【正文】 筑材料相結(jié)合，充分利用建筑的屋頂和外立面，使得大型建筑能實(shí)現(xiàn)電力自給、并網(wǎng)發(fā)電（如圖 24所示），這將是今后的一大發(fā)展方向。 4 第 2 章 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應(yīng)用 太陽(yáng)能光伏發(fā)電 應(yīng)用范圍 太陽(yáng)電池及光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)逐步應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技、國(guó)防及人們生活的方方面面，預(yù)計(jì)到 21 世紀(jì)中葉，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將成為重要的發(fā)電方式，在可再生能源結(jié)構(gòu)中占有一定比例。綜合這些情況，利用太陽(yáng)能對(duì)交通燈進(jìn)行供電，通過(guò)帶有蓄電池的太陽(yáng)能電池板跟普通交通警示燈相連，來(lái)實(shí)現(xiàn)利用太陽(yáng)能給交通警示燈供電，不僅能夠節(jié)約資源，而且使其在市電斷電情況下也能正常工作，以及 LED 的環(huán)保節(jié)能太陽(yáng)能 LED 交通燈成為各個(gè)交通要道上的一道亮麗的風(fēng)景線(xiàn)，展現(xiàn)給我們的將是無(wú)窮的生命力和廣闊的前景 。太陽(yáng)能發(fā)電即可用于城鎮(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。而太陽(yáng)能交通燈警示燈是一種利用太陽(yáng)能作為能源的交通燈燈，太陽(yáng)能是地球上最直接最普 遍也是最清潔的能源，隨著世界能源危機(jī)的加劇，各國(guó)都在尋求解決能源危機(jī)的辦法，一條道路是尋求新能源和可再生能源的利用；另一條是尋求大量的節(jié)能技術(shù)，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。 (5)光伏建筑集成。 (2)無(wú)污染。 下面就太陽(yáng)能交通信號(hào)燈警示燈 光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 首先對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，隨后通過(guò)對(duì) LED 燈閃爍，電路設(shè)計(jì)，配置計(jì)算，外形設(shè)計(jì)等一系列的研究，設(shè)計(jì)出一套完整的太陽(yáng)能交通信號(hào)燈警示燈 光伏發(fā)電系統(tǒng) ，并制作樣品。 太陽(yáng)能是最普遍的自然資源，也是取之不盡可再生資源。 目前太陽(yáng)能利用的方式有 :太陽(yáng)能光伏發(fā)電，太陽(yáng)能熱利用，太陽(yáng)能動(dòng)力利用，太陽(yáng)能光化利用，太陽(yáng)能生物利用和太陽(yáng)能光 光利用。不同于水電受水力資源限制，火電受到煤炭資源及運(yùn)輸成本等影響，光伏發(fā)電幾乎行發(fā)電。光伏發(fā)電系統(tǒng)的分布式特點(diǎn)將提高整個(gè)能源系統(tǒng)的安全性和可靠性，特別是從抗御自然災(zāi)害和戰(zhàn)備的角度看，更具有明顯的意義。地球軌道上的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為 1369w/㎡。太陽(yáng)能 LED 交通燈集成了太陽(yáng)能與 LED 優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)過(guò)了一個(gè)黑夜，到白天時(shí)充放電控制器偵測(cè)到太陽(yáng)能電池板的電壓達(dá)到所規(guī)定的充電電壓時(shí)就繼續(xù)向蓄電池充電，從而完成循環(huán)。（如圖 22所示） 圖 21太陽(yáng)能微波中繼站 （ 2）公路、鐵路、航運(yùn)交通領(lǐng)域的應(yīng)用：如鐵路和公路信號(hào)系統(tǒng)，鐵路信號(hào)燈，交通警示燈，標(biāo)志燈，信號(hào)燈，公路太陽(yáng)能路燈，太陽(yáng)能道釘燈、高空障礙燈，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，高速公路、鐵路無(wú)線(xiàn)電話(huà)亭，無(wú)人值守道班供電，航標(biāo)燈燈塔和航標(biāo)燈電源等，（如圖 23所示 ）。 圖 25 太陽(yáng)能手機(jī)充電器和太陽(yáng)能玩具 6 （ 9)其他領(lǐng)域的應(yīng)用：包括太陽(yáng)能電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)，太陽(yáng)能游艇，電池充電設(shè)備，太陽(yáng)能汽車(chē)空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等，還有太陽(yáng)能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)，海水淡化設(shè)備供電，衛(wèi)星、航天器、空間太陽(yáng)能電池等，如圖26所示。 玻璃： 采用低鐵鋼化絨面玻璃 (又稱(chēng)為白玻璃 )， 厚度 ,在太陽(yáng)電池光譜響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi) (3201100nm)透光率達(dá) 91%以上，對(duì)于大于 1200 nm的紅外光有較高的反射率。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。 ③ 背面串接 背面焊接 是將電池串接在一起形成一個(gè)組件串，我們目前采用的工藝是手動(dòng)的，電池的定位主要靠一個(gè)膜具板，上面有放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對(duì)應(yīng)，槽的位置已經(jīng)設(shè)計(jì)好，不同規(guī)格的組件使用不同的模板，操作者 8 使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極（負(fù)極）焊接到“后面電池”的背面電極（正極）上，這樣依次串接在一起并在組件串的正負(fù)極焊接出引線(xiàn)。固化溫度為 150℃ 。目前主要就是模擬太陽(yáng)光的測(cè)試 Standard test condition（ STC），一般一塊電池板所需的測(cè)試時(shí)間在 78秒左右。峰值電壓是指太陽(yáng)能電池片輸出最大功率時(shí)的工作電壓，峰值電壓的單位是 v。填充因子是評(píng)價(jià)太陽(yáng)能電池輸出特性好壞的一個(gè)重要參數(shù)，它的值越高，表明太陽(yáng)能電池輸出特性越趨于矩形，電池的光電轉(zhuǎn)換效率越高。（ 7）取消了電位器調(diào)整控制設(shè)定點(diǎn)，而利用了 E 方存儲(chǔ)器記錄各工作控制點(diǎn)，使設(shè)置數(shù)字化，消除了因電位器震動(dòng)偏位、溫漂等使控制點(diǎn)出現(xiàn)誤差降低準(zhǔn)確性、可靠性的因素；（ 8）使用了數(shù)字 LED 顯示及設(shè)置，一鍵式操作即可完成所有 設(shè)置，使用極其方便直觀的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。 ① LED 發(fā)光原理 發(fā)光二極管是由Ⅲ Ⅳ族化合物，如 GaAs（砷化鎵）、 GaP（磷化鎵）、 GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心 是 PN 結(jié)。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指燈用?！?20176?；蚋?，散射劑的量較大。 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原 理 白天，在光照條件下，太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)組件的串并聯(lián)形成太陽(yáng)能電池方陣，使得方陣 電壓 達(dá)到系統(tǒng)輸入電壓的要求。其主要應(yīng)用于遠(yuǎn)離公共電網(wǎng)的無(wú)電地區(qū)和一些特殊場(chǎng)所，如為公共電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠(yuǎn)偏僻農(nóng)村、海島和牧區(qū)提供照明、看電視、聽(tīng)廣播等基本生活用電，也可為通信中繼站、氣象站和邊防哨所 等特殊處所提供電源不受地域的限制，理論上講在任何可以得到太陽(yáng)能的地方都可以利用太陽(yáng)能進(jìn) 圖 29 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 圖 29所示為一種常用的太陽(yáng)能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池陣列、 DC/DC 變換器、蓄電池組、 DC/AC 逆變器和交直流負(fù)載構(gòu)成。 太陽(yáng)能 電池陣列 控 制 器 DC/AC 變換器 直流負(fù)載 蓄電池 14 第 3 章 太陽(yáng)能交通信號(hào)燈雙面兩閃燈的設(shè) 計(jì) LED 燈 LED 是英文 light emitting diode （ 發(fā)光二極管 ）的縮寫(xiě)，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的 半導(dǎo)體材料 ，置于一個(gè)有引線(xiàn)的架子上，然后四周用 環(huán)氧樹(shù)脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線(xiàn)的作用，所以 LED 的抗震性能好。以 12 英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國(guó)本來(lái)是采用長(zhǎng)壽命，低光效的 140 瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生 2020 流明的白光。藍(lán)光 LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有 YAG 的樹(shù)脂薄層，約 200500nm。 CAT4104 芯片 CAT4104芯片驅(qū)動(dòng)， CAT4104是一個(gè) 700mA四通道恒流 LED驅(qū)動(dòng)器。 LED 引腳的電壓最高可達(dá) 25V。當(dāng)輸入電壓低于閾值電壓是，所有 LED 通道自動(dòng)截止。 （ 4）、 RSET 腳的電阻計(jì)算 CAT4104 有四個(gè)相同的 LED 電流通道。 基于 CAT4104 的 LED 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) （ 1）、驅(qū)動(dòng)電路參數(shù)計(jì)算 在太陽(yáng)能警示燈中，有 4 個(gè)發(fā)光單元，而每個(gè)發(fā)光單元的電流都不相同，所以我們采用 2個(gè)發(fā)光單元使用一個(gè)電流通道，若 2個(gè)紅色的發(fā)光單元用一個(gè)通道，則其電流為 120mA，而兩個(gè)藍(lán)色的電流就為 160mA，故無(wú)法使用一個(gè)芯片完成。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可 以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。另外，該引腳被略微拉高。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 學(xué)習(xí) CAD 制圖軟件的學(xué)習(xí) [14] Autocad AutoCAD（ Auto Computer Aided Design）是美國(guó) Autodesk 公司首次于 1982年生產(chǎn)的自動(dòng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 軟件，用于二維工程制圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本 三維設(shè)計(jì) 。 繪制太陽(yáng)能交通信號(hào)燈雙面兩閃燈外形的三視圖 及制作的外殼真實(shí)圖 25 26 27 28 29 第 4 章 安裝成形的 太陽(yáng)能警示燈 太陽(yáng)能警示燈外形結(jié)構(gòu)為最底下用鐵制鋼管構(gòu)成，可以固定在大小相投的鋼管上，實(shí)現(xiàn)警示燈的整個(gè)固定；燈殼上下兩個(gè)板面是鋁合金材質(zhì)，內(nèi)外有兩個(gè)卡槽，下面外部卡槽用來(lái)卡放螺栓，螺栓用來(lái)固定下面的鋼管部分，內(nèi)部卡槽用來(lái)卡放警示燈燈罩；上部卡槽用來(lái)固定電池組件和面板的鏈接板，連接板用一個(gè)螺栓固 定電池板支架，可以調(diào)整電池板的方位角；電池組件支架用兩個(gè)螺栓固定，電池板可以調(diào)整傾斜角。因此實(shí)現(xiàn)了基本所需的要求。從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開(kāi)老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng) 摯的謝意！謝謝三年里面你們孜孜不倦的教誨！ 三年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識(shí)，更重要的是在閱讀、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野。 34 參考文獻(xiàn) ? 1． 光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問(wèn)題以及對(duì)策 ．大比特商務(wù)網(wǎng) ? 2． 光伏系統(tǒng)知識(shí) ．中電光伏 ? 3． 光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ． singfosolar 網(wǎng) ? 4． 太陽(yáng)能電池板的發(fā)電原理 ．東莞網(wǎng) ． 20200713 ? 5． 家用太陽(yáng)能發(fā)電 ．星火 ? 6． 太陽(yáng)能電池板 ．百 度 網(wǎng) ? 7． 太陽(yáng)能控制器 ． diytrade 網(wǎng) ? 8． 逆變器 ．中國(guó)制造網(wǎng) ? 9． 太陽(yáng)能發(fā)電優(yōu)缺點(diǎn) ．新浪博客 ? 10． 太陽(yáng)能板應(yīng)用 ．星火 ． 20200926 ? 11 太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù) /楊金煥，于化叢，葛亮編著。在未來(lái)的日子里，我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對(duì)我的殷殷期望！我一定會(huì)好好孝敬他們，報(bào)答他們！爸媽?zhuān)覑?ài)你們！ “長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海。本次論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。 30 圖 警示燈內(nèi)部結(jié)構(gòu) 31 32 總 結(jié) 測(cè)試結(jié)果基本與蓄電池工作特性相似，在光伏電池板對(duì)蓄電池 進(jìn)行充電后，蓄電池的電壓從 0V 慢慢上升到 10V時(shí)，可控硅就會(huì)導(dǎo)通，給單片機(jī)提供了電能。 2．制圖基本技能：包括尺規(guī)繪圖、徒手繪圖及計(jì)算機(jī)繪圖?！稒C(jī)械工程制圖》是體現(xiàn)工科特點(diǎn)的入門(mén) 課程 ，也是工科學(xué)生必須學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一。但在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng) P3口寫(xiě)入 “1” 后，它 們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 （ 2） 管腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 21 故： SET LEDVR I? （ 32） VR A? 875SETR ?? 所以 CAT4104 的 RSET 外部所接電阻的阻值為 875Ω。任何未使用的 LED 通道保持打開(kāi)狀態(tài)。典型的零電流關(guān)斷模式，其 EN\PWM 引腳必須保持低電平為 4mS. ③ 1LE