【正文】 為了提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率，使光伏電池始 終保持最大功率輸出，就要進行最大功率跟蹤 (M 光伏 PPT)。有人進入 畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 21 圖 環(huán)境光檢測電路 Figure environment light detection circuit 時， 遮斷不可見的紅外線光束而引 起系統(tǒng)反應，點亮路燈。在人體檢測方面，采用紅外對管檢測。 紅外檢測 當一個物體本身具有不同于周圍環(huán)境的溫度時，不論物體的溫度高于環(huán)境溫度，還是低于環(huán)境溫度；也不論物體 的高溫來自外部熱量的注入，還是由于在其內(nèi)部產(chǎn)生的熱量造成，都會在該物體內(nèi)部產(chǎn)生熱量的流動。慮到照明的需求以及蓄電池存儲的能量多少，采取分段控制。第三階段以恒流充電，這時蓄電池電壓進一步提高，當電壓達到 Eb2 時則轉(zhuǎn)入第四階段。對 于日負載穩(wěn)定且要求不高的場合，日放電周期深度可限制在蓄電池所剩容量占額定容量的 80％ 。日照強度增加時短路電流增加，最大功率點有所升高。觀察虛線電池輸出功率曲線，可見在電流迅速下降的拐點處，存在 P 的最大值，太陽能電池的工作點是否落在最大功率點上直接影響了對太陽能電池的利用率。 例如：需要在某市安裝一批太陽能路燈，光源功率為 30W，要求路燈每天工作 8小時 ，保證連續(xù) 7 個陰雨天能正常工作。單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換率只有 17%左右 (多晶硅約 13%，非晶硅 10%以下 )，而控制器、蓄電池、逆變器等的效率均遠高于此。如與太陽能系統(tǒng)連接，需在蓄電池與 HID 燈電子鎮(zhèn)流器間增加 DC/AC 小功率逆變器。 (3)充電效率和深放電后的恢復性能。注意防止鉛酸污染，應逐步淘汰） NiH 蓄電池（放電倍率高、低溫性能好，循環(huán)壽命長，小型系統(tǒng)采用。C 時的標準設定的。太陽能電池輸出功率 Wp 是標準太陽光照條件下，即 :歐洲委員會定義的 101 標準，輻射強度 1000W/m2，大氣質(zhì)量 ，電池溫度 25℃條件下，太陽能電池的輸出功率。全天中控制器的電源一直由蓄電池供給。高可靠性，符合 21 世紀環(huán)保節(jié)能的要求等等。目前中國太陽能光伏電池生產(chǎn)成本已大幅下降，太陽能電池的價格逐漸從 20xx 年的 40 元 /瓦降到 20xx 年的 33 元 /瓦，再到 20xx 年大約只要 15 元 /瓦，但是太陽能電池大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟上的限制。作為太陽能利用的光伏電池起初是用在人造地球衛(wèi)星上，現(xiàn)在已 開始轉(zhuǎn)向地面應用。現(xiàn)代電子系統(tǒng)的基本核心是嵌入式計算機系統(tǒng) (簡稱嵌入式系統(tǒng) )，而單片機是最典型、最廣泛、最普及的嵌入式系統(tǒng)。其中，水能、風能、潮汐能、生物能、地熱能等都因為一定的條件限制而只適于作補充能源，相對于人類對能源的巨大需求來說，只能解決局部的一些問題。設計并實現(xiàn)光線的自動檢測，在天黑或光線昏暗的情況下自動開啟路燈系統(tǒng)，天亮自動熄滅很大程度的達到節(jié)能目的。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 涉密論文按學校規(guī)定處理。目前，傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，尤其是煤炭、石油、天然氣三大化石燃料更是有限。所以 太陽能以其獨有的優(yōu)勢而成為人們重視的焦點。單片機誕生于 20 世紀 70 年代末，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SoC 三大階段。 20xx 年德國光伏市場的增幅仍可達到 35％ 。 隨著人們環(huán)保意識的增強，傳統(tǒng)照明設備的高耗電性和廢棄物污染等問題，已引起各國政府的重視，紛紛投入大量的人力、物力研發(fā)新的環(huán)保光源。在太陽能電源電路模塊實現(xiàn)太陽能到電能的轉(zhuǎn)換及存儲。 其中控制系統(tǒng)由單片機及邏輯電路實現(xiàn)。即在實際運行中，按照所需要的功率等級和電壓等級可以將若干單個光伏電池串并聯(lián)組成光伏陣列。而MPPT 控制器是自動擋的。蓄電池容量過小，不能 滿足夜晚照明的需要；容量過大，蓄電池始終處在虧電狀態(tài)，影響蓄電池壽命，也造成浪費。 (6)蓄電池組內(nèi)各單體電池的一致性。（ 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。（ 4）提高系統(tǒng)環(huán)保由于價格和技術等因素，目前太陽能路燈普遙采用免維護鉛酸蓄電池。 （ 3）蓄電池容量的確定滿足連續(xù) 10 個陰雨天正常工作的電池容量 C： C=Q（ d+1）/=208/=235Ah ，取 240Ah。本課題采用的是遍歷式的 MPPT 算法，每隔指定時間（系統(tǒng)默認為 5 分鐘）， 單片機控制其PWM（ Pulse Width Modulation，即脈沖寬度調(diào)制） 輸出信號的占空比從 10%到 90%變化一遍，同時采樣不同占空比下的光伏電池輸出功率，取出最大值，讓系統(tǒng)在相應的畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 15 占空比下運行指定時間，如此往復。也就是說，電池的工作溫度每升高 1℃ ，開路電壓約下降 2mV，約是正常室溫時的 的 ％ 。對于新的電池自放電率通常小于容量的 5％ ，但對于舊的、質(zhì)量不好的電池，自放電率可增至每月 10％ ~15％ 。 圖 蓄電池充電過程曲線 Figure pulse charge curves 蓄電池容量的計算 光伏系統(tǒng)用蓄電池的容量的計算，必須考慮太陽能電池方陣功率、直流和交流負載容量等因素，一般計算公式為： Cˊ=(DFPo)/(LUKa)。（ 3)進入夜晚：當?shù)谝淮芜M入放電控制，根據(jù)預測的蓄電池容量設置參數(shù) Case 大小。 本課題選擇紅外對管檢測人數(shù)。當受到光照時，飽和反向漏電流大大增加，形成光電流，它隨入射光強度的變化而變化。當紅外探頭接收到信號時，由 OUT 輸出低電平，無信號不接收輸高電平。由BUCK 電路實現(xiàn) MPPT 技術時，光伏陣列的輸出電壓高于蓄電池的端電壓時，才能實現(xiàn)較好的調(diào)節(jié)。圖中Vin+和 Vin連接在太陽能電池陣列的輸出端， VB 和 GND 連接鉛酸蓄電池正負兩極。其偵測原理乃是利用紅外線經(jīng) LED 紅外光發(fā)射二極管發(fā)射 ,由接收頭接受。如果路口足夠?qū)?，可以讓兩個人一起進，那用紅外無法檢測具體人數(shù)除非一個一個進，稱重相結合，或許可以解決這個問題：第一對紅外管檢測是否有人進，但進一個或兩個不知道；第二對紅外管檢測是否有人出，但出一個或兩個不知道；兩對管中間是稱重區(qū)域，即可以判斷是進了一個還是兩個人，同時可以判斷是出了一個還是兩個人。白天當光線照射到光敏電阻上時，其通過感應使電路封鎖聲音通道，使聲音脈沖不能通過，則 燈泡不受聲音控制，即聲控傳感器暫時失去作用，燈泡不亮。h V—— 光伏系統(tǒng)的電壓等級 (12V 或 24V) LED 的特性和亮滅控制 LED 的特性 高亮度 LED 一般的導通電壓在 ～ ，其電流 電壓關系為： ? ?1/ ?? KTVSF FeII 式中， IS 為飽和導通電流； VF 為正向電壓； IF 為正向電流。因為分階段充電過程符合閥控式密封鉛酸蓄電池的特性，能很好地保護蓄電池，延長其使用壽命 。光伏電池的輸出電壓和輸出電流都和負載電阻大小有關。 溫度特性和光照特性 溫度的變化會顯著改變太陽能電池的輸出性能。式中 18 為太陽電池組件工作電壓。（ 8）防盜。所以，綜上所述，本路燈設計方案選擇 LED 燈光源。 畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 11 光源與太陽能系統(tǒng)有兩種形式 :一種是配太陽能獨立供電的 HID 燈電子鎮(zhèn)流器 (或稱觸發(fā)器，下同。 太陽能用蓄電池的幾點特殊要求 (1)額定容量。從這個意義上講， MPPT 太陽能充放電控制器，勢必會最終取代傳統(tǒng)太陽能控制器。為了延長蓄電池的使用壽命，必須對它的充電放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電。單晶硅太陽能電池性能參數(shù)比較穩(wěn)定，適合在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區(qū)使用；多晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝相對簡單，價格比單晶硅低，適合在太陽光充足、日照好的東西 部地區(qū)使用；非晶硅太陽能電池對太陽光照條件要求比較低，適合在室外陽光不足的地區(qū)使用。 系統(tǒng)各部分容量的選取配合，需要綜合考慮成本、效率和可靠性。面對半導體照明市場的巨大誘惑，世界三大照明工業(yè)巨頭一通用電氣、飛利浦、奧斯拉姆集團也紛紛與半導體公司合作，成立半導體照明企業(yè)，并提出要在 20xx 年以 前，使半導體燈發(fā)光效率再提高 8 倍，價格降低 100 倍。 目前，我國太陽能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一，是全球太陽能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國家和重要的太陽能光伏電池生產(chǎn)國。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。太陽能產(chǎn)業(yè)根據(jù)其本身的特性和良好的政策環(huán)境，發(fā)展?jié)摿薮?，具有較高的投資價值。同時全球還有 20 億人得不到正常的能源供應。提出設計思路，并在此基礎上開發(fā)了相應硬件裝置和軟件。 全日制普通本科生畢業(yè)設計 基于單片機控制的節(jié)能型太陽能 LED 路燈的設計 DESIGN OF ENERGYSAVING SOLAR STREET LIGHT USING LED BASED ON MCU 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 畢業(yè)設計作者簽名： 年 月 日 畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 目 錄 摘要： .................................................................. 1 關鍵詞： ................................................................ 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 光源和應用 ................................................. 10 工作原理 ........................................................ 11 太陽能路燈需要解決的問題 ........................................ 11 3設計工作及研究方案 .................................................... 12 太陽能路燈設計思路與要點 ........................................ 12 硅太陽能電池特性和最大功率點跟蹤的原理 .......................... 12 太陽能電池的外特性 .............................................. 15 蓄電池容量的計算方法 ............................................ 16 確定蓄電池容量的主要因素 ................................... 16 蓄電池的充、放電方法 ....................................... 16 蓄電池容量的計算 ........................................... 17 的特性和亮滅控制 ............................................. 18 紅外檢測 ........................................................ 19 4硬件電路 .............................................................. 20 信號采集電路 .................................................... 20 畢業(yè)設計 (論文 )網(wǎng) : 環(huán)境光檢測電路 .