【正文】 ，當蓄電池組極性接反時， D2 導通，蓄電池組通過 D2 短路放電，產生很大的電流將熔絲 BX 快速燒斷，起到“防蓄電池極性反接保護”的作用。 采用 PWM 型控制器時，開關器件 T T2 一般選用功率場效應晶體管（ MOSFET），不用繼電器。 負載負載太陽能電池方陣檢 測 控制 電 路檢 測 控制 電 路蓄電池組D 1D 2開關器件T 1開 關 器 件 T 2B X 圖 蓄電池過充、過放保護電路圖 本設計選用南京夏華電子 NL系列控制器，該系列產品電子線路配備了性能優(yōu)良的單片機微處理芯片，具有高效率充電、五個 LED 全功能顯示、蜂鳴器聲音預警及可編程的路燈控制模式等功能。該產品帶有自動溫度補償三階段的充電方式（強充電 — 均衡充電 —浮充電），由脈寬調制（ PWM）控制充電方式，可應用于全密封或不密封的鉛酸蓄電池充電。用戶還可以自己選擇，由蓄電池容量（ SOC）還是蓄電池電壓來控制深度放電保護功能。五個 LED 可清晰地顯示蓄電池的不同工作及充放電狀態(tài)。 NL 控制器具有一組可編程的路燈控制模式，當黃昏來臨，在一定延時后，負載端自動打開。用戶可自定義負載夜間打開的時長，設定時長以小時為單位，最長 可達一整夜。 20NL 控制器的規(guī)格參數(shù)如表 所示： 太陽能照明系統(tǒng)分析設計 28 表 20NL控制器的規(guī)格參數(shù) 4. LED 燈選擇 本設計選用兩個大燈桿，如圖 所示，每個燈桿上每間隔弧度 36186。安裝一盞 LED4. LED燈選 本設計選用兩個大燈桿，如圖 所示，每個燈桿上每間隔弧度 36186。安裝一盞 LED 燈，共 20 盞， 燈桿高 16m，光源高 15m，燈具的最大光強投射方向和垂線交角為 60186。，因為是一般性照明，地面照度要求 15lx。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)得： )(21210 )60t a n15( 222 mRS ????????? ? )( 21215E WKU SF r ??? ???? ?? ?光源功率 型號 20NL 負載再次接通電壓 額定電壓 12/24V 自動識別 溫度補償系數(shù) 4mV/cell*K 額定充電電流 20A 自消耗電流 4mA 額定負載電流 20A 尺寸 8010032mm 強充電壓 @25℃ 重量 180gr 均衡充電壓 @25℃ 工作溫度范圍 20~+50℃ 深度放電保護電壓 據(jù)電池容量控制，防護等級 IP22 最大線徑 16mm2（ AWG6） 太陽能照明系統(tǒng)分析設計 29 式中， Er 為平均照明度（ lx)； UF 為光通量利用系數(shù)， LED 燈具取值 ； K 為燈具維護系數(shù)， LED 燈具取值 ； S 為照明面積（ ㎡ ）； η為光效， LED 燈具取值 80lm。所以本設計選用 50W 的 LED 燈。 本設計需要 50W 高亮度 LED 路燈 20 個，多晶硅太陽能電池 30 塊， 控密封鉛酸 蓄電池 4 個。系統(tǒng)的電氣參數(shù)見表 ，結構參數(shù)見表 。 表 電氣系統(tǒng)參數(shù) 表 結構系統(tǒng)參數(shù) 設計光源 50W 高亮度LED 路燈 設計光源 50W 高亮度LED 路燈 光通量 80lm/W 單塊晶體硅太陽能電池 12V/135W 光色 暖白色 單節(jié)免維護鉛酸蓄電池規(guī)格 12V/2021A178。 h 光源壽命 大于 7 萬小時 控制器規(guī)格 24V/20A 燈桿高度 16m 組件支架 優(yōu)質鋼材 光源高度 15m 表面處理 冷鍍鋅 設計燈桿間弧度 36186。 燈桿預埋件 優(yōu)質圓鋼 燈桿材料 優(yōu)質冷軋薄鋼 燈桿 基礎 C25混凝土澆筑 太陽能照明系統(tǒng)分析設計 30 太陽能 LED 燈安裝圖 太陽能電池板L E D 燈組件支架燈柱燈柱3 0 米2 8 米0 . 6 米 圖 太陽能 LED照明系統(tǒng)安裝框架圖 太陽能電池版蓄 電 池 組充 電 控 制 器L E D 燈熔 絲 圖 太陽能 LED照明系統(tǒng)接線圖 太陽能照明系統(tǒng)分析設計 31 總 結 隨著能源危機的加劇 ， 新能源的應用日趨重要與緊迫 。 太陽能發(fā)電系統(tǒng)為新能源應用開辟了一個新領域 ， 太陽能照明系統(tǒng)作為其典型應用之一 ， 正受到各國重視 。 本文研究了太陽能電池板 、 鉛蓄電池 、控制器、 LED 燈具的特性 ， 并 設計了 太陽能 1kW 照明系統(tǒng) 。為使系統(tǒng)具有較高的 光電轉換 效率 ，采用了多晶硅太陽能電池以及 PWM 控制器 ，對蓄電池采用強充電 — 均衡充電 — 浮充電模式，提高了蓄 電池的壽命。 深夜后 ， 對照明系統(tǒng)進行半功率調節(jié) ， 進一步節(jié)約能源 。 本論文 在 設計 太陽能照明系統(tǒng)上取得了一定的成果 ， 但是也存在一些不足 ， 主要有以下幾個方面 ： 本文設計太陽能 LED 照明系統(tǒng)是獨立運行的光伏發(fā)電照明系統(tǒng) ， 沒有進行光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究 。 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與獨立光伏系統(tǒng)相比 ， 需要解決新的問題 ， 如對電網(wǎng)進行無功補償 、 功率因素的校正 、 孤島效應的解決等 。 對太陽能電池板和蓄電池的特性研究不夠深入 ， 應仔細研究太陽能電池板和蓄電池的電氣特性 ， 進行大量的實驗 ， 積累豐富的數(shù)據(jù)資料來建立更加貼近的電路模型 。 目前市 場上 的 太陽能照明系統(tǒng)基本 上 都是獨立的光伏發(fā)電照明系統(tǒng) ， 每個照明系統(tǒng)之間相互獨立 ， 無法實時觀測所有照明設備的運行狀態(tài) 。 未來太陽能照明獨立系統(tǒng)之間的通信將是研究的熱點 。 太陽能照明系統(tǒng)分析設計 32 致 謝 本論文 的設計 是在 張海麗老師 悉心指導和熱情關懷下完成的 。 在我 做畢業(yè)設計 期間 ，自始至終 都 得到了老師的親切關懷和諄淳 教誨， 老師多次詢問 設計 進展，為我指點迷津，幫助我開拓 設計 思路，精心點撥、熱忱鼓勵。老師淵博的學識 、 嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度 、 豐富的實踐經(jīng)驗 、 高尚的品德使我終身受益 。 我所取得的每一點進步，都得益于 老師 的悉心培養(yǎng)與不 倦教誨。在論文完成之際，謹向老師表示最衷心的感謝和最誠摯的敬意 。 太陽能照明系統(tǒng)分析設計 33 參考文獻 [1]邢運民 .現(xiàn)代能源與發(fā)電技術 [M].西安電子科技大學出版社 ， 2021 [2]牛山 .風、太陽與海洋 —— 清潔的自然能源 [M]北京：機械工業(yè)出版社 ， 2021 [3]高虹 .新型能源技術與應用 [M].北京： 國防工業(yè)出版社 ， 2021 [4]陳育明 .太陽能 LED 照明系統(tǒng) [M].北京： 化工工業(yè)出版社， [5]海濤 .現(xiàn)代供配電技術 [M].北京：國防工業(yè)出版社， 2021 [6]海濤 .太陽能建筑一體化技術應 用 [M].科學出版社 ， 2021 [7]陳劍 .太陽能光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤技術的研究 [D].北京：清華大學， 2021 [8]王長貴，王斯成．太陽能光伏發(fā)電實用技術 (第二版 )[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2021 [9]王東 .太陽能光伏發(fā)電技術與系統(tǒng)集成 [M].北京 :化學工業(yè)出版社， [10]趙爭鳴 .太陽能光伏發(fā)電及其應用 [M].北京 ： 科學出版社 ， 2021 [11]陳元燈 . LED 制造技術與應用 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [12]吳財福 ， 張健軒 ， 陳裕愷 .太陽能光伏并網(wǎng)及照明系統(tǒng) [M].北京 ： 科學出版社 ，2021 [13]周志敏 ， 紀愛華 .太陽能 LED 路燈的設計與應用 [M].北京 ： 電子工業(yè)出版社 ， 2021 [14]徐鐵軍．太陽能 LED 照明系統(tǒng)優(yōu)化的應用研究．華北電力大學碩士論文， 2021 [15] 太陽光電協(xié)會 編 [日 ] 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設計與施工 [M]. 北京：科學出版社， 2021 [16]楊貴恒，強生澤，張穎超，鄭勇 .太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及其應用 [M].北京：化學工業(yè)出版社， [17]周志敏，紀愛華 .太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設計與應用實例 [M].北京：電子工業(yè)出版社， [18]崔容強，趙春江，吳達成 .并網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) [M].北京：化學工業(yè)出版社， [19]楊金煥，于化叢，葛亮 .太陽能光伏發(fā)電應用技術 [M].北京：電子工業(yè)出版社， [20]吳理博，劉建政，王健，趙爭鳴 .電力電子在太陽能路燈照明系統(tǒng)中的應用 [D].北京： 清華大學電機工程與應用電子技術系， 2021 [21]李曉飛 .光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤方法研究 [D].鄭州：鄭州大學電氣工程學院， [22]楊成銀 .基于蓄電池組均充模式的太陽能 LED 照明系統(tǒng)研究 [D].貴州：貴 州大學， 太陽能照明系統(tǒng)分析設計 34 [23]謝力 .太陽能 LED 路燈控制系統(tǒng)的研究 [D].北京：北京交通大學， [24]董宇航 .太陽能 LED 照明驅動及測試系統(tǒng)的設計 [D].遼寧：遼寧大學， [25]劉卓 .太陽能 LED 照明系統(tǒng) [D].上海：復旦大學， 太陽能照明系統(tǒng)分析設計 35 附錄 A 我國各大城市的太陽能輻射參數(shù) 城市 緯度角 248。/（ 186。） 最佳傾角 /（ 186。） 斜面日均輻射 量 /（ kJ/m2） 日輻射量 Ht /（ kJ/m2） 哈爾濱 248。+3 15838 12703 長春 248。+1 17127 13572 沈陽 248。+1 16563 13793 北京 248。+4 18035 15261 天津 248。+5 16722 14356 呼和浩特 248。+3 20215 16574 太原 248。+5 17394 15061 烏魯木齊 248。+12 16594 14464 西寧 248。+1 19617 16777 蘭州 248。+8 15842 14966 銀川 248。+2 19615 16553 西安 248。+14 12952 12781 上海 248。+3 13691 12760 南京 248。+5 14207 13099 合肥 248。+9 13299 12525 杭州 248。+3 12372 11668 南昌 248。+2 13714 13094 福州 248。+4 12451 12021 濟南 248。+6 15994 14043 鄭州 248。+7 14558 13332 武漢 248。+7 13707 13201 長沙 248。+6 11589 11377 廣州 248。7 12702 12110 太陽能照明系統(tǒng)分析設計 36 續(xù)表 城市 緯度角 248。/（ 186。） 最佳傾角 /（ 186。） 斜面日均輻射 量 /（ kJ/m2） 日輻射量 Ht /（ kJ/m2） 南寧 248。+5 12734 12515 成都 248。+2 10304 10392 貴陽 248。+8 10235 10327 昆明 248。8 15333 14194 拉薩 248。8 24151 21301