畢業(yè)設(shè)計(jì)-太陽(yáng)能臺(tái)-文庫(kù)吧
2025-05-15 01:53 本頁(yè)面
【正文】 17 LED 端口的驅(qū)動(dòng)狀態(tài) ...................................................................... 18 7 電 路調(diào)試及結(jié)論 ....................................... 19 太陽(yáng)能臺(tái)燈完整結(jié)構(gòu) ...................................... 19 實(shí)物測(cè)試過(guò)程 ............................................ 19 測(cè)試結(jié)果與存在不足 ...................................... 19 參考文 獻(xiàn) ................................................ 20 致謝 .................................................... 21 太陽(yáng)能臺(tái)燈 1 1 緒論 太陽(yáng)能臺(tái)燈利用太陽(yáng)能充電是一種綠色、安全的產(chǎn)品，太陽(yáng)能臺(tái)燈具有以下優(yōu)點(diǎn)。 ――太陽(yáng)能供電 清潔、節(jié)能采用高亮度低功耗的高科技散光 LED 燈作為光源。太陽(yáng)能發(fā)電板或市電作為電源供應(yīng)。用戶在白天出門時(shí)將電池盒取出并放置在陽(yáng)臺(tái)上。當(dāng)傍晚回來(lái)再將電池盒插入臺(tái)燈，在充裕的太陽(yáng)下光照一天，臺(tái)燈可以連續(xù)使用 個(gè)小時(shí)以上，完全滿足用戶使用。當(dāng)沒(méi)有陽(yáng)光時(shí)，可以使用交流電供電， 60 顆高效散光 LED 燈才 ，卻等同于傳統(tǒng)白熾燈 45W 的亮，但其功耗很低。 的耗電量，一般是帶不動(dòng)電表的，如果一整年使用交流電供電，一年產(chǎn)生的電費(fèi)也在 10 元里面，所以使用太陽(yáng)能臺(tái)燈幾乎是免費(fèi)。 ――直流照明無(wú)頻閃無(wú)輻射 直接使用交流電的光源必然存在頻閃 ， 發(fā)熱量大的光源必然存在熱輻射。而太陽(yáng)能臺(tái)燈使用低壓直流供電，發(fā)熱量極低， LED 是低功耗產(chǎn)品，即使太陽(yáng)能臺(tái)燈使用交流電供電，也是使用了適配器，將交流電變成了直流低壓電。 ――光衰系數(shù)遠(yuǎn)小于熒光燈 采用低功耗高亮度散光的 LED 燈是環(huán)保高科技產(chǎn)品 ， 低電壓小電流供電，使用壽命要比日光燈長(zhǎng) 10 倍、比白熾燈長(zhǎng) 100 倍。 ――無(wú)安全隱患 9V 電壓供電，使用時(shí)不存在誤觸燈頭、導(dǎo)線接頭或金屬片等造成人身傷害的問(wèn)題。 ――綠色資源 內(nèi)部使用的是鋰離子電池，符合國(guó)際環(huán)保公約要求，可以反復(fù)使用。使用取之不盡，用之不竭的清潔能源 —— 太陽(yáng)能，節(jié)能環(huán)保、無(wú)二次污染。 ――經(jīng)濟(jì)、實(shí)用 電池組件與燈體之間由于采用插卡式連接，電池組件可方 便地從燈體上拔插下來(lái)，電池盒上有 USB 接口，可以直接為小功率帶有 USB 的設(shè)備供電或者充電，做到一物多用。 ――應(yīng)急燈功能 在充裕的太陽(yáng)下光照一天，臺(tái)燈可以連續(xù)使用 個(gè)小時(shí)以上，可以讓用戶在黑夜中充當(dāng)應(yīng)急燈使用。 太陽(yáng)能臺(tái)燈 2 2 太陽(yáng)能臺(tái)燈設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)的總體框架 圖 21 總體設(shè)計(jì)框架圖 設(shè)計(jì)的總體思路 812V 的晶硅太陽(yáng)能電池板，為充電控制電路的輸入端提供穩(wěn)定的電壓值，輸入端的電壓值設(shè)為 8V，經(jīng)過(guò) DC/DC 變換電路處理后， 為鋰電池提供 的輸出電壓使其為鋰電池充電。 DC/DC 變換電路向鋰電池供電外，還可使用 220V 交流電對(duì)鋰電池充電，目的是防止在陰天或者光照不充足時(shí)，對(duì)太陽(yáng)能臺(tái)燈進(jìn)行充電，以滿足太陽(yáng)能臺(tái)燈在夜晚的使用需求。 LED 供電， LED 采用 ， 20mA 的高亮度直插式 LED 并聯(lián)，并通過(guò)一個(gè)電位器或者觸控電路隨意更改 LED 燈的亮度，以滿足不同的亮度需求。 ， 鋰電池選用一塊 柱形鋰電池或者是聚合物鋰電池。 少 3 個(gè)小時(shí)的照明時(shí)間。 太陽(yáng)能臺(tái)燈 3 3 太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介 太陽(yáng)能電池分類 太陽(yáng)能電池根據(jù)所用材料的不同 ， 太陽(yáng)能電池可分為 ， 晶硅太陽(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)能電池等。 晶硅太陽(yáng)能電池 晶硅太陽(yáng)能電池分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池三種 ， 如圖 31 所示。 （ 1）單晶硅太陽(yáng)能電池 目前單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為 19%左右，最高可達(dá)到 24，這是目前所有種類的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高技術(shù)也最為成熟， 但制作成本很高，以至于它還不能被廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)行封裝，因此其堅(jiān)固耐用，使用壽命一般可達(dá) 15 年，最高可達(dá) 25 年。單晶硅太陽(yáng)能電池的構(gòu)造和生產(chǎn)工藝已定型 ， 產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。這種太陽(yáng)能電池以高純的單晶硅棒為原料。 （ 2）多晶硅太陽(yáng)能電池板 多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多 ， 但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約 17%左右。從制作成本上來(lái)講，比單晶硅太陽(yáng)能電池要便宜一些，材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到 大量發(fā)展。但是多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命要比單晶硅太陽(yáng)能電池短。 （ 3）非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池 非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同，工藝過(guò)程大大簡(jiǎn)化，硅材料消耗很少，電耗更低，成本低，重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電有極大的潛力。但非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，目前國(guó)際先進(jìn)水平為 10%左右，而且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)換效率衰減，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，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。 圖 31 晶硅太陽(yáng)能電池 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 IIIV 族化合 物 、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等，如圖 32 所示。 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，太陽(yáng)能臺(tái)燈 4 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） 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。 CIS 銅銦硒薄膜電池 ,簡(jiǎn)稱 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，這類電池的發(fā)展又必然受到限制。 圖 32 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 在 太陽(yáng)能電池中以聚合物代替無(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。其原理是利用不同氧化還原型聚合物的不同氧
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