太陽能光伏照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

目錄1緒論 3太陽能路燈的組成原理框圖及其工作原理 4各部件的組成及工作原理 4.2蓄電池的組成及工作原理 4.3電源控制器的組成及工作原理 4.5各數(shù)據(jù)計(jì)算 結(jié)論 參考文獻(xiàn) 致謝 1緒論潔、高效而且可持續(xù)的可再生能源。同時，使用太陽能也是一個明智的財務(wù)選擇。如果使用太陽能電池板為您的住宅供電，在收到每個月的電費(fèi)單時，您就能體會到這一點(diǎn)。另外，太陽能是環(huán)保的選擇——如果您知道使用太陽能將為您的孩子留下一個更環(huán)保的美好世界，您一定會感到自豪。如今，全球的光伏(Photovoltaic,PV)太陽能供不應(yīng)求，是增長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，也正在尋求通過利用太陽能來構(gòu)建更為穩(wěn)定的成本結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果顯示，太陽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%。太陽能則可以用來預(yù)防未來電費(fèi)的居高不下。在許多國家，您可以將富余電力賣給電力公司，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，太陽能不僅使用圍廣，而且更經(jīng)濟(jì)。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后代時，太陽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，不會排放二氧化碳。一塊光伏組件在25年的有效使用期，可減少約7.5噸的碳排放量。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國的照明用電將大幅度提高，綠色節(jié)能照明的研越受到重視。太陽能LED照明燈具作為冷光源產(chǎn)品，具有性價比較高、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。目前，照明消耗約占整個電力消耗的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)，開發(fā)和應(yīng)用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源勢在必行。物質(zhì)能)，約占0.5個百分點(diǎn)，為2010年實(shí)現(xiàn)可再生能源占全國一次能源消費(fèi)總量的目標(biāo)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。目前，我國正在從以下幾個方面來推動光伏發(fā)電的國市場發(fā)展：一、啟動送電到村工程;二、在特殊工程上運(yùn)用光伏發(fā)電，如世博會、奧運(yùn)會等;三、在沙漠地區(qū)建光伏電站;四、動員一些城市啟動屋頂計(jì)劃;五、研究制定提高光伏發(fā)電競爭力的電價政策(光伏產(chǎn)品90的%出口以及國市場的缺失都，可能限制中國光伏產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。一旦國外光伏產(chǎn)業(yè)政策有變或者為保護(hù)本國產(chǎn)業(yè)采取限制進(jìn)口的措施，中國近年來大量上馬的光伏項(xiàng)目將面臨困境。近幾年來，全球太陽能電池產(chǎn)量增加了400%以上，中國更是猛增了近80倍，成為全球第一太陽能能電池生產(chǎn)大國。結(jié)合我國照--太陽能光伏照明，是我國科技進(jìn)步和社會發(fā)展的必然。萬的隊(duì)伍，太陽能光伏照明裝置憑借其節(jié)能、環(huán)保、無需布線、自動控制、可隨時變換成為我國奧運(yùn)會場館、城市和新農(nóng)村的以道風(fēng)景。太陽能或風(fēng)光互補(bǔ)路燈、庭院燈、草坪燈和太陽能裝飾燈、標(biāo)志燈、廣告燈等的應(yīng)用逐漸形成規(guī)模，太陽能航標(biāo)燈、信號標(biāo)志燈已大規(guī)模應(yīng)用。我國太陽能光伏照明應(yīng)用已走在了世界的全列，某些裝置如太陽能草坪燈、太陽能手電筒已占世界銷量的80%以上。展、改善生存環(huán)境等重大決策的主要舉措之一。我國光伏照明裝置應(yīng)用已進(jìn)入快速發(fā)展的重要時期，但是，由于太陽能光伏照明是新興行業(yè)，市場需求猛增，但技術(shù)不太成熟的照明，缺規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，特別是國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定邂逅于市場發(fā)展，至使目前產(chǎn)品規(guī)格混亂，質(zhì)量參差不齊，時有用戶不良反應(yīng)，市場初現(xiàn)無序狀態(tài)，有礙行業(yè)的健康發(fā)展。明領(lǐng)域。在我國早在20世紀(jì)70年代初天陽能電池就被應(yīng)用在航標(biāo)燈上，當(dāng)時在天津港安裝了太陽能航標(biāo)燈。緊接著，為了解決無電區(qū)在我國南方，出現(xiàn)了太陽燈割膠燈以及其他許多太陽能照明燈。的提高，太陽能照明燈具開始進(jìn)入我們的生活；西部光明工程、太陽能路燈、太陽能家們帶來了意外的驚喜：太陽能照明時代要到來了。件下，兩種不同的供電方式，太陽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)入整個工程，則兩種燈具在初始投資時造價相當(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能燈具。使用時間越長，越能彰顯太陽能燈具的實(shí)惠。如果把人力、物力計(jì)算在，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)的億只太陽能燈，其節(jié)能效果相當(dāng)于新建一個三峽工程”。家預(yù)測，太陽能照明在未來十年后將會普及，成為未來照明行業(yè)發(fā)展趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，太陽能逐漸被開發(fā)利用，并已成為最有能源之一，太陽能照明就是利用太陽能最重要的途徑。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，使用壽命長,是未來戶外照明的發(fā)展方向和照明燈具中的一枝新秀。纜，這里就要進(jìn)行電纜溝的開挖、鋪設(shè)暗管、管穿線、回填等大量基礎(chǔ)工程。然后進(jìn)行長時間的安裝調(diào)試，如任何一條線路有問題，則要大面積返工。而且地勢和線路要求復(fù)雜、人工和輔助材料成本高昂。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。綜上對比所述，太陽能照明之安全無隱患、節(jié)能無消耗、綠色環(huán)保、安裝簡便、自動控制免維護(hù)等固有的特性將為樓盤的銷售、市政工程的建設(shè)直接帶來明顯可利用的優(yōu)勢。太陽能照明燈具有體積小,重量輕,低能耗,高光強(qiáng),防雷擊,無須其它電源,安全可靠,安裝、維護(hù)方便等特點(diǎn)。太陽能照明燈可廣泛應(yīng)用于：家庭別墅、單位花園、公園綠地、環(huán)保小區(qū)、房前路邊等戶外場所的照明。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。換個角度說，每裝一盞太陽能路燈，每年就可節(jié)省1460度電，十年可節(jié)省14600度。施工過程的費(fèi)用，還可能影響、破壞周圍植被和景觀，日常需要專人定時維護(hù)、更換燈泡，同時每隔大約1Km要建一個升壓站（防止輸電線路過長，電壓降低過大，影響燈光般也在2～3.5萬元之間。用的光源是長壽命的LED燈或低壓鈉燈，使用的電壓都是絕對安全的直流低電壓，采用光控、時控、全自動、無觸點(diǎn)電子開關(guān)，故障率極低，整體路燈使用壽命要長達(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)際情況將某段時間設(shè)計(jì)成節(jié)能照明狀態(tài)，從而有效降低造價。只要設(shè)計(jì)合理，實(shí)際比普通路燈更劃算。近年來，由于銅以及其他金屬價格的上漲，偷盜路燈電纜成為一大治安問題。很多人不少，不僅僅有一些政府官員，連一些能源研究專家也認(rèn)為這確實(shí)是一個問題。的部電線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，要開著吊車才能將太陽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。如果小偷真的開著吊車來偷路燈而是搶了！那我們國家能有這么亂嗎？因此，偷盜太陽隨意；電不便的偏僻地方。太陽能發(fā)電系統(tǒng)，先確定太陽電池組件的功率，然后計(jì)算蓄電池的容量。但太陽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)時需要特別注意。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)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)人們的家用照明問題。而LED照明熄滅.夜晚LED點(diǎn)亮進(jìn)行照明.并有電路保護(hù)電池不會過充過放。圖3.1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150W-250W裝置和時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間數(shù)據(jù)。使用時在控制器中輸入所在地區(qū)緯度，調(diào)整好年、月、日和開/關(guān)機(jī)的時間，就能夠長年自動跟蹤環(huán)境光線；④在大面積使用后，啟動和關(guān)閉的時差很小，從而比較好的克服了傳統(tǒng)太陽能燈因啟動時差過大而產(chǎn)生的種種弊端。照射在半導(dǎo)體PN結(jié)上，由于P-N結(jié)勢壘區(qū)產(chǎn)生了較強(qiáng)的建靜電場，因而產(chǎn)生在勢壘區(qū)中的非平衡電子和空穴或產(chǎn)生在勢壘區(qū)外但擴(kuò)散進(jìn)勢壘區(qū)的非平衡電子和空穴，在建靜電場的作用下，各自向相反方向運(yùn)動，離開勢壘區(qū)，結(jié)果使P區(qū)電勢升高，N區(qū)電勢降低，從而在外電路中產(chǎn)生電壓和電流，將光能轉(zhuǎn)化成電能。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)大體上可以分為兩類，一類是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，即和公用電網(wǎng)通過標(biāo)準(zhǔn)接口相連接，像一個小型的發(fā)電廠;另一類是獨(dú)立式發(fā)電系統(tǒng)，即在自己的閉路系統(tǒng)部形成電路器逆變后向電網(wǎng)輸出與電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦交流電流。而獨(dú)立式制器后以化學(xué)能的形式儲存在蓄電池中。白天的時候，太陽能電池吸收電能，通過控制器吧電能儲存在蓄電池里，當(dāng)夜幕降臨或者燈具周圍的4各部件的組成及工作原理大類，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)體薄硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。1.硅太陽能電池硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。單晶硅太陽能電池轉(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 晶硅成本價格高，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能電池的替代產(chǎn)品。久將會在太陽能電地市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。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)定性問題及提高轉(zhuǎn)換率問題，那么，非晶硅大陽能電池?zé)o疑是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。下面對硅太陽能電池進(jìn)行詳細(xì)介紹。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能電池效率高，成本較單晶并不是晶體硅太陽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),對熱不敏感，適合于制造高效單結(jié)電池。但是GaAs材料的價格不菲因,而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。晶硅一樣。具有價格低廉、性能良好和工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，將成為今后發(fā)展太陽能電池的一個重要方向。唯一的問題是材料的來源，由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發(fā)展又必然受到限制。4.1.2硅太陽能電池工作原理與結(jié)構(gòu)4.1。圖4.1半導(dǎo)體圖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，硅晶體中就會存在著一個空穴，正電因?yàn)榕鹪又車挥?個電子，所以就會產(chǎn)生入圖所示的空心的空穴，這個空穴因?yàn)闆]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€電子，所以就會有一個電子變得非常活躍，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。當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時，在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域里會形成一個特殊的薄層)，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型區(qū)，一旦擴(kuò)散就形成了一個由N指向P的“電場”，從而阻止擴(kuò)散進(jìn)行。達(dá)到平衡后，就形成了這樣一個特殊的薄層形成電勢差，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，而P型區(qū)中的電子往N型區(qū)移動，從而形成從N型區(qū)到P型區(qū)的電流。然后在PN結(jié)中形成電勢差，這就形成了電源。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，電阻非因此一般用金屬網(wǎng)格覆蓋p－n結(jié)，以增加入射光的面積。另外硅表面非常光亮，會反射掉大量的太陽光，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％甚至個）并聯(lián)或串聯(lián)起來使用，形成太陽能光電板。4.2蓄電池的組成及工作原理行光電轉(zhuǎn)化工作，電能在夜晚才能用于照明，因此必須儲備在蓄電池，儲備的容量要足后，太陽能燈等負(fù)荷才能正常工作。4.2.1蓄電池的種類和應(yīng)用化學(xué)電源是人類目前可以利用的高效能源之一。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。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，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。產(chǎn)品性能發(fā)生了巨大變化，以此滿足不同用途的需要。目前，蓄電池主要應(yīng)用于各種車輛。船舶。飛機(jī)等燃機(jī)的起動以及照明。蓄能。不間斷電源。移動通訊。便攜式電動五金|工具。電動玩具當(dāng)中?？傊铍姵卦趪?。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。交通運(yùn)輸。電力。電子。通訊。教學(xué)。科研。醫(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：牽引型。動力型和便攜型，常為開口或防酸式(GF),少量為膠體電解液蓄電池(GEL)。近年來特別是VRLA(ValveRegulatedLeadAcidBattery)蓄電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。由于鉛酸蓄電池價格低廉，適于低溫高倍率放電，因此應(yīng)用廣泛，是我國的電信行業(yè)中后備電源的主要產(chǎn)品。但同時由于鉛酸蓄電池比能量偏低，生產(chǎn)過程有影響了其使用圍。扣式和圓柱形，其有開口。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)壽命長等特點(diǎn)。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，具有可快速優(yōu)良的高倍率放電性能和低溫放電性能，價格便宜，無污染，被稱為綠色環(huán)保電池。鐵鎳蓄電池負(fù)極為鐵粉，正極為氧化鎳，電解液為氫有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。耐用。壽命長等特點(diǎn)，比能量較低，多用于礦井運(yùn)輸車動力電源。鋅銀蓄電池負(fù)極為鋅，正極為氧化銀，電解液為氫氧量及優(yōu)良的高倍率放電性能，但價格偏高，多用于軍事工業(yè)及武器系統(tǒng)。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，價格較低；但壽命較短，近年來鋅鎳蓄電池的循環(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。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，安全無污便攜器材的電源?？傊?，我國的蓄電池工業(yè)隨著各行各業(yè)的發(fā)展獲得了迅速發(fā)展機(jī)會。至今目前，我國從事蓄電池生產(chǎn)的企業(yè)已達(dá)千家之多。同時，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能路燈采用的是鉛酸蓄電池，所以這里只對鉛酸蓄電池進(jìn)行分析。鉛酸蓄電池充、放電化學(xué)反應(yīng)的原理如下：蓄電池從其他直流電源獲得電能叫做充電。充電時，在正、負(fù)極板上的硫酸鉛會被分解還原成硫酸、鉛和氧化鉛，同時在負(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的活性物質(zhì)時，充電就結(jié)束了。在充電時，在正、負(fù)極板上生成的氧和氫會在電池部“氧合”成水回到電解液中。蓄電池對外電路輸出電能時叫做放電。蓄電池連接外部電路放電時，硫酸會與正、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”，放電時間越長，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。鉛酸蓄電池在放電時，正極的活性物質(zhì)二氧化鉛和負(fù)極的電解液反應(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)”。在蓄電池活性程度非常高。在蓄電池充電過程中，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太陽能路燈智能控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，如圖4.2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)載輸出控制與檢測電路、LED顯示電路及鍵盤電路等部分組成。電壓采集電路包括太陽能電池板和蓄電池電壓采集，用于太陽能光線強(qiáng)弱的識別及蓄電池電壓的獲取。單片機(jī)的P3口的兩位作為鍵盤輸入口，用于工作模式參數(shù)的設(shè)置。圖4.2太陽能路燈智能控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)STC12C5410AD是STC12系列的單片機(jī)，采用RISC型CPU核，兼容普通8051集，片容含有10KBFlash程序存儲器，同時部還有看門口（WDT片集成MAX810專用復(fù)位電路、8通道10位ADC以及4通道PWM；具有可編程的8級中斷源4種優(yōu)先級，具），管理、工作狀態(tài)的指示等。于設(shè)置狀態(tài)的識別及參數(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能電池板電壓采集,用于太陽光線強(qiáng)弱的判斷因,而可以作為白天、黃昏的識別信號。同時本系統(tǒng)支持太陽能板反接、反充保護(hù)。蓄電池電壓采集,用于蓄電池工作電壓的識別。利用微控制器的PWM功能,對蓄電池進(jìn)行充電管理。蓄電池開路保護(hù):萬一蓄電池開路,若在太陽能電池正常充電時,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,控制器由于自身得不到電力,不會有任何動作。4.3.2電壓采集與電池管理別信號。同時本系統(tǒng)支持太陽能板反接、反充保護(hù)。蓄電池電壓采集用于蓄電池工作電壓的識別。利用微控制器PWM功能對蓄電池進(jìn)行充電管理。若太陽能電池正常充電時蓄電池開路，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蓄電池開路，控制器由于自身得不到電力，不載開關(guān)以保護(hù)蓄電池不受損壞。通過PWM充電電路，可使太陽能電池板發(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、過充、過放。4.3.3負(fù)載輸出控制與檢測電路本系統(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，具有完善的過流、短路保護(hù)措施，電路原理如圖4.3所示。圖4.3負(fù)載輸出控制與檢測電路P3.2為單片機(jī)6引腳負(fù)載過流及短路保護(hù):設(shè)計(jì)了兩級保護(hù)。第一級采用了R7(0.01Ω康銅絲)以及運(yùn)放 中斷響應(yīng)來實(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),用作過流信號識別,當(dāng)電流超過額定電流20%并維持30s以上時確,認(rèn)為過流;短路電流整定為10A響,應(yīng)時間為毫秒數(shù)量級。第二級采用了電子保險絲保護(hù),當(dāng)流經(jīng)電子保險絲的電流驟然增加時,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)時間為秒數(shù)量級,過流撤消或短路恢復(fù)后電子保險絲恢復(fù)成低阻抗導(dǎo)體,無須任何人為更換或維修。系統(tǒng)采用了兩級保護(hù)措施后,在長達(dá)數(shù)小時時間負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)后,控制器仍沒出現(xiàn)電路燒毀現(xiàn)象。解決了用傳統(tǒng)保險絲只能對電路進(jìn)行一次性保護(hù),一旦燒毀的優(yōu)點(diǎn),簡化了維護(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)置其他器件。充電時發(fā)熱量小,不用散熱器也可以連續(xù)充電,充過電流能力,大電流導(dǎo)線在一層過渡到另一層時,要放置3～5個過孔。（4）過流、短路保護(hù)電路選用的電流取樣電阻要綜合考的康銅絲作為電流取樣電阻,來產(chǎn)生取樣電壓,取樣電壓最多不超過0.2V故,采用運(yùn)放LM358對它進(jìn)行放大。（5）器件的布局和PCB圖的布線采用模塊化,大電流信號與小電流信號要分離,對放大電路的線路猶其要精心布置。數(shù)字地和模擬地分開,注意電源線和地線的布局。4.4.1各種光源的特性比較較少，為減少有限能量的損失，光源盡量選直流光源。目前常見的光源有直流節(jié)能燈、高頻無極燈、低壓鈉燈和LED光源。一般適合太陽能草坪燈、庭院燈。整個系統(tǒng)造高，采用較少。電條件下使用，壽命可以達(dá)到5萬小時，在太陽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柲軣艟叨际欠讲孀兤?，太陽能電?20V輸出都是不能和普通市電相比的）。光效較高。4.5各數(shù)據(jù)計(jì)算設(shè)計(jì)要求：地區(qū)，負(fù)載輸入電壓24V功耗34.雨天數(shù)7天。3.424h；（2）負(fù)載日耗電量=12.2AH在這里，兩個連續(xù)陰雨天數(shù)之間的設(shè)計(jì)最短天數(shù)為20天，年大多數(shù)情況下的正常運(yùn)行。4.5.2蓄電池容量計(jì)算蓄電池容量=負(fù)載功率*工作日時間*（儲存天數(shù)+1）/放電深度/系統(tǒng)電壓若蓄電池的最低工作溫度低于-20攝氏度，應(yīng)對蓄電池放電深度加以修正。電池組件選擇一個最佳傾角。關(guān)于太陽能電池組件最佳傾角問題的探討，近年來在一些學(xué)術(shù)刊物上出現(xiàn)得不少。本次路燈使用地區(qū)為地區(qū)，選定太陽能電池組件支架傾角為在太陽能路燈系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)上一個需要非常重視的問題就是抗風(fēng)設(shè)計(jì)?？癸L(fēng)設(shè)計(jì)主分別做分析。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。造型，加工工藝簡單，機(jī)械強(qiáng)度高。由于太陽能路燈的工作環(huán)境是室外，為了防止燈桿生銹腐蝕而降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，必須對燈桿進(jìn)行防腐蝕處理，其主要方法是針對銹蝕原因采取預(yù)防措施。防腐蝕要避免或減緩潮濕，高溫，氧化，氯化物等因素的影響，常用熱鍍鋅和噴塑處理。造型方面的要求外，還必須注意燈桿防水防盜性能防止雨水進(jìn)入燈桿造成電氣故障；維護(hù)門避免采用常規(guī)的工具就能打開，防止人為進(jìn)行破壞和偷盜；在風(fēng)力較大的地區(qū)還必須要對燈桿進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)。日前，省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局審核通過了由勤上光電股份提出并組織起草的《省太陽能生產(chǎn)、產(chǎn)品達(dá)到什么技術(shù)要求沒有明確規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)出臺后，行業(yè)門坎提表示，標(biāo)準(zhǔn)的出臺將使太陽能LED產(chǎn)業(yè)提前進(jìn)入規(guī)化調(diào)試期，引導(dǎo)行業(yè)由無序、無標(biāo)準(zhǔn)省實(shí)施的《省太陽能LED燈地方標(biāo)準(zhǔn)》是中國大陸地區(qū)LED行業(yè)首個地方標(biāo)準(zhǔn)，公共場所照明用太陽能LED燈。對于照明領(lǐng)域來說，這是一次不小的革命。街上。在完成改造的星港街上可以看到一批造型簡潔的新式太陽能路燈已經(jīng)豎立了起后自動存儲在路燈的蓄電池中。太陽能板曬一天太陽后，可以在蓄電池儲存供路燈正常工作6天所需的電量，即