【正文】 筑材料相結合，充分利用建筑的屋頂和外立面，使得大型建筑能實現電力自給、并網發(fā)電（如圖 24所示），這將是今后的一大發(fā)展方向。 4 第 2 章 太陽能光伏發(fā)電的應用 太陽能光伏發(fā)電 應用范圍 太陽電池及光伏發(fā)電系統(tǒng)已經逐步應用到工業(yè)、農業(yè)、科技、國防及人們生活的方方面面，預計到 21 世紀中葉，太陽能光伏發(fā)電將成為重要的發(fā)電方式，在可再生能源結構中占有一定比例。綜合這些情況，利用太陽能對交通燈進行供電，通過帶有蓄電池的太陽能電池板跟普通交通警示燈相連，來實現利用太陽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)能太陽能 LED 交通燈成為各個交通要道上的一道亮麗的風景線，展現給我們的將是無窮的生命力和廣闊的前景 。太陽能發(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，交通不便經濟不發(fā)達、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。而太陽能交通燈警示燈是一種利用太陽能作為能源的交通燈燈，太陽能是地球上最直接最普 遍也是最清潔的能源，隨著世界能源危機的加劇，各國都在尋求解決能源危機的辦法，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，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。 (5)光伏建筑集成。 (2)無污染。 下面就太陽能交通信號燈警示燈 光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計 首先對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進行了詳細的介紹，隨后通過對 LED 燈閃爍，電路設計，配置計算，外形設計等一系列的研究，設計出一套完整的太陽能交通信號燈警示燈 光伏發(fā)電系統(tǒng) ，并制作樣品。 太陽能是最普遍的自然資源，也是取之不盡可再生資源。 目前太陽能利用的方式有 :太陽能光伏發(fā)電，太陽能熱利用，太陽能動力利用，太陽能光化利用，太陽能生物利用和太陽能光 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)的分布式特點將提高整個能源系統(tǒng)的安全性和可靠性，特別是從抗御自然災害和戰(zhàn)備的角度看，更具有明顯的意義。地球軌道上的平均太陽輻射強度為 1369w/㎡。太陽能 LED 交通燈集成了太陽能與 LED 優(yōu)點。當過了一個黑夜，到白天時充放電控制器偵測到太陽能電池板的電壓達到所規(guī)定的充電電壓時就繼續(xù)向蓄電池充電，從而完成循環(huán)。（如圖 22所示） 圖 21太陽能微波中繼站 （ 2）公路、鐵路、航運交通領域的應用：如鐵路和公路信號系統(tǒng)，鐵路信號燈，交通警示燈，標志燈，信號燈，公路太陽能路燈，太陽能道釘燈、高空障礙燈，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，高速公路、鐵路無線電話亭，無人值守道班供電，航標燈燈塔和航標燈電源等，（如圖 23所示 ）。 圖 25 太陽能手機充電器和太陽能玩具 6 （ 9)其他領域的應用：包括太陽能電動汽車、電動自行車，太陽能游艇，電池充電設備，太陽能汽車空調、換氣扇、冷飲箱等，還有太陽能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)，海水淡化設備供電，衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電池等，如圖26所示。 玻璃： 采用低鐵鋼化絨面玻璃 (又稱為白玻璃 )， 厚度 ,在太陽電池光譜響應的波長范圍內 (3201100nm)透光率達 91%以上，對于大于 1200 nm的紅外光有較高的反射率。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。 ③ 背面串接 背面焊接 是將電池串接在一起形成一個組件串，我們目前采用的工藝是手動的，電池的定位主要靠一個膜具板，上面有放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對應，槽的位置已經設計好，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極焊接出引線。固化溫度為 150℃ 。目前主要就是模擬太陽光的測試 Standard test condition（ STC），一般一塊電池板所需的測試時間在 78秒左右。峰值電壓是指太陽能電池片輸出最大功率時的工作電壓，峰值電壓的單位是 v。填充因子是評價太陽能電池輸出特性好壞的一個重要參數，它的值越高，表明太陽能電池輸出特性越趨于矩形，電池的光電轉換效率越高。（ 7）取消了電位器調整控制設定點，而利用了 E 方存儲器記錄各工作控制點，使設置數字化，消除了因電位器震動偏位、溫漂等使控制點出現誤差降低準確性、可靠性的因素；（ 8）使用了數字 LED 顯示及設置，一鍵式操作即可完成所有 設置，使用極其方便直觀的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。 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）等半導體制成的，其核心 是 PN 結。散射型發(fā)光二極管和達于做指燈用?！?20176。或更大，散射劑的量較大。 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原 理 白天，在光照條件下，太陽電池組件產生一定的電動勢，通過組件的串并聯形成太陽能電池方陣，使得方陣 電壓 達到系統(tǒng)輸入電壓的要求。其主要應用于遠離公共電網的無電地區(qū)和一些特殊場所，如為公共電網難以覆蓋的邊遠偏僻農村、海島和牧區(qū)提供照明、看電視、聽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能的地方都可以利用太陽能進 圖 29 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)結構示意圖 圖 29所示為一種常用的太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)結構示意圖，該系統(tǒng)由太陽能電池陣列、 DC/DC 變換器、蓄電池組、 DC/AC 逆變器和交直流負載構成。 太陽能 電池陣列 控 制 器 DC/AC 變換器 直流負載 蓄電池 14 第 3 章 太陽能交通信號燈雙面兩閃燈的設 計 LED 燈 LED 是英文 light emitting diode （ 發(fā)光二極管 ）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發(fā)光的 半導體材料 ，置于一個有引線的架子上，然后四周用 環(huán)氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以 LED 的抗震性能好。以 12 英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是采用長壽命，低光效的 140 瓦白熾燈作為光源，它產生 2020 流明的白光。藍光 LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有 YAG 的樹脂薄層，約 200500nm。 CAT4104 芯片 CAT4104芯片驅動， CAT4104是一個 700mA四通道恒流 LED驅動器。 LED 引腳的電壓最高可達 25V。當輸入電壓低于閾值電壓是，所有 LED 通道自動截止。 （ 4）、 RSET 腳的電阻計算 CAT4104 有四個相同的 LED 電流通道。 基于 CAT4104 的 LED 驅動電路設計 （ 1）、驅動電路參數計算 在太陽能警示燈中，有 4 個發(fā)光單元，而每個發(fā)光單元的電流都不相同，所以我們采用 2個發(fā)光單元使用一個電流通道，若 2個紅色的發(fā)光單元用一個通道，則其電流為 120mA，而兩個藍色的電流就為 160mA，故無法使用一個芯片完成。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， 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廉的方案。 兩個 16 位定時器 /計數器 P0 能夠用于外部程序數據存儲器，它可 以被定義為數據 /地址的第八位。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16位地址外部數據存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。另外，該引腳被略微拉高。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 學習 CAD 制圖軟件的學習 [14] Autocad AutoCAD（ Auto Computer Aided Design）是美國 Autodesk 公司首次于 1982年生產的自動 計算機輔助設計 軟件，用于二維工程制圖、詳細繪制、設計文檔和基本 三維設計 。 繪制太陽能交通信號燈雙面兩閃燈外形的三視圖 及制作的外殼真實圖 25 26 27 28 29 第 4 章 安裝成形的 太陽能警示燈 太陽能警示燈外形結構為最底下用鐵制鋼管構成，可以固定在大小相投的鋼管上，實現警示燈的整個固定；燈殼上下兩個板面是鋁合金材質，內外有兩個卡槽，下面外部卡槽用來卡放螺栓，螺栓用來固定下面的鋼管部分，內部卡槽用來卡放警示燈燈罩；上部卡槽用來固定電池組件和面板的鏈接板，連接板用一個螺栓固 定電池板支架，可以調整電池板的方位角；電池組件支架用兩個螺栓固定，電池板可以調整傾斜角。因此實現了基本所需的要求。從開始進入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠 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，更重要的是在閱讀、實踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達能力和廣闊視野。 34 參考文獻 ? 1． 光伏發(fā)電并網大電網面臨的問題以及對策 ．大比特商務網 ? 2． 光伏系統(tǒng)知識 ．中電光伏 ? 3． 光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介 ． singfosolar 網 ? 4． 太陽能電池板的發(fā)電原理 ．東莞網 ． 20200713 ? 5． 家用太陽能發(fā)電 ．星火 ? 6． 太陽能電池板 ．百 度 網 ? 7． 太陽能控制器 ． diytrade 網 ? 8． 逆變器 ．中國制造網 ? 9． 太陽能發(fā)電優(yōu)缺點 ．新浪博客 ? 10． 太陽能板應用 ．星火 ． 20200926 ? 11 太陽能光伏發(fā)電應用技術 /楊金煥，于化叢，葛亮編著。在未來的日子里，我會更加努力的學習和工作，不辜負父母對我的殷殷期望！我一定會好好孝敬他們，報答他們！爸媽，我愛你們！ “長風破浪會有時，直掛云帆濟滄海。本次論文從選題到完成，每一步都是在導師的悉心指導下完成的，傾注了導師大量的心血。 30 圖 警示燈內部結構 31 32 總 結 測試結果基本與蓄電池工作特性相似，在光伏電池板對蓄電池 進行充電后，蓄電池的電壓從 0V 慢慢上升到 10V時，可控硅就會導通，給單片機提供了電能。 2．制圖基本技能：包括尺規(guī)繪圖、徒手繪圖及計算機繪圖。《機械工程制圖》是體現工科特點的入門 課程 ，也是工科學生必須學習的專業(yè)基礎課程之一。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當 P3口寫入 “1” 后，它 們被內部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 片內振蕩器和時鐘電路 （ 2） 管腳說明： 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 通道保持打開狀態(tài)。典型的零電流關斷模式，其 EN\PWM 引腳必須保持低電平為 4mS. ③ 1LE