【正文】 小，光效較高。充放電控制器的主要作用是保護蓄電池。提高無鉛污染的蓄電池利用率是一項艱巨任務(wù)。但太陽能路燈又有其特殊性，需要確保系統(tǒng)工作的穩(wěn)定與可靠，所以在設(shè)計時需要特別注意。式中 為蓄電池放電深度， 為蓄電池安全系數(shù)。 圖 太陽電池的等效電路 Figure equivalent circuit of solar cell 大多數(shù)光伏系統(tǒng)的時間常數(shù)相比微不足道，因此結(jié)電容 Cj 在光伏能陣列的理論分析中加以忽略。這一算法是建立在天氣等外部條件在短時間內(nèi)不會發(fā)生較大變化的假設(shè)之上的，系統(tǒng)能夠比較準確的捕捉到 MPPT。光電轉(zhuǎn)換效率隨溫度的增加而下降。隨著溫度的升高，電池的光電轉(zhuǎn)換效率會下降。在特殊氣候條件下，蓄電池允許放電達到蓄電池所剩容量占正常額定容量的 20％ 。在水情遙測光伏系統(tǒng)中，連續(xù)陰雨天的長短決定蓄電池的容量。第一階段以 Ibl 恒流充電，當(dāng)電壓達到 Ebl 時轉(zhuǎn)入第二階段。 式 中： Cˊ—— 蓄電池容量， kW同時， LED 的使用壽命受工作溫度的影響， LED 額定亮度隨著工作時間下降，并且工作溫度越高，使用壽命越短。（ 4)夜晚 12 點以前：為了滿足照明 需求，此時設(shè)計此時 LED 滿功率工作。 在實際應(yīng)用中，可以對比多種方案，綜合考慮。可設(shè)置人流量計數(shù)器，計數(shù)裝置就是以熱釋電紅外傳感器作為檢測元件，以 5l單片機作為控制核心。 圖 硬件模塊組成結(jié)構(gòu) Figure hardware module structure 信號采集電路 街道中的環(huán)境光和人體存在與否是系統(tǒng)的主要輸入?yún)?shù)，因此街道中的環(huán)境光和人體存在成為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的主要對象。當(dāng)光線照射 PN 結(jié)時，可以使 PN 結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對，使少數(shù)載流子的密度增加。紅外光是脈動式紅外光束，對射無法傳輸很遠距離。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )網(wǎng) : 22 圖 紅外接收電路 Figure infrared receiving circuit 硬時鐘電路 測控單元時間若采用軟件計時，一方面需要采用計數(shù)器，占用硬件資源，另一方面又需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣會耗費硬件資源，因而外部擴展時鐘可以很好地解決硬件資源有限的問題。 DCDC 變換電路 (也稱為斬波 電路或斬波器 )是接在光伏陣列和負載之間，通過控制電壓將不控的直流輸入變?yōu)榭煽氐闹绷鬏敵龅囊环N變換電路。當(dāng)光伏陣列的輸出電壓低于蓄電池端電壓時， BUCK 電路的控制失去作用。 BUCK 電路中開關(guān)管導(dǎo)通的占空比的改變，對光伏陣列而言表現(xiàn)為其輸出阻抗發(fā)生了變化，輸出阻抗的變化將影響光伏陣列的輸出特性。 充電控制電路采用單路旁路型充電控制形式，即 MOSFET 管 VT1 串聯(lián)在太陽能電池陣列的輸出端，通過 VT1 進行脈寬的調(diào)制，實現(xiàn)對蓄電池的充電管理及 保護。 圖 紅外發(fā)射電路 infrared emission circuit 紅外發(fā)射由 單片機內(nèi)部的定時計數(shù)器產(chǎn)生 38kHZ 的信號經(jīng)過三極管放大信號再由紅外發(fā)射管發(fā)出信號，最后由紅外一體接收頭接收信號。紅外對射全名叫“光束遮斷式感應(yīng)器”(Photoelectric Beam Detector)，其基本的構(gòu)造包括瞄準孔、光束強度指示燈、球面鏡片、LED 指示燈等。采 用的光敏二極管 管芯是一個具有光敏特征的 PN 結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時需加上反向電壓。但是該方案有一 定局限性：當(dāng)同時通過的人數(shù)不止一個就可能難以檢測人數(shù)到底是多少。 紅外檢測器分為熱電檢測器和光檢測器兩類。該方案主要工作方法是由聲控和光控傳感器畢業(yè)設(shè)計 (論文 )網(wǎng) : 19 來感應(yīng)周圍環(huán)境的變化，而做出相關(guān)的動作，從而控制照明燈的開關(guān)。而且延長 LED 照明時間 從而可以調(diào)配蓄電池能量使得系統(tǒng)運行更加經(jīng)濟，有效。式中： C—— 蓄電池容量， A 除了以上介紹的分階段充電法 外，目前使用的另外一種重要的蓄電池充電方式就是脈沖式充電，利用脈沖式充電不僅充電效率高，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電。在大多數(shù)的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，都是由 CPU 來監(jiān)測并控制蓄電池的充放電過程，較多采用分階段法來優(yōu)化充電過程。一般在選蓄電池容量時，只要蓄電池容量大于太陽能電池峰值電流的 25 倍，則蓄電池在充電時就不會造成失水。對于負載畢業(yè)設(shè)計 (論文 )網(wǎng) : 16 的變化，可通過光伏發(fā)電控制系統(tǒng)來完成。研究和實驗表明，太陽能電池工作溫度的升高會引起短路 電流的少量增加，并引起開路電壓發(fā)生嚴重降低。對于不同波長的入射太陽光之不同波長光分量，硅型光伏電池有不同的靈敏度，能夠產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)的太陽輻射波長范圍一般在 ~ 左右的范圍內(nèi)，不論是波長小于 太陽光分量輻射，還是 波長大于 的太陽光分量輻射，都不能使硅型光伏電池產(chǎn)生光生電流，而硅型光伏電池光譜響應(yīng)最大靈敏度在 ~。從圖可知，太陽能光伏陣列的輸出短路電流(Isc)和最大功率點電流 (Im)隨日照強度的上升而顯著增大，也就是說，雖然日照的變化對陣列的輸出開路電壓影響不是那么大，但對為電流與電壓相乘的結(jié)果 —— 最大輸出功率來說，變化顯著，如圖 中虛線與 各實線的交點所示。 （ 5）太陽電池組件的功率為 （ I1+I2） 18=（ +） 18=160Wp。 根據(jù)以上資料，計算出光伏組件傾斜角 26 度，標準峰值時數(shù)約 小時。太陽能路燈設(shè)計是新生事物，太陽能電池選擇、蓄電池選擇、抗風(fēng)計算等應(yīng) 盡快制定標準，以利提高太陽能路燈設(shè)計水平，促進太陽能照明發(fā)展。（ 2）降低太陽能電池價格減低太陽能電池價格，是推廣太陽能路燈的途徑之一。筆者認為 LED 作為太陽能路燈的光源將是一種趨勢。具體的應(yīng)用 :太陽能 LED 燈、HID 燈、無極燈路燈功率多在 70W 以下，個別在 100W 以上，一般用在支路和人行道照明。 光源和應(yīng)用 太陽能路燈采用何種光源是太陽能燈具是否能正常使用的重要指標，一般太陽能燈具采用低壓節(jié)能燈、低壓鈉燈、無極燈、 LED 光源。 (4)使用壽命。注意蓄電池防盜。小型系統(tǒng)采用，要大力提倡）目前廣泛采用的有鉛酸免維護蓄電池、普通鉛酸蓄電池和堿性鎳銘蓄電池三種。理論上講，使用 MPPT 控制器的太陽能發(fā)電系統(tǒng)會比傳統(tǒng)的效率提高 50%，但是跟據(jù)我們的實際畢業(yè)設(shè)計 (論文 )網(wǎng) : 10 測試，由于周圍環(huán)境影響與各種能量損失，最終的效率也可以提高 20%~30%。傳統(tǒng)的太陽能充放電控制器就有點象手動檔的變速箱，當(dāng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速增高的時候，如果變速箱的檔位不相應(yīng)提高的話，勢必會影響車速。 ) (h) 西寧 Φ +1 ?？? Φ +12 蘭州 Φ +8 南寧 Φ +5 銀川 Φ +2 成都 Φ +2 西安 Φ +14 貴陽 Φ +8 上海 Φ +3 昆明 Φ 8 南京 Φ +5 拉薩 Φ 8 合肥 Φ +9 太陽能控制器 無論太陽能燈具大小，一個性能良好的充電放電控制器是必不可少的。所謂標準條件，接近平時晴天中午前后的太陽光照條件。本課題主要研究的也是硅太陽能電池。從而實現(xiàn)太陽能照明系統(tǒng)在不同工作狀態(tài)下的穩(wěn)定運行與準確切換的要求提高太陽能照明系統(tǒng)效率，延長蓄電池的壽命，并實現(xiàn)人性化的集中遠程管理。根據(jù)提出的系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容和目標，本文給出整個系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)劃，并且對于系統(tǒng)的各個模塊的實現(xiàn)進行元件選型。要求實現(xiàn)太陽能到電能的轉(zhuǎn)換，并根據(jù)道路行人的數(shù)量進行路燈亮度的調(diào)節(jié)，而達到節(jié)能的目的。我國臺灣地區(qū)也設(shè)立了“次世紀照明光源開發(fā)計劃 ，大力發(fā)展半導(dǎo)體發(fā)光二極管產(chǎn)業(yè)，該計劃投資約 6～ 10 億新臺幣，有 14 個企業(yè)、科研機構(gòu)和大學(xué)參加。 LED 的研究和發(fā)展 LED 是英文 LightEmitting Diode 的縮寫 ,譯為發(fā)光二極管 ,屬于固態(tài)光源。以 3 年產(chǎn)量增長45 倍，產(chǎn)能增長 125 倍而成為全球發(fā)展最快的國家。 20xx 年世界光伏電池生產(chǎn)企業(yè)總產(chǎn)能達到 1000MW 以上。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有 12 部單片機。相當(dāng)于一個微型的計算機。發(fā)展太陽能科技可減少在發(fā)電過程中使用礦物燃料，從而 減輕空氣污染及全球暖化的問題。但是核裂變能也存在一些問題，如投資大，技術(shù)要求高，大量核廢料難以處置，以及安全性較低等，以致目前不能廣泛應(yīng)用。而能源問題更為突出，不僅表現(xiàn)在常規(guī)能源的匱乏，更嚴重的是化石能源的開發(fā)利用和不加限制的消耗極大地污染了人類賴以生存的環(huán)境，誘發(fā)溫室效應(yīng)、酸雨 ，引起疾病、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)等嚴重問題。 關(guān)鍵詞 ： 太陽能；路燈控制；傳感器；蓄電池 Design of Energysaving Solar Street Light Using LED Based on MCU Student: Tutor: Abstract: According to the characteristics of solar LED street light control system, the article introduces the research significance, solar LED street light’ status, development and main techniques, and the design process of the solar LED street light control system is analyzed. The article presents the design ideas, and develops corresponding hardware devices and software on that basis. Do each work with the MCS51 SCM, included the signal collection, the data transmission and the control of the controlled objects。 畢業(yè)設(shè)計作者簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )網(wǎng) : 目 錄 摘要： .................................................................. 1 關(guān)鍵詞： ................................................................ 1 1前言 ................................................................... 1 課題的選題背景與意義 ............................................. 2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向 ....................................... 3 2研究的主要內(nèi)容 ......................................................... 5 本課題研究目標和總體設(shè)計 ......................................... 5 系統(tǒng)組成 ......................................................... 6 太陽能電池板 ................................................ 7 太陽能控制器 ................................................ 9 蓄電池的選擇 ............................................... 10 光源和應(yīng)用 ................................................. 10 工作原理 ........................................................ 11 太陽能路燈需要解決的問題 ........................................ 11 3設(shè)計工作及研究方案 .................................................... 12 太陽能路燈設(shè)計思路與要點 .......................................