太阳能路灯照明设计太阳能路灯照明设计.doc

目 录 摘要 1 一、绪论 1 二、太阳能路灯设计思路与要求 2 三 、太阳能路灯的组成原理框图及其工作原理 2 （一）太阳能路灯的组成 3 （二）太阳能路灯的工作原理 3 四、各部件的组成及工作原理 4 （一）太阳能电池组件的组成及其工作原理 4 （二）蓄电池的组成及工作原理 5 1．充电 5 2．放电 6 （三）电源控制器的组成及工作原理 6 1．系统硬件结构 6 2．电压采集与电池管理 7 3．负载输出控制与检测电路 8 4．硬件设计中的注意点 8 （四）光源的选择 9 （五）各数据计算 9 1．太阳能电池组件计算 9 2．蓄电池容量计算 100 3．太阳能电池组件支架 100 五、太阳能路灯的实际应用与普通路灯的比较 111 六、结论 111 参考文献 112 致谢 13 太阳能路灯照明设计 摘要：本文介绍一种基于光伏发电的太阳能照明系统的设计。这个设计阐述了太阳能路灯与普通路灯的区别，从中了解到太阳能照明的优势。太阳能是一种潜力无限的清洁、高效而且可持续的可再生能源，是全人类节能环保的首选。本文还对太阳能路灯照明的太阳能电池，蓄电池，支架等各方面作了一个详细的分析，比较，再根据光伏发电的原理特性，系统采用了智能化控制器，对智能控制器编程序，使得程序可以满足太阳能LED路灯的自动蓄电，自动照明，自动熄灭等一系列工作过程，使太阳能照明更加智能化。最后，本文还举出例子，对现在正使用的太阳能路灯进行了分析，研究，明确太阳能发展的趋势及前景。 关键词：光伏发电；太阳能；节能环保；智能控制 一、绪论 无论是现在还是将来，太阳能都拥有广阔的市场前景。潜力无限的太阳能是一种清洁、高效而且可持续的可再生能源。随着经济发展，我国的照明用电将大幅度提高，绿色节能照明的研究应用，将越来越受到重视。太阳能LED照明灯具作为冷光源产品，具有性价比较高、绿色环保、安全可靠、质量稳定、使用寿命长、安装维护简便等特点，可广泛应用于绿地照明、公路照明、广告灯箱照明、城市造型景观照明及家居照明系统，但太阳能LED照明灯具一次性投入较高是其发展的瓶颈。 目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%左右，降低照明用电是节省能源的重要途径。为实现这一目标，业界已研究开发出多种节能照明器具，并取得了一定的成效。但是，距离“绿色照明”的要求还较远，开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。随着科学技术的飞速发展，太阳能逐渐被开发利用，并已成为最有发展前景的环保能源之一，太阳能照明就是利用太阳能最重要的途径。太阳能照明路灯采用高效单晶硅太阳能电池供电,采用免维护密封型蓄电池贮存电能,用高效节能灯照明,并采用先进的充放电和照明控制电路,具有性质可靠、发光效率高、亮度大、安装方便、无需铺设电缆电线，无需交流电能和电费，采用直流供电，光敏控制、安全可靠、节能、经济、环保，使用寿命长,是未来户外照明的发展方向和照明灯具中的一枝新秀。 二、太阳能路灯设计思路与要求 太阳能光伏发电系统的基本原理相同，因而太阳能路灯的设计思路也可依据一般的太阳能发电系统，先确定太阳电池组件的功率，然后计算蓄电池的容量。但太阳能路灯又有其特殊性，需要确保系统工作的稳定与可靠，所以在设计时需要特别注意以下几点：①路灯所选用光源的功率(W)。光源功率的大小直接影响着整个系统的参数稳定性；②太阳能路灯每天晚上工作的时间(H)。这是决定太阳能路灯系统中组件大小的核心参数，通过确定工作时间，可以初步计算负载每天的功耗和与之相应的太阳电池组件的充电电流；③通过已知太阳能路灯使用地来查找使用地的经度与纬度。通过(中国不同倾斜面上太阳辐射数据库)来确定太阳电池组件的倾斜角与方位角及计算该地区的太阳能标准峰值日照时间；④太阳能路灯需要保持的连续阴雨天数(d)。这个参数决定了蓄电池容量的大小及阴雨天过后恢复电池容量所需要的太阳电池组件功率。确定两个连续阴雨天之间的间隔天数D。这是决定系统在一个连续阴雨天过后充满蓄电池所需要的电池组件功率。 现本人想依据酒泉地区设计一个太阳能路灯的电路。白天充电靠太阳能电池吸收光能产生电能，而LED照明熄灭，夜晚LED点亮进行照明，并有电路保护电池不会过充过放。 三、太阳能路灯的组成原理框图及其工作原理 （一）太阳能路灯的组成 太阳能路灯由太阳能电池组件、蓄电池、电源控制器、光源等组成。如图1 图1 太阳能原理方框 太阳能路灯技术特点是：①具有特大功率，光亮度相当于白炽灯150W-250W时，每天8小时照明，可在连续阴雨9天内正常工作；②应用了具有充放电保护功能、光敏自控装置和时控装置的光电智能控制器，使产品可有效地节约能源，增加有效照明时间，降低生产成本；③中央控制器单元采用单片机控制，并在智能控制器中建立了全球不同纬度的全年日照时间数据。使用时在控制器中输