畢業(yè)設論文太陽能交通燈設計(編輯修改稿)
2025-07-25 10:38 本頁面
【文章內容簡介】 功率的計算和選用；（2）蓄電池容量，恒流充放電控制和狀態(tài)顯示；（3）放行線,綠燈亮放行30秒,黃燈亮警告5秒,然后紅燈亮禁止；（4）紅燈亮禁止30秒,綠燈亮30秒放行，放行線和禁止線交替變換；（5）系統(tǒng)的模糊控制要求；(6)遇到緊急情況，交通燈具有強制通行和全部禁止通行的功能?；谝陨系囊?，設計的系統(tǒng)必須有以下結構模塊：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)（太陽能電池組件，蓄電池，充放電控制電路），單片機控制電路，顯示電路。 第三章太陽能交通燈硬件設計太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要有太陽能電池組、蓄電池、太陽能控制器等部分組成。太陽能電池組件是將光轉變成電的變換裝置,白天在陽光照射下,太陽能電池組件通過光生伏打效應產(chǎn)生光生電壓和光生電流,所產(chǎn)生的直流電一方面通過控制器對畜電池充電,這時電能被轉化成化學能被儲存在蓄電池中,另一方面通過控制器給負載供電。到了夜晚,太陽能電池組件停止發(fā)電并停止向蓄電池充電,蓄電池通過控制器對光源放電。因此,本系統(tǒng)的設計包括太陽能電池功率的計算、蓄電池容量的選擇、充放電控制電路的設計，系統(tǒng)總框圖如圖31所示?！ D31太陽能供電系統(tǒng)框圖太陽能電池構成太陽能電池板，而太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。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。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質量和成本；當許多個太陽能電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會引起環(huán)境污染.。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當許多個電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。在太陽能電池供電系統(tǒng)中,太陽能電池方陣將太陽能輻射轉換為直流電能,通過蓄電池將其電能轉換為化學能儲存起來,我們通常稱蓄電池為光伏發(fā)電系統(tǒng)的貯能裝置。對于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),要求它能夠隨時隨地向負載提供穩(wěn)定的電能,但是,由于太陽日夜光照的間歇性和隨機性,發(fā)供電任務全都靠太陽能電池則難以實現(xiàn),必須通過貯能裝置來對太陽能電池發(fā)出來的電能進行貯存和調節(jié),在供電系統(tǒng)正常工作時,依蓄電池正常充放電狀態(tài)的變化分為多種情況:第一種是負載關閉,太陽能電池方陣正常發(fā)電,此時全部電能是向蓄電池組充電,將這些電能全部轉換成化學能貯存起來,直到蓄電池充滿后控制器保護斷開為止。第二種情況是在太陽能電池發(fā)電的同時,負載也需要工作。這時,太陽能電池將直接向負載供電,同時將多余的電能向蓄電池組進行補充電。更多的工作情況可能是,太陽能電池不再發(fā)電,負載需要的電能全部由蓄電池組提供,此時,以化學能形式存儲在蓄電池中的能量轉變?yōu)殡娔?供負載使用,所以說蓄電池既能貯存電能,還能對系統(tǒng)起著調節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。蓄電池的種類很多，在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中大多數(shù)采用的是鉛酸蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池。但考慮到蓄電池的使用權條件和價格，大部分太陽能光伏系統(tǒng)選擇鉛酸蓄電池作貯能電源，且使用不需要加水免維護型的閥控式密封型鉛酸蓄電[4]。下面對鉛酸蓄電池進行簡單介紹：(1)鉛酸蓄電池定義：電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。英語Leadacidbattery荷電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負極主要成分為鉛；放電狀態(tài)下，正負極的主要成分均為硫酸鉛。(2) 鉛酸蓄電池電極反應式充電：2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4（電解池）陽極：PbSO4+2H2O－2e－===PbO2+4H++SO42－陰極：PbSO4+2e－===Pb+SO42－放電：PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O（原電池）負極：Pb+SO42－－2e－===PbSO4正極：PbO2+4H++SO42－+2e－===PbSO4+2H2O充放電控制器是具有自動防止蓄電池組過充電和被負載過放電的設備，它是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一。控制器最重要的作用就是防止蓄電池過度充電和過度放電。由于蓄電池的投資在系統(tǒng)成本中占了較大的比重，為了最大限度延長蓄電池使用壽命，保證光伏發(fā)電系統(tǒng)能長期可靠地工作，就需要對蓄電池的充放電進行控制。雖然控制器的控制電路根據(jù)光伏系統(tǒng)的不同其復雜程度有所差異，但其基本原理是一樣的，圖32是一個基本的充放電控制器的工作原理圖，該系統(tǒng)由光伏組件、蓄電池、控制
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