【正文】 目前，太陽能 LED 照明的初投資問題仍然是困擾我們的一個主要問題。有了太陽能板、蓄電池和控制轉(zhuǎn)換器的路燈，在造價上自然比普通路燈要貴一些。 本次設(shè)計的 太陽能路燈的總電路圖如圖 所示，其工作原理：太陽照射在硅光板上，太陽能電池開始工作，使二極管 D1 跟三極管 Q1 工作，蓄電池開始蓄電，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，設(shè)定的程序啟動，使蓄電池開始放電，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)有太陽照射硅光板的時候，蓄電池又開始蓄電，這樣，無限的循環(huán)，就可以使路燈自動蓄電，自動照明，自動熄滅，大大減少了人力物力，而且這樣的設(shè)計，能節(jié)約更多的電能。 破壞面抵抗矩 W = π（ 3r2δ＋ 3rδ2＋ δ3） =π（ 38424＋ 38442＋ 43） = 88768mm3 =106 m3 風(fēng)荷載在破壞面上作用矩引起的應(yīng)力 = M/W= 1466/（ 106） =106pa = Mpa＜＜ 215Mpa， 其中， 215 Mpa 是 Q235 鋼的抗彎強度。 （ 2） 路燈燈桿的抗風(fēng)設(shè)計路燈的參數(shù)如下： 電池板傾角 A = 16o 燈桿高度 = 5m 設(shè)計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。本次路燈使用地區(qū)為廣州地區(qū)，選定太陽能電池組件支架傾角為 16o。 （ 1） 廣州地區(qū)近二十年年均輻射量 ，經(jīng)簡單計算廣州地區(qū)峰值日照時數(shù)約為 ； （ 2） 負載日耗電量 = （ 3） 所需太陽能組件的總充電電流 = 247。 （ 5） 快速響應(yīng) LED 發(fā)光管響應(yīng)時間很短。 （ 4） LED： LED 燈光源，壽命長，可達 1000000 小時，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高?？刂破鞯膬陕坟撦d輸出可以用于電動車道和人行道的照明，照明時間和工作模式可以靈活設(shè)置。按鍵處理流程 如 圖 所示 ,電壓檢測子程序 如 圖 所示。 （ 4） 外部中斷為高優(yōu)先級中斷，編制子程序?qū)崿F(xiàn)負 載過流、短路保護時，要充分考慮負載啟動瞬間會產(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，避免短路與負載開啟的誤判。電阻增大則電路效率下降 ,本系統(tǒng)選用電阻為 ,過電流能力在 10A 以上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 ,故采用運放LM358 對它進行放大。短路電流整定為 10A,響應(yīng)時間為毫秒數(shù)量級。若太陽能電池正常充電時蓄電池開 路，控制器將關(guān)斷負載，以保證負載不被損傷，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，不會有任何動作。同時本系統(tǒng)支持太陽能板反接、反充保護。 電源控制器的組成及工作原理 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 太陽能路燈智能控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) ，如圖 所示，該 以 STC12C5410AD 單片機為核 心，外圍電路主要由電壓采集電路、負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。當(dāng)正、負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。同時，免維護。壽命長等特點，比能量較低，多用于礦井運輸車動力電源。鎘鎳蓄電池 具有放電倍率高。污染環(huán)境等不利因素，一定程度上影響了其使用范圍。鋰離子蓄電池等。醫(yī)療衛(wèi)生以及人們?nèi)粘Ｉ钪斜粡V泛應(yīng)用。 總之，蓄電池在國防。目前，蓄電池主要應(yīng)用于各種車輛。 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。然后在 PN 結(jié)中形成 電 勢 差，這就形成了電源 ， 如圖 所示 。 實心 的為磷原子核， 小 的為多余的電子 ，如圖 所示 。其光電效率穩(wěn)定在 10％以上，制作成本僅為硅太陽電池的 1/5～1/10．壽命能達到 2O 年以上。 銅銦硒薄膜電池（簡稱 CIS）適合光電轉(zhuǎn)換，不存在光致衰退問題，轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣。 非晶硅薄膜太陽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。 按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜 形 和 有 機 膜 形 ， 而 化 合 物 半 導(dǎo) 體 薄 膜 形 又 分 為 非 結(jié) 晶 形(aSi:H,aSi:H:F,aSixGelx:H等 )、 Ⅲ V族 (GaAs,InP 等 )、 ⅡⅥ 族 (Cds 系 )和磷化鋅 (Zn 3 p 2 )等。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。 ，因其使用壽命長，比普通路燈更 劃算 (1)不受地理位置限制、無需消耗燃料，無機械轉(zhuǎn)動部件，建設(shè)周期短，規(guī)模大小 5 隨意； (2)安全可靠、無污染、無噪聲、環(huán)保美觀、故障率極低、壽命長； (3)拆裝簡易、移動方便、工程安裝成本低，無需預(yù)埋架高輸電線路，可免去遠距離敷設(shè)電纜時對植被和環(huán)境的破壞及其所需的工程費用； (4)廣泛應(yīng)用于道路照明上，非常適用于鄉(xiāng)村、農(nóng)場、山頭、海島、高速公路等輸電不便的偏僻地方。 而太陽能路燈的最大成本就是太陽能電池板，無需預(yù)埋輸電電纜及相關(guān)工程費用，一盞 8～ 12 米的太陽能路燈的造價一般在 ～ 萬元之間。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。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展，為太陽能燈最終走向千家萬戶打下了堅實基礎(chǔ)。 大量試驗表明，太陽能燈具和普通燈具對比分析后得出：在滿足同樣照明要求的條件下，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用計入整個工程，則兩種燈具在初始投資時造價相當(dāng)。太陽能系統(tǒng)仍能保證穩(wěn)定可靠地工作。 利用太陽能發(fā)電 的經(jīng)濟性在很多情況下要優(yōu)于常規(guī)的供電方式。三、在沙漠地區(qū)建光伏電站 。 隨著經(jīng)濟發(fā)展，我國的照明用電將大幅度提高，綠色節(jié)能照明的研究應(yīng)用 ，將越來越受到重視。研究結(jié)果顯示，太陽能在北方的氣候條 件下更為有效。潛力無限的太陽能是一種清潔、高效而且可持續(xù)的可再生能源。本文還對 太陽能路燈照明的 太陽能電池，蓄電池，支架等各方面 作了一個詳細的分析，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 智能控制器編程序，使得程序可以滿足太陽能 LED 路燈的自動蓄電，自動照明，自動熄滅 等 一系列工作過程，使太陽能照明更加智能化。隨著制造工藝的高效化，光伏系統(tǒng)的成本將繼續(xù)下降。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孫后代時，太陽能的得分高出所有其它能源。 到 2020 年底，我國可再生能源利用量總計為 2億噸標(biāo)準煤 (不包括傳統(tǒng)方式利用生物質(zhì)能 )，約占 ，為 2020 年實現(xiàn)可再生能源占全國一次能源消費總量 10% 2 的目標(biāo)邁出了堅實的一步?？梢哉f太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。無需為引接入電網(wǎng)而修路，在沒有電網(wǎng)的地方，太陽能為靈活選取站址提供可能。在技術(shù)上稍有突破后，被美國、日本、德國等發(fā)達國家率先嘗試運用在高科技領(lǐng)域。 “ 如果在全國推廣使用 3 億只太陽能燈，其節(jié)能效果相當(dāng)于新建一個三峽工程 ” ，中山市百特照明科技有限公司朱建平經(jīng)理介紹。然后進行長時間的安裝調(diào)試，如任何一條線路有問題，則要大面積返工。 ，因其使用壽命長，比普通路燈更劃算 太陽能路燈其實并不貴。很多人擔(dān)心太陽能路燈采用的都是高新技術(shù)的材料，一旦被盜的損失會更高，持這種觀點 的人不少，不僅僅有一些政府官員，連一些能源研究專家也認為這確實是一個問題。 現(xiàn)本人 想設(shè)計一個太陽能路燈的電路 .白天充電靠太陽能電池吸收光能產(chǎn)生電能 .而 LED 照明熄滅 .夜晚 LED 點亮進行照明 .并有電路保護電池不會過充過放。而獨立式發(fā)電系統(tǒng)光伏數(shù)組首先會將接收來的太陽輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能供給負載，并將多余能量經(jīng)過充電控制器后以化學(xué)能的形式儲存在蓄電池中。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。 10 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，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)，但由于鎘有劇毒，會對環(huán)境造成嚴重的污染，因此，并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代產(chǎn)品。但以有機材料制備太陽能電池的研究僅僅剛開始，不論是使用壽命，還是電池效 率都不能和無機材料特別是硅電池相比。 圖 圖 中，正電荷表示硅原子，負電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子。 N 區(qū)的電子會擴散到 P 區(qū)， P 區(qū)的空穴會擴散到 N區(qū)，一旦擴散就形成了一個由 N指向 P的 “ 內(nèi)電場 ” ，從而阻止擴散進行。一個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）并聯(lián)或串聯(lián)起來使用，形成太陽能光電板。計算機產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，其產(chǎn)品系列。移動通訊。通訊。鋅銀蓄電池。近年來，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。按極板制造方式又分有極板盒式。 4．鐵鎳蓄電池 鐵鎳蓄電池負極為鐵粉，正極為氧化鎳，電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液。常作為通訊工具和便攜器材的電源 。鉛 酸蓄電池充、放電化學(xué)反應(yīng)的原理方程式如下： ： 蓄電池從其他直流電源獲得電能叫做充電。在蓄電池剛放電結(jié)束時，正、負極活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成的硫酸鉛是一種結(jié)構(gòu)疏松、晶體細密的結(jié)晶物，活性程度非常高。 于設(shè)置狀態(tài)的識別及參數(shù)設(shè)置 。同時本系統(tǒng)支持太陽能板反接、反充保護。 負載輸出控制與檢 測電路 本系統(tǒng)設(shè)計了兩路負載輸出，每路輸出均有獨立的控制于檢測，具有完善的過流、短路保護措施，電路原理如圖 所示。 （ 2）防止太陽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 ,充電時發(fā)熱量小 ,不用散熱器也可以連續(xù)充電 ,充電效果好。 （ 2） 鍵盤在定時終端服務(wù)程序中讀取，用終端間隔時間實現(xiàn)鍵盤的去抖，不必編寫另外的延時程序，提高了 CPU 的利用率。還應(yīng)注意數(shù)據(jù)寫入 Data Flash 存儲器，不能跨越扇區(qū)。//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，認為是干擾信號觸發(fā)中斷 return delay 1（ 5000）； //10ms 延時 if（ P3_2=0） {load_switch_1=LSTOP。 （ 2）低壓鈉燈：低壓鈉燈光效高（可達 200Lm/w），但需逆變器，低壓鈉燈價格貴，整個系統(tǒng)造高，采用較少。同樣照明效果 LED 比傳統(tǒng)光源節(jié)能 80%～ 90%。、 70176。在蓄電池充滿情況下，可以連續(xù)工作 7 個陰雨天，再加上第一個晚上的工作，蓄電池容量： （ 7+1） = （ AH），選用 2 臺 12V100AH 的蓄電池就可以滿足要求了。若抗風(fēng)系數(shù)選定為 27m/s（相當(dāng)于十級臺風(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， M = F = 949 = 。 ”國家照明電器標(biāo)準化技術(shù)委員會負責(zé)人表示，標(biāo)準的出臺將使 太陽能 LED 產(chǎn)業(yè)提前進入規(guī)范化調(diào)試期，引導(dǎo)行業(yè)由無序、無標(biāo)準狀態(tài)，向有序、有標(biāo)準狀態(tài)轉(zhuǎn)變， “山寨燈 ”橫行的局面將得以改變。據(jù)路燈施工方相關(guān)負責(zé)人介紹，這批路燈頭頂有一塊太陽能板，將光能轉(zhuǎn)換為電能后自動存儲在路燈的蓄電池中。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