不便經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)、缺乏常規(guī)燃料，難以用常規(guī)能源發(fā)電，但太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)，以解決這些地區(qū)人們的家用照明問(wèn)題。

現(xiàn)本人想設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能路燈的電路.白天充電靠太陽(yáng)能電池吸收光能產(chǎn)生電能.而LED照明熄滅.夜晚LED點(diǎn)亮進(jìn)行照明.并有電路保護(hù)電池不會(huì)過(guò)充過(guò)放。

3 太陽(yáng)能路燈的組成原理框圖及其工作原理

3.1太陽(yáng)能路燈的組成

太陽(yáng)能路燈由太陽(yáng)能電池組件、蓄電池、電源控制器、光源等組成。如圖3.1

圖3.1 太陽(yáng)能原理方框

太陽(yáng)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150W-250W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)。使用時(shí)在控制器中輸入所在地區(qū)緯度，調(diào)整好年、月、日和開(kāi)/關(guān)機(jī)的時(shí)間，就能夠長(zhǎng)年自動(dòng)跟蹤環(huán)境光線(xiàn)；④在大面積使用后，啟動(dòng)和關(guān)閉的時(shí)差很小，從而比較好的克服了傳統(tǒng)太陽(yáng)能燈因啟動(dòng)時(shí)差過(guò)大而產(chǎn)生的種種弊端。

3.2太陽(yáng)能路燈的工作原理

太陽(yáng)能光伏發(fā)電是依靠太陽(yáng)能電池組件，利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性，當(dāng)太陽(yáng)光照射在半導(dǎo)體PN結(jié)上，由于P-N結(jié)勢(shì)壘區(qū)產(chǎn)生了較強(qiáng)的內(nèi)建靜電場(chǎng)，因而產(chǎn)生在勢(shì)壘區(qū)中的非平衡電子和空穴或產(chǎn)生在勢(shì)壘區(qū)外但擴(kuò)散進(jìn)勢(shì)壘區(qū)的非平衡電子和空穴，在內(nèi)建靜電場(chǎng)的作用下，各自向相反方向運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)勢(shì)壘區(qū)，結(jié)果使P區(qū)電勢(shì)升高，N區(qū)電勢(shì)降低，從而在外電路中產(chǎn)生電壓和電流，將光能轉(zhuǎn)化成電能。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)大8

體上可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，即和公用電網(wǎng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口相連接，像一個(gè)小型的發(fā)電廠;另一類(lèi)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。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)光伏數(shù)組將接收來(lái)的太陽(yáng)輻射能量經(jīng)過(guò)高頻直流轉(zhuǎn)換后變成高壓直流電，經(jīng)過(guò)逆變器逆變后向電網(wǎng)輸出與電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦交流電流。而獨(dú)立式發(fā)電系統(tǒng)光伏數(shù)組首先會(huì)將接收來(lái)的太陽(yáng)輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能供給負(fù)載，并將多余能量經(jīng)過(guò)充電控制器后以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在蓄電池中。白天的時(shí)候，太陽(yáng)能電池吸收太陽(yáng)光子能產(chǎn)生電能，通過(guò)控制器吧電能儲(chǔ)存在蓄電池里，當(dāng)夜幕降臨或者燈具周?chē)膹V度較低時(shí)，蓄電池通過(guò)控制器向光源供電設(shè)定的時(shí)間后切斷，這樣就可以照明了。 9

4 各部件的組成及工作原理

4.1太陽(yáng)能電池組件的組成及其工作原理

4.1.1太陽(yáng)能電池的分類(lèi)

太陽(yáng)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(lèi)，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。 按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形，而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化鋅 (Zn 3 p 2 )等。 太陽(yáng)能電池根據(jù)所用材料的不同，太陽(yáng)能電池還可分為：硅太陽(yáng)能電池、多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池、納米晶太陽(yáng)能電池四大類(lèi)，其中硅太陽(yáng)能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。

1. 硅太陽(yáng)能電池

硅太陽(yáng)能電池分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池三種。 單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為23%,規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做為單晶硅太陽(yáng)能電池的替代產(chǎn)品。 多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池與單晶硅比較,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%。因此，多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽(yáng)能電地市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。 非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池成本低重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問(wèn)題及提高轉(zhuǎn)換率問(wèn)題，那么，非晶硅大陽(yáng)能電池?zé)o疑是太陽(yáng)能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。下面對(duì)硅太陽(yáng)能電池進(jìn)行詳細(xì)介紹。 2. 多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池 多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池材料為無(wú)機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。 硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)，但由于鎘有劇毒，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此， 并不是晶體硅太陽(yáng)能電池最理想的替代產(chǎn)品。 砷化鎵（GaAs）III-V 化合物電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)28%，GaAs 化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率,抗輻照能力強(qiáng),對(duì)熱不敏感，適合于制造高效單結(jié)電池。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。 銅銦硒薄膜電池（簡(jiǎn)稱(chēng)CIS）適合光電轉(zhuǎn)換，不存在光致衰退問(wèn)題，轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣。具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，將成為今后發(fā)展太陽(yáng)能電池的一個(gè)重要方向。唯一的問(wèn)題是材料的來(lái)源，由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類(lèi)電池的發(fā)展又必然受到限制。

3. 聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池

以有機(jī)聚合物代替無(wú)機(jī)材料是剛剛開(kāi)始的一個(gè)太陽(yáng)能電池制造的研究方向。由于有機(jī)材料柔性好，制作容易，材料來(lái)源廣泛，成本底等優(yōu)勢(shì)，從而對(duì)大規(guī)模利用太陽(yáng)能， 提供廉價(jià)電能具有重要意義。但以有機(jī)材料制備太陽(yáng)能電池的研究?jī)H僅剛開(kāi)始，不論是使用壽命，還是電池效率都不能和無(wú)機(jī)材料特別是硅電池相比。能否發(fā)展成為具有實(shí)用意義的產(chǎn)品，還有待于進(jìn)一步研究探索。 4. 納米晶太陽(yáng)能電池 納米TiO2 晶體化學(xué)能太陽(yáng)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(jiǎn)單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10％以上，制作成本僅為硅太陽(yáng)電池的1/5～ 1/10．壽命能達(dá)到2O 年以上。但由于此類(lèi)電池的研究和開(kāi)發(fā)剛剛起步，估計(jì)不久的將來(lái)會(huì)逐步走上市場(chǎng)。

4.1.2 硅太陽(yáng)能電池工作原理與結(jié)構(gòu)

太陽(yáng)能電池發(fā)電的原理主要是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，一般的半導(dǎo)體主要結(jié)構(gòu)，如圖4.1。

圖4.1 中，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。當(dāng)硅晶體中摻入其他的雜質(zhì)，如硼、磷等，當(dāng)摻入硼時(shí)，硅晶體中就會(huì)存在著一個(gè)空穴，它的形成可以參照?qǐng)D4.2 所示。

圖4.2

圖4.2 中，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。而實(shí)心的表示摻入的硼原子，因?yàn)榕鹪又車(chē)挥?span lang="EN-US">3 個(gè)電子，所以就會(huì)產(chǎn)生入圖所示的空心的空穴，這個(gè)空穴因?yàn)闆](méi)有電子而變得很不穩(wěn)定，容易吸收電子而中和，形成P（positive） 型半導(dǎo)體。

同樣，摻入磷原子以后，因?yàn)榱自佑形鍌€(gè)電子，所以就會(huì)有一個(gè)電子變得非?；钴S，形成N（negative）型半導(dǎo)體。實(shí)心的為磷原子核，小的為多余的電子，如圖4.3 所示。

圖4.3

圖4.4

N 型半導(dǎo)體中含有較多的空穴，而P 型半導(dǎo)體中含有較多的電子，這樣，當(dāng)P 型和N 型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，就會(huì)在接觸面形成電勢(shì)差，這就是PN 結(jié)。如圖4.4 所示。

當(dāng)P 型和N 型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域里會(huì)形成一個(gè)特殊的薄層)，界面的P 型一側(cè)帶負(fù)電，N 型一側(cè)帶正電。這是由于P 型半導(dǎo)體多空穴，N 型半導(dǎo)體多自由電子，出現(xiàn)了濃度差。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(chǎng)”，從而阻止擴(kuò)散進(jìn)行。達(dá)到平衡后， 就形成了這樣一個(gè)特殊的薄層形成電勢(shì)差，這就是PN 結(jié)。

當(dāng)晶片受光后，PN 結(jié)中，N 型半導(dǎo)體的空穴往P 型區(qū)移動(dòng)，而P 型區(qū)中的電子往N 型區(qū)移動(dòng)，從而形成從N 型區(qū)到P 型區(qū)的電流。然后在PN 結(jié)中形成電

勢(shì)差，這就形成了電源 ，如圖4.5 所示。

圖4.5

由于半導(dǎo)體不是電的良導(dǎo)體，電子在通過(guò)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。但如果在上層全部涂上金屬，陽(yáng)光就不能通過(guò)，電流就不能產(chǎn)生，因此一般用金屬網(wǎng)格覆蓋p－n 結(jié)，如圖4.5，以增加入射光的面積。

另外硅表面非常光亮，會(huì)反射掉大量的太陽(yáng)光，不能被電池利用。為此，科學(xué)家們給它涂上了一層反射系數(shù)非常小的保護(hù)膜，如圖4.5 所示，將反射損失減小到5％甚至更小。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(lái)使用，形成太陽(yáng)能光電板。

4.2 蓄電池的組成及工作原理

太陽(yáng)能照明必須配備蓄電池才能工作，這是因?yàn)椋海?span lang="EN-US">1）.太陽(yáng)能電池只能在白天進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化工作，電能在夜晚才能用于照明，因此必須儲(chǔ)備在蓄電池內(nèi)，儲(chǔ)備的容量要足夠當(dāng)?shù)剡B續(xù)幾個(gè)陰天的照明需要。

（2）.太陽(yáng)能電池板的輸出能量極不穩(wěn)定，配備蓄電池后，太陽(yáng)能燈等負(fù)荷才能正常工作。

4.2.1蓄電池的種類(lèi)和應(yīng)用

化學(xué)電源是人類(lèi)目前可以利用的高效能源之一。蓄電池也稱(chēng)作二次電源，它是一種把化學(xué)反應(yīng)所釋放出來(lái)的能量直接轉(zhuǎn)變成直流電能的裝置。蓄電池按照其電解液的不同，通常分為酸性電池和堿性電池。近幾十年來(lái)，由于交通。通訊。計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，其產(chǎn)品系列。產(chǎn)品種類(lèi)。產(chǎn)品性能發(fā)生了巨大變化，以此滿(mǎn)足不同用途的需要。目前，蓄電池主要應(yīng)用于各種車(chē)輛。船舶。飛機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)以及照明。蓄能。不間斷電源。移動(dòng)通訊。便攜式電動(dòng)五金|工具。電動(dòng)玩具當(dāng)中。

總之，蓄電池在國(guó)防。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。交通運(yùn)輸。電力。電子。通訊。教學(xué)?？蒲小ａt(yī)療衛(wèi)生以及人們?nèi)粘Ｉ钪斜粡V泛應(yīng)用。常用的蓄電池有鉛酸蓄電池。鎘鎳蓄電池。鐵鎳蓄電池。金屬氧化物蓄電池。鋅銀蓄電池。鋅鎳蓄電池。氫鎳蓄電池。鋰離子蓄電池等。

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。固定型。牽引型。動(dòng)力型和便攜型，常為開(kāi)口或防酸式(GF),少量為膠體電解液蓄電池(GEL)。近年來(lái)，，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。由于鉛酸蓄電池價(jià)格低廉，適于低溫高倍率放電，因此應(yīng)用廣泛，是我國(guó)的電信行業(yè)中后備電源的主要產(chǎn)品。但同時(shí)由于鉛酸蓄電池比能量偏低，生產(chǎn)過(guò)程有毒。污染環(huán)境等不利因素，一定程度上影響了其使用范圍。

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。常見(jiàn)外形是方形?？凼胶蛨A柱形，其有開(kāi)口。密封和全密封三種結(jié)構(gòu)。按極板制造方式又分有極板盒式。燒結(jié)式。壓成式和拉漿式。鎘鎳蓄電池具有放電倍率高。低溫性能好，循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

3．金屬氫化物鎳蓄電池

金屬氫化物鎳蓄電池是新開(kāi)發(fā)出來(lái)的新產(chǎn)品，負(fù)極為吸氫稀土合金，正極為氧化鎳，電解液為氫氧化鉀。氫氧化鋰水溶液，比能量是鎘鎳蓄電池1.5-2倍，具有可快速充電。優(yōu)良的高倍率放電性能和低溫放電性能，價(jià)格便宜，無(wú)污染，被稱(chēng)為綠色環(huán)保電池。

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。具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。耐用。壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，比能量較低，多用于礦井運(yùn)輸車(chē)動(dòng)力電源。

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)。

6．鋅鎳蓄電池

鋅鎳蓄電池負(fù)極為鋅，正極為氧化鎳，電解液為氫氧化鉀水溶液，具有高比能量，價(jià)格較低；但壽命較短，近年來(lái)鋅鎳蓄電池的循環(huán)壽命有了較大提高，預(yù)計(jì)隨著循環(huán)壽命的提高將獲得更廣泛應(yīng)用。

7．鋰離子蓄電池

鋰離子蓄電池負(fù)極是碳(石墨),正極是氧化鈷鋰，由于采用有機(jī)電解質(zhì)液，具有電壓高。比能量高及優(yōu)良的循環(huán)壽命，安全無(wú)污染，被稱(chēng)為綠色電源。常作為通訊工具和便攜器材的電源。

總之，我國(guó)的蓄電池工業(yè)隨著各行各業(yè)的發(fā)展獲得了迅速發(fā)展機(jī)會(huì)。至今目前，我國(guó)從事蓄電池生產(chǎn)的企業(yè)已達(dá)千家之多。同時(shí)，免維護(hù)。閥控密封式鉛酸蓄電池。金屬氧化物物鎳蓄電池。鋰離子蓄電池等新型蓄電池也各有側(cè)重的應(yīng)用于各行各業(yè)中。

4.2.2鉛酸蓄電池的工作原理

由于太陽(yáng)能路燈采用的是鉛酸蓄電池，所以這里只對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行分析。鉛酸蓄電池充、放電化學(xué)反應(yīng)的原理方程式如下：

1.充電：

蓄電池從其他直流電源獲得電能叫做充電。充電時(shí)，在正、負(fù)極板上的硫酸鉛會(huì)被分解還原成硫酸、鉛和氧化鉛，同時(shí)在負(fù)極板上產(chǎn)生氫氣，正極板產(chǎn)生氧氣。電解液中酸的濃度逐漸增加，電池兩端的電壓上升。當(dāng)正、負(fù)極板上的硫酸鉛都被還原成原來(lái)的活性物質(zhì)時(shí)，充電就結(jié)束了。 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(guò)程如下：

（正極） （電解液） （負(fù)極） （正極） （電解液） （負(fù)極）

PbSO4 + 2H2O + PbSO4 → PbO2 + 2H2SO4 + Pb （充電反應(yīng)）

(硫酸鉛) （水） （硫酸鉛）

2.放電

蓄電池對(duì)外電路輸出電能時(shí)叫做放電。蓄電池連接外部電路放電時(shí)， 硫酸會(huì)與正、負(fù)極板上的活性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，生成化合物“硫酸鉛”，放電時(shí)間越長(zhǎng)，硫酸濃度越稀薄，電池里的“液體”越少，電池兩端的電壓就越低。

化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如下：

（正極） （電解液） （負(fù)極） （正極） （電解液）（負(fù)極）

PbO2 + 2H2SO4 + Pb → PbSO4 + 2H2O + PbSO4 （放電反應(yīng)）

(過(guò)氧化鉛) （硫酸） （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)”。在蓄電池剛放電結(jié)束時(shí)，正、負(fù)極活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成的硫酸鉛是一種結(jié)構(gòu)疏松、晶體細(xì)密的結(jié)晶物，活性程度非常高。在蓄電池充電過(guò)程中，正、負(fù)極疏松細(xì)密的硫酸鉛，在外界充電電流的作用下會(huì)重新還原成二氧化鉛和金屬鉛，蓄電池就又處于充足電的狀態(tài)。正是這種可逆轉(zhuǎn)的電化學(xué)反應(yīng)，使蓄電池實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)存電能和釋放電能的功能。

4.3電源控制器的組成及工作原理

4.3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

太陽(yáng)能路燈智能控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，如圖4.6所示，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(cè)電路、LED顯示電路及鍵盤(pán)電路等部分組成。電壓采集電路包括太陽(yáng)能電池板和蓄電池電壓采集，用于太陽(yáng)能光線(xiàn)強(qiáng)弱的識(shí)別及蓄電池電壓的獲取。單片機(jī)的P3口的兩位作為鍵盤(pán)輸入口，用于工作模式參數(shù)的設(shè)置。

圖4.6

STC12C5410AD 是STC12 系列的單片機(jī)，采用RISC 型CPU 內(nèi)核，兼容普通8051 指令采集，片內(nèi)容含有10KBFlash 程序存儲(chǔ)器，同時(shí)內(nèi)部還有看門(mén)口（WDT）；片內(nèi)集成MAX810 專(zhuān)用復(fù)位電路、8 通道10 位ADC 以及4 通道PWM；具有可編程的8 級(jí)中斷源4 種優(yōu)先級(jí)，具有在系統(tǒng)片成（ISP）和在應(yīng)用編程（IAP），片內(nèi)資源豐富、集成度高、使用方便。STC12C5410AD 對(duì)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。

于設(shè)置狀態(tài)的識(shí)別及參數(shù)設(shè)置;P3.5(T1)接F2 鍵,該鍵用于自檢及“加1”功能,根據(jù)程序流程,分別實(shí)現(xiàn)不同功能。電壓采集與電池管理太陽(yáng)能電池板電壓采集,用于太陽(yáng)光線(xiàn)強(qiáng)弱的判斷,因而可以作為白天、黃昏的識(shí)別信號(hào)。同時(shí)本系統(tǒng)支持太陽(yáng)能板反接、反充保護(hù)。 蓄電池電壓采集,用于蓄電池工作電壓的識(shí)別。利用微控制器的PWM 功能,對(duì)蓄電池進(jìn)行充電管理。蓄電池開(kāi)路保護(hù):萬(wàn)一蓄電池開(kāi)路,若在太陽(yáng)能電池正常充電時(shí),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(yáng)能電池不充電時(shí),控制器由于自身得不到電力,不會(huì)有任何動(dòng)作。

4.3.2 電壓采集與電池管理

太陽(yáng)能電池板電壓采集用于太陽(yáng)光線(xiàn)強(qiáng)弱的判斷，因而可以做為白天、黃昏的識(shí)別信號(hào)。同時(shí)本系統(tǒng)支持太陽(yáng)能板反接、反充保護(hù)。

蓄電池電壓采集用于蓄電池工作電壓的識(shí)別。利用微控制器PWM 功能對(duì)蓄電池進(jìn)行充電管理。若太陽(yáng)能電池正常充電時(shí)蓄電池開(kāi)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(yáng)能電池不充電時(shí)蓄電池開(kāi)路，控制器由于自身得不到電力，不會(huì)有任何動(dòng)作。當(dāng)充電電壓高于保護(hù)電壓（15V）時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷對(duì)蓄電池的充電；此后當(dāng)電壓掉至維護(hù)電壓（13.2V）時(shí)，蓄電池進(jìn)入浮充狀態(tài)，當(dāng)?shù)陀诰S護(hù)電壓（13.2V）后浮充關(guān)不，進(jìn)入均充狀態(tài)。當(dāng)蓄電池電壓低于保護(hù)電壓（11V）時(shí)，控制器自動(dòng)關(guān)閉負(fù)17

載開(kāi)關(guān)以保護(hù)蓄電池不受損壞。通過(guò)PWM充電電路，可使太陽(yáng)能電池板發(fā)揮最大功效，提高系統(tǒng)充電效率。本系統(tǒng)支持蓄電池的反接、過(guò)充、過(guò)放。

4.3.3負(fù)載輸出控制與檢測(cè)電路

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩路負(fù)載輸出，每路輸出均有獨(dú)立的控制于檢測(cè)，具有完善的過(guò)流、短路保護(hù)措施，電路原理如圖4.7所示。

圖4.7

注：P1.6為單片機(jī)18引腳；P1.7為單片機(jī)19引腳；

P3.2為單片機(jī)6引腳

負(fù)載過(guò)流及短路保護(hù):設(shè)計(jì)了兩級(jí)保護(hù)。第一級(jí)采用了R7(0.01Ω康銅絲)以及運(yùn)放LM358、比較器LM393等器件組成的過(guò)流、短路檢測(cè)電路配合單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換及外部中斷響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn),這里使用了硬件+軟件的方式,LM358的輸出送P1.7(A/D轉(zhuǎn)換)口,用作過(guò)流信號(hào)識(shí)別,當(dāng)電流超過(guò)額定電流20%并維持30s以上時(shí),確認(rèn)為過(guò)流;短路電流整定為10A,響應(yīng)時(shí)間為毫秒數(shù)量級(jí)。第二級(jí)采用了電子保險(xiǎn)絲保護(hù),當(dāng)流經(jīng)電子保險(xiǎn)絲的電流驟然增加時(shí),溫度隨之上升,其電阻大大增加,工作電流大幅降低,達(dá)到保護(hù)電路目的,響應(yīng)時(shí)間為秒數(shù)量級(jí),過(guò)流撤消或短路恢復(fù)后電子保險(xiǎn)絲恢復(fù)成低阻抗導(dǎo)體,無(wú)須任何人為更換或維修。系統(tǒng)采用了兩級(jí)保護(hù)措施后,在長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)時(shí)間負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)后,控制器仍沒(méi)出現(xiàn)電路燒毀現(xiàn)象。解決了用傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲只能對(duì)電路進(jìn)行一次性保護(hù),一旦燒毀必須人為更換的問(wèn)題,同短路后需手動(dòng)復(fù)位或斷電后重新開(kāi)啟的系統(tǒng)相比,也具有明顯的優(yōu)點(diǎn),簡(jiǎn)化了維護(hù),提高了系統(tǒng)的安全性能。

4.3.4硬件設(shè)計(jì)中的注意點(diǎn)

（1）感應(yīng)雷保護(hù)電路應(yīng)設(shè)計(jì)在太陽(yáng)能電池板引線(xiàn)入口處,保護(hù)電路周?chē)?/span>4mm內(nèi)不要布置其他器件。 （2）防止太陽(yáng)能電池板反接用的二極管必須采用快恢復(fù)二極管,這種管子導(dǎo)通內(nèi)阻小,充電時(shí)發(fā)熱量小,不用散熱器也可以連續(xù)充電,充電效果好。 （3）充電、負(fù)載放電電路的印刷線(xiàn)路寬度至少要4～5mm,線(xiàn)路上用搪錫處理以增加過(guò)電流能力,大電流導(dǎo)線(xiàn)在一層過(guò)渡到另一層時(shí),要放置3～5個(gè)過(guò)孔。 （4）過(guò)流、短路保護(hù)電路選用的電流取樣電阻要綜合考慮電流、功率及熱穩(wěn)定性三個(gè)因素。電阻增大則電路效率下降,本系統(tǒng)選用電阻為0.01Ω,過(guò)電流能力在10A以上的康銅絲作為電流取樣電阻,來(lái)產(chǎn)生取樣電壓,取樣電壓最多不超過(guò)0.2V,故采用運(yùn)放LM358對(duì)它進(jìn)行放大。 （5）器件的布局和PCB圖的布線(xiàn)采用模塊化,大電流信號(hào)與小電流信號(hào)要分離,對(duì)放大電路的線(xiàn)路猶其要精心布置。數(shù)字地和模擬地分開(kāi),注意電源線(xiàn)和地線(xiàn)的布局。

4.3.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1.軟件編程要點(diǎn)

（1）本系統(tǒng)采用較少的按鍵實(shí)現(xiàn)了諸多功能，如負(fù)載工作模式的設(shè)計(jì)、雙燈同時(shí)工作還是分時(shí)工作、負(fù)載工作時(shí)間的設(shè)定、自檢功能等，為防止誤操作采取了一些措施。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(duì)話(huà)設(shè)計(jì)。

（2）鍵盤(pán)在定時(shí)終端服務(wù)程序中讀取，用終端間隔時(shí)間實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)的去抖，不必編寫(xiě)另外的延時(shí)程序，提高了CPU的利用率。鍵盤(pán)值輸入存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在主程序中讀數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的內(nèi)容，執(zhí)行鍵盤(pán)功能散轉(zhuǎn)子程序。

（3）環(huán)境光線(xiàn)（閃電、禮花燃放）對(duì)太陽(yáng)能電池板的采樣電壓有明顯的影像，在白天、黃昏、的識(shí)別時(shí)，要進(jìn)行軟件延遲，一般控制在2~3min。

（4）外部中斷為高優(yōu)先級(jí)中斷，編制子程序?qū)崿F(xiàn)負(fù)載過(guò)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(kāi)啟的誤判。確定負(fù)載過(guò)流、短路后，切斷負(fù)載輸出。負(fù)載切斷后，每隔一段時(shí)間，如20ms，應(yīng)試接通負(fù)載開(kāi)關(guān)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)過(guò)流、短路信號(hào)已消除，則恢復(fù)負(fù)載的輸出，否則負(fù)載開(kāi)關(guān)仍然保持?jǐn)嚅_(kāi)。

（5）為保護(hù)負(fù)載（燈具），蓄電池過(guò)放保護(hù)恢復(fù)時(shí)，應(yīng)用軟件設(shè)置一個(gè)回差電壓，這樣負(fù)載開(kāi)關(guān)不會(huì)出現(xiàn)顫抖現(xiàn)象，有利于延長(zhǎng)燈具的使用壽命。

（6）根據(jù)STC12C5410AD的Data Flash的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)寫(xiě)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）。還應(yīng)注意數(shù)據(jù)寫(xiě)入Data Flash 存儲(chǔ)器，不能跨越扇區(qū)。

2.單片機(jī)軟件編程

本設(shè)計(jì)方案的硬件電路對(duì)應(yīng)的軟件程序包括:主程序、定時(shí)中斷程序、A/D 轉(zhuǎn)換子程序、外部中斷子程序及鍵盤(pán)處理子程序、充電管理子程序、負(fù)載管理子程序。單片機(jī)的軟件編程上,以KeilC 編譯器的Windows 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境μ vision2 作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái),采用C51 高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)。按鍵處理流程如圖4.8 所示,電壓檢測(cè)子程序如圖4.9 所示。

圖4.8 按鍵程序流程圖

圖4.9 電壓檢測(cè)子程序流程圖

1. ADS 子程序

INT8U ADC(INT8U number)using 2

{number=number&0x0.7;//通道號(hào)不超過(guò)7

ADS_CONTR= ADS_CONTR e0; //清ADC_FLAG、AD 不啟動(dòng)

While（（ADS_CONTR&0x10）=0x10）； 等待A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束

return（ADC_DATA）;//結(jié)束返回

}

2. 外部0 中斷響應(yīng)子程序

void servise_TNTO0 interrupt 0 using 1

{if（P3_2） //高電平，認(rèn)為是干擾信號(hào)觸發(fā)中斷

return

delay 1（5000）； //10ms 延時(shí)

if（P3_2=0）

{load_switch_1=LSTOP;//負(fù)載開(kāi)關(guān)1 關(guān)

LOOP1_DL=1; 置負(fù)載短路標(biāo)志

}

} 這個(gè)太陽(yáng)能路燈控制器可適用12V或24V工作光伏系統(tǒng)，可以直接驅(qū)動(dòng)只留節(jié)能燈或通過(guò)逆變器驅(qū)動(dòng)無(wú)極燈等作為照明光源，也可以驅(qū)動(dòng)一些直流低壓負(fù)載用于城市亮化?？刂破鞯膬陕坟?fù)載輸出可以用于電動(dòng)車(chē)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。著重解決了如何對(duì)蓄電池及負(fù)載進(jìn)行有效管理問(wèn)題，提高了太陽(yáng)能電池板的使用效率，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命，防止因線(xiàn)路問(wèn)題而造成的意外事件的發(fā)生。

4.4光源的選擇

4.4.1各種光源的特性比較

光源的選型對(duì)于太陽(yáng)能路燈來(lái)說(shuō)是最關(guān)鍵的一步，目前針對(duì)太陽(yáng)能路燈專(zhuān)用的光源較少，為減少有限能量的損失，光源盡量選直流光源。目前常見(jiàn)的光源有直流節(jié)能燈、高頻無(wú)極燈、低壓鈉燈和LED光源。

（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(yáng)能草坪燈、庭院燈。 （2）低壓鈉燈：低壓鈉燈光效高（可達(dá)200Lm/w），但需逆變器，低壓鈉燈價(jià)格貴，整個(gè)系統(tǒng)造高，采用較少。 （3）無(wú)極燈：功率小，光效較高。該燈在220V（純正弦波，頻率50赫茲）普通市電條件下使用，壽命可以達(dá)到5萬(wàn)小時(shí)，在太陽(yáng)能燈具上使用壽命大大減少和普通節(jié)能燈差不多（因?yàn)樘?yáng)能燈具都是方波逆變器，太陽(yáng)能電源220V輸出頻率、項(xiàng)位、電壓都是不能和普通市電相比的）。 （4） LED：LED燈光源，壽命長(zhǎng)，可達(dá)1000000小時(shí)，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高。

4.4.2 LED燈的特點(diǎn)

LED 作為半導(dǎo)體光源，其發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，是太陽(yáng)能路燈最為理想的光源，LED路燈光源是一款多功能、環(huán)保節(jié)能型路燈光源，適合在各種場(chǎng)合的照明使用。有以下特點(diǎn)： （1）高光效 LED光效達(dá)50～200流明/瓦，光譜窄，單色性好，幾乎所有發(fā)出的光都可利用，且無(wú)需過(guò)濾直接發(fā)出色光。 （2）高節(jié)能 具有電壓低、電流小、亮度高的特性。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)。同樣照明效果LED比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%～90%。 （3）光色多 可以選擇白色或彩色光，紅色、黃色、藍(lán)色、綠色、黃綠色、橙紅色等。 （4）安全性高 LED光源使用低電壓驅(qū)動(dòng), 發(fā)光穩(wěn)定，無(wú)污染，沒(méi)有50HZ頻閃，沒(méi)有紫外線(xiàn)B波段，白色色溫5000K，最接近太陽(yáng)色溫5500K。 （5）快速響應(yīng) LED發(fā)光管響應(yīng)時(shí)間很短。采用專(zhuān)用電源給LED光源供電時(shí)，達(dá)到最大照度的時(shí)間小于10ms。 （6） 運(yùn)行成本低 其他光源不僅耗電是LED光源的2-10倍，而且?guī)缀趺吭露家鼡Q，在器件更換和人工方面的花費(fèi)很大。因此選用使用壽命長(zhǎng)的LED光源從長(zhǎng)遠(yuǎn)看非常經(jīng)濟(jì)

圖4.10 LED高效節(jié)能燈結(jié)構(gòu)

根據(jù)使用場(chǎng)所的要求，設(shè)計(jì)出120°、90°、70°多種角度的發(fā)光板，放置在高透光率的塑料燈罩內(nèi)，如圖4.10所示，以改善lED的方向性過(guò)強(qiáng)而形成的光斑，同時(shí)在燈罩內(nèi)表面設(shè)計(jì)有網(wǎng)格型的折射面，使LED發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)多次反射與折射，最終達(dá)到LED高效節(jié)能燈泡各方向光均勻，并形成特殊的光學(xué)效果。

4.5各數(shù)據(jù)計(jì)算

4.5.1太陽(yáng)能電池組件計(jì)算

設(shè)計(jì)要求：廣州地區(qū)，負(fù)載輸入電壓24V功耗34.5W，每天工作時(shí)數(shù)8.5h，保證連續(xù)陰雨天數(shù)7天。

（1）廣州地區(qū)近二十年年均輻射量107.7Kcal/cm2，經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算廣州地區(qū)峰值日照時(shí)數(shù)約為3.424h；

（2）負(fù)載日耗電量=12.2AH

（3）所需太陽(yáng)能組件的總充電電流= 1.05×12.2×÷（3.424×0.85）=5.9A

在這里，兩個(gè)連續(xù)陰雨天數(shù)之間的設(shè)計(jì)最短天數(shù)為20天，1.05為太陽(yáng)能電池組件系統(tǒng)綜合損失系數(shù)，0.85為蓄電池充電效率。

（4）太陽(yáng)能組件的最少總功率數(shù)= 17.2×5.9 = 102W

選用峰值輸出功率110Wp、兩塊55Wp的標(biāo)準(zhǔn)電池組件，應(yīng)該可以保證路燈系統(tǒng)在一年大多數(shù)情況下的正常運(yùn)行。

4.5.2蓄電池計(jì)算

蓄電池設(shè)計(jì)容量計(jì)算相比于太陽(yáng)能組件的峰瓦數(shù)要簡(jiǎn)單。

根據(jù)上面的計(jì)算知道，負(fù)載日耗電量12.2AH。在蓄電池充滿(mǎn)情況下，可以連續(xù)工作7個(gè)陰雨天，再加上第一個(gè)晚上的工作，蓄電池容量：

12.2×（7+1）= 97.6（AH），選用2臺(tái)12V100AH的蓄電池就可以滿(mǎn)足要求了。

4.5.3太陽(yáng)能電池組件支架

1.傾角設(shè)計(jì)

為了讓太陽(yáng)能電池組件在一年中接收到的太陽(yáng)輻射能盡可能的多，我們要為太陽(yáng)能電池組件選擇一個(gè)最佳傾角。關(guān)于太陽(yáng)能電池組件最佳傾角問(wèn)題的探討，近年來(lái)在一些學(xué)術(shù)刊物上出現(xiàn)得不少。本次路燈使用地區(qū)為廣州地區(qū)，選定太陽(yáng)能電池組件支架傾角為16o。

2.抗風(fēng)設(shè)計(jì)

在太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)上一個(gè)需要非常重視的問(wèn)題就是抗風(fēng)設(shè)計(jì)?？癸L(fēng)設(shè)計(jì)主要分為兩大塊，一為電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，二為燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。下面按以上兩塊分別做分析。

（1）太陽(yáng)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(yáng)能電池組件可以承受的迎風(fēng)壓強(qiáng)為2700Pa。若抗風(fēng)系數(shù)選定為27m/s（相當(dāng)于十級(jí)臺(tái)風(fēng)），根據(jù)非粘性流體力學(xué)，電池組件承受的風(fēng)壓只有365Pa。所以，組件本身是完全可以承受27m/s的風(fēng)速而不至于損壞的。所以，設(shè)計(jì)中關(guān)鍵要考慮的是電池組件支架與燈桿的連接。

（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 燈桿高度= 5m

設(shè)計(jì)選取燈桿底部焊縫寬度δ = 4mm燈桿底部外徑= 168mm

焊縫所在面即燈桿破壞面。燈桿破壞面抵抗矩W的計(jì)算點(diǎn)P到燈桿受到的電池板作用荷載F作用線(xiàn)的距離為PQ = [5000+（168+6）/tan16o]× Sin16o = 1545mm =1.545m。所以，風(fēng)荷載在燈桿破壞面上的作用矩M = F×1.545。根據(jù)27m/s的設(shè)計(jì)最大允許風(fēng)速，2×30W的雙燈頭太陽(yáng)能路燈電池板的基本荷載為730N?？紤]1.3的安全系數(shù)，F = 1.3×730 = 949N。

所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。

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）。

上式中，r是圓環(huán)內(nèi)徑，δ是圓環(huán)寬度。

破壞面抵抗矩 W = π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3）

=π×（3×842×4＋3×84×42＋43）

= 88768mm3

=88.768×10-6 m3

風(fēng)荷載在破壞面上作用矩引起的應(yīng)力= M/W= 1466/（88.768×10-6）=16.5×10-6pa =16.5 Mpa＜＜215Mpa，其中，215 Mpa是Q235鋼的抗彎強(qiáng)度。

所以，設(shè)計(jì)選取的焊縫寬度滿(mǎn)足要求，只要焊接質(zhì)量能保證，燈桿的抗風(fēng)是沒(méi)有問(wèn)題的。

5 太陽(yáng)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(guò)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(yáng)能LED燈地方標(biāo)準(zhǔn)》，將于09年7月1日起實(shí)施。“以前沒(méi)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)什么、怎么生產(chǎn)、產(chǎn)品達(dá)到什么技術(shù)要求沒(méi)有明確規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后，行業(yè)門(mén)坎提高了，肯定要淘汰一批不符合標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)，企業(yè)要做好準(zhǔn)備。”國(guó)家照明電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)人表示，標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)將使太陽(yáng)能LED產(chǎn)業(yè)提前進(jìn)入規(guī)范化調(diào)試期，引導(dǎo)行業(yè)由無(wú)序、無(wú)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，向有序、有標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，“山寨燈”橫行的局面將得以改變。

即將實(shí)施的《廣東省太陽(yáng)能LED燈地方標(biāo)準(zhǔn)》是中國(guó)大陸地區(qū)LED行業(yè)首個(gè)地方標(biāo)準(zhǔn)，適用于250V以下直流電源或1000V以下交流供電的道路、街路、隧道照明和其它室外公共場(chǎng)所照明用太陽(yáng)能LED燈。對(duì)于照明領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，這是一次不小的革命。

本次設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能路燈的總電路圖如圖5.1所示，其工作原理：太陽(yáng)照射在硅光板上，太陽(yáng)能電池開(kāi)始工作，使二極管D1跟三極管Q1工作，蓄電池開(kāi)始蓄電，待蓄電池蓄電完畢后，根據(jù)程序的設(shè)定，Q1反作用，停止蓄電；到晚上天色昏暗時(shí)，設(shè)定的程序啟動(dòng)，使蓄電池開(kāi)始放電，二極管D2，D3， D4，D5，導(dǎo)通，三極管Q2，Q3工作，使LED燈照明，直到第二天早上，預(yù)先設(shè)定的程序又作用，使LED燈熄滅；當(dāng)有太陽(yáng)照射硅光板的時(shí)候，蓄電池又開(kāi)始蓄電，這樣，無(wú)限的循環(huán)，就可以使路燈自動(dòng)蓄電，自動(dòng)照明，自動(dòng)熄滅，大大減少了人力物力，而且這樣的設(shè)計(jì)，能節(jié)約更多的電能。

圖5.1 太陽(yáng)能路燈的總電路圖

如圖5.2所示，下面是本次設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用例子。

圖 5.2

頭頂太陽(yáng)能板，曬一天太陽(yáng)能照明6天的新式太陽(yáng)能路燈，近期出現(xiàn)在了肇慶園區(qū)星港街上。從園區(qū)城管部門(mén)了解到，今年園區(qū)將改造多處路燈，推廣綠色照明。

在基本完成改造的星港街上可以看到一批造型簡(jiǎn)潔的新式太陽(yáng)能路燈已經(jīng)豎立了起來(lái)。據(jù)路燈施工方相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，這批路燈頭頂有一塊太陽(yáng)能板，將光能轉(zhuǎn)換為電能后自動(dòng)存儲(chǔ)在路燈的蓄電池中。太陽(yáng)能板曬一天太陽(yáng)后，可以在蓄電池內(nèi)儲(chǔ)存供路燈正常工作6天所需的電量，即使接下來(lái)6天都是陰雨天，路燈照樣還能亮起來(lái)。

為了保證路燈的照度，這批太陽(yáng)能路燈還安裝了一個(gè)特殊的控制轉(zhuǎn)換器，當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電不能滿(mǎn)足路燈照明需要時(shí)就會(huì)自動(dòng)切換到普通電源。有了太陽(yáng)能板、蓄電池和控制轉(zhuǎn)換器的路燈，在造價(jià)上自然比普通路燈要貴一些。據(jù)該負(fù)責(zé)人介紹，星港街沿線(xiàn)共要安裝1500套太陽(yáng)能路燈，部分景觀帶上的照明燈也將使用太陽(yáng)能燈。

從園區(qū)城管部門(mén)了解到，今年園區(qū)將著手改造部分道路照明，全部使用節(jié)能燈具和綠色能源。首期老路燈改造，要把園區(qū)8到10條主要道路的老式路燈燈頭更換為LED路燈燈頭，預(yù)計(jì)可節(jié)電三分之二。另外，中新科技城今年也將改造安裝太陽(yáng)能LED路燈3500套。園區(qū)在亮化工程建設(shè)中，將盡可能地采用以LED為主的節(jié)能型光源和燈具，可比傳統(tǒng)光源節(jié)能約30%。

據(jù)了解到，在廈門(mén)，北京，甘肅，上海，廣東等城市也開(kāi)始著手安裝新式的太陽(yáng)能LED燈，這對(duì)我國(guó)推行節(jié)能照明邁出了一大步。

結(jié) 論

整體設(shè)計(jì)基本上考慮到了各個(gè)環(huán)節(jié)；光伏組件的峰瓦數(shù)選型設(shè)計(jì)與蓄電池容量選型設(shè)計(jì)采用了目前最通用的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)思想比較科學(xué)；抗風(fēng)設(shè)計(jì)從電池組件支架與燈桿兩塊做了分析，分析比較全面；路燈整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約而美觀；經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行證明各環(huán)節(jié)之間匹配性較好。 目前，太陽(yáng)能LED照明的初投資問(wèn)題仍然是困擾我們的一個(gè)主要問(wèn)題。但是，太陽(yáng)能電池光效在逐漸提高，而價(jià)格會(huì)逐漸降低，同樣地市場(chǎng)上LED光效在快速地提高，而價(jià)格卻在降低。與太陽(yáng)能的可再生、清潔無(wú)污染以及LED的環(huán)保節(jié)能相比，常規(guī)化石能源日趨緊張，并且使用后對(duì)環(huán)境會(huì)造成了日益嚴(yán)重的污染。所以，太陽(yáng)能LED照明作為一種方興未艾的戶(hù)外照明，展現(xiàn)給我們的將是無(wú)窮的生命力和廣闊的前景。

參 考 文 獻(xiàn)

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致 謝

歷時(shí)多個(gè)月,在我參考,收集大量資料和組員老師討論研究之下,太陽(yáng)能路燈這一畢業(yè)設(shè)計(jì)總算完成了。

由于設(shè)計(jì)課題較為困難，期間，我花了較多的時(shí)間去收集相關(guān)資料，對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí)了解。在寫(xiě)這一設(shè)計(jì)的時(shí)候，我對(duì)我們的專(zhuān)業(yè)有了更深一層的了解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)也使我對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電這個(gè)領(lǐng)域有了初步的了解。

感謝指導(dǎo)老師邵翠平老師，在我設(shè)計(jì)論文期間給了我很多的啟蒙及指導(dǎo)。她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。兩年多來(lái)，邵老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向邵師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。