【導讀】出，節(jié)能和環(huán)保是中國實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展急需解決的問題。照明消耗電能約占全部電能消耗的12%～15%，作為能源消耗的大戶，必須盡快尋找可以替代傳統(tǒng)光源的新一代節(jié)能環(huán)保光源。陽能資源情況見表1-1。條道路是尋求新能源和可再生能源的利用；另一條是尋求新的節(jié)能技術(shù)，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。巨量可再生能源，每天達到地球表面的輻射能大約等于億萬桶石油，可以說是取之不盡、用之不竭。經(jīng)逐漸形成規(guī)模，太陽能發(fā)電在路燈照明領(lǐng)域發(fā)展已經(jīng)日趨完善。來了快速發(fā)展的新階段。在“光明工程”和“送電到鄉(xiāng)”等國家項目及。世界光伏發(fā)電市場的有力拉動下，我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。

　　

【正文】 達 8mA，故不必添加驅(qū)動電路，亮度也較理想。 過充、過放控制電路 過充控制，就是在蓄電池處于過充狀態(tài)時斷開充電電路，過放控制電路就是在蓄電池處于過放狀態(tài)時斷開放電電路。過充、過放控制都是 41 為了保護蓄電池， 延長蓄電池的使用壽命。過充、過放控制電路如圖 56。過充、過放判斷的依據(jù)主要是蓄電池電壓的高低，其工作原理如下： 過充控制電路中將繼電器 J1 的開關(guān)串聯(lián)在充電電路中，當白天有太陽光時處于正常充電狀態(tài)時，由太陽能板吸熱經(jīng)繼電器開關(guān)常閉點向蓄電池充電，當蓄電池的電壓高于 26V 時，認為蓄電池處于過充狀態(tài)， U1A“ ”端電壓高于“ +”端電壓時 U1A 輸出“ ”，低電平，使 Q1 截止，同時 Q2 導通，繼電器線圈 J1 通電，則繼電器常閉點斷開，常開點閉合，充電電路斷開過充指示燈亮，停止向蓄電池充電，達到過充保護功能。 圖 56 過充過放控制電路 過放控制電路中將繼電器 J2 的開關(guān)串聯(lián)在放電電路中，當處于正常放電狀態(tài)時，放電電路正常工作。在晚上由蓄電池向負載供電時，當蓄電池的電壓低于 22V 時，認為蓄電池處于過放狀態(tài)，此時 U1B“ +”端電壓低于其“ ”端電壓時， U1B 輸出“ ”低電平，使 Q3 截止，同時Q4 導通，繼電器線圈 J2 通電，繼電器開關(guān)由常閉點轉(zhuǎn)到常開點 ，放電電路就斷開，過放指示燈亮停止向負載供電。達到過放保護功能。 42 DS1302 的結(jié)構(gòu)及工作原理 在設(shè)計中一般使用的計時功能電路有軟件計時，定時器定時，但其缺點是計時有誤差，需要隔一段時間校正一次；另一種就硬件計時，現(xiàn)在流行的串行時鐘電路很多，如 DS130 DS130 PCF8485 等。這些電路的接口簡單、價格低廉、使用方便，被廣泛地采用 [17]。在設(shè)計中采用是硬件定時，時鐘芯片 DS1302。 DS1302 是 DALLAS 公司的一種具有涓細電流充電能力的電路，主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉 電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通 晶振。 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能。 工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。 DS1302 內(nèi)部有一個 31179。 8 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。 圖 57 51302 與單片機連接圖 43 圖 57 為與單片機的連接圖 ,其中 Vcc1 為主電源， VCC2 為后備電源。在一般情況下，由主電源供電，同時主電源向備用電源充電，在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當 Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。當 Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外 接 晶振。 RST 是復位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當 RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc≥ 之前， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。圖中 SCL、I/O、 RST 與單片機連接實現(xiàn) 1302 的讀寫控制。 存儲器 AT24C02 簡介 存儲器 AT2402 的 1， 2， 3 腳為空腳， 4 腳為接地端， 5 腳為數(shù)據(jù)端，6 腳為時鐘端， 7 腳為寫保護端口， 8 腳為電源端口。其與單片機的連接如圖 6 所示： 圖 58 24C02 與單片機連接圖 AT24C02 在本設(shè)計中的作用是掉電存儲器，是為了防止電源突然斷 44 開的時候，用戶的信息不會丟失，存儲當前設(shè)定的信息。 AT24C02 是ATMEL 公司的 2KB 字節(jié)的電可擦除存儲芯片，由于 AT24C02 的數(shù)據(jù)線和地址線是復用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線 SCL（移位脈沖）和 SDA（數(shù)據(jù) /地址）與單片機傳送數(shù)據(jù)。電壓最低可以到 ，額定電流為 1mA，靜態(tài)電流 10uA()，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存相當長的時間，而且采用 8 腳的 DIP 封裝，使用方便。 表 57 24C02 的管腳介紹 圖中 R1 R19 為上拉電阻，其作用是減少 AT24C02 的靜態(tài)功耗。每當設(shè)定一次信息，系統(tǒng)就自動調(diào)用存儲程序，將信息保存在芯片內(nèi)；當系統(tǒng)重新上電的時候，自動調(diào)用讀存儲器程序，將存儲器內(nèi)的信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。 太陽能充放電控制器的主要作用是保護蓄電池。基本功能則必須具備過充保護、過放保護、光控、時控與防反接等。 當蓄電池電壓達到設(shè)定值后就改變電路的狀態(tài)。在選用器件上，目管腳名稱 功能 A0、 A A2 器件地址選擇 SDA 串行數(shù)據(jù) /地址 SCL 串行時鐘 WP 寫保護 VCC +～ GND 地 45 前有采用單片機的，也有采用比較器的，方案較多，各有特點和優(yōu)點。 （ 1） 我們選用 CLP125A/ST 型太陽能 LED 路燈控制器，此控制器適合 120W 以下（ 12V）的太陽能 LED 路燈系統(tǒng)的自動控制，具有防止蓄電池過充電、過放電、反向放電功能。根據(jù)設(shè)定定時關(guān)閉照明燈具，或者根據(jù)光線強弱自動關(guān)閉照明燈具。 充電指示燈亮起表示正在充電，閃爍表示正在浮充電，不亮表示充電已停止。負荷指示燈亮起表示有輸出，負載可以工作；不亮表示沒有輸出，負載不能工作。 CLP125A/ST 型太陽能 LED 路燈控制器的技術(shù)指標見表 58。 表 58 CLP125A/ST 型太陽能 LED 路燈控制器技術(shù)參數(shù)表 （ 2） CLP125A/ST 型太陽能 LED 路燈控制器的接線 CLP125A/ST 型路燈控制器的接線方法如圖 59 所示。揭開控制器上蓋，露出接線端子，按上蓋圖示進行接線。將蓄電池正、負極正確、牢固地連接到控制器的 4端子上。負荷指示燈閃爍一下且 30S后亮起，額定電壓 12V 供電停止電壓 或 額定充電電流 5A 供電恢復電壓 或 額定負載電流 5A 充電停止電壓 14V 工作溫度 20～ +60℃ 停止充電壓溫度系數(shù) 3mV/℃ 外形尺寸 131 ㎜179。 69㎜179。 49㎜ 凈重 120g 46 表示連接正確。 將太陽能電池正、負極正確、牢固地連接到控制器的 2 端子上。將負載正、負極正確、牢固地連接到控制器的 6 端子上。 圖 59 CLP125A/ST 型路燈控制器的接線圖 （ 3） CLP125A/ST 型太陽能 LED 路燈控制器主燈關(guān)閉方式的設(shè)定 按下 Set 鍵不放，片刻后綠燈開始閃爍，從“ 0”開始，沒閃爍一下定時數(shù)增加 。達到需要的時間后，松開鍵，設(shè)定完成，此時關(guān)閉主燈的方式為時控方式。超過 10h 后。綠燈轉(zhuǎn)為快速閃爍，松開鍵，設(shè)定完成， 此時 關(guān)閉主燈的方式為光控方式。 關(guān)閉方式查詢步驟如下。 A 按下 Set 鍵 1s，松開。 B 時控方式：綠燈閃爍一下代表 （每秒 2 次）。 C 光控方式：快閃 4s（每秒 10 次）。 D 光控有 30s 延時，以避免如雷電、汽車燈光的干擾。 （ 4）控制器的防水，控制器大都裝于燈罩、蓄電池箱中，一般也不會進水，但在實際工程案例中有些因為安裝不當或者有的控制器的電路 47 板沒有做三防漆處理，會因為雨水順著控制器端子的外接線流入控制器造成 短路。所以在施工時應該注意將控制器端子內(nèi)部連接線彎成“ U”字 型并固型 , 暴露在外部的連接線 也固定為“ U”型，這樣雨水就無法淋入 造成控制器短路，另外還可在內(nèi)外線接口處涂抹防水膠來防水。 光源的設(shè)計及選擇 使用 LED 作為照明的理由 目前，照明約占世界總能耗的 20%，若能以高效率的 L E D 取代目前低效率、高耗電的傳統(tǒng)照明，無疑對緩解當前越來越緊迫的能源和環(huán)境問題起到舉足輕重的作用。雖然 L E D 的應用現(xiàn)在仍處于初期階段，但與現(xiàn)行照明設(shè)備比較， LED 照明優(yōu)點仍然突出：（ 1）發(fā)光效率高、耗能少 LED 的光效預計可達到 200lm/W 以上，而且光的單色性好、光譜窄。在同等照明效 果下， LED 的耗電量是白熾燈的 1/8，熒光燈的 1/2。（ 2）使用壽命長 LED 的使用壽命可以長達近十萬小時，而白熾燈一般為 1000～ 2020h，熒光燈為 6000～ 8000h。（ 3）安全環(huán)保 LED 為全固態(tài)發(fā)光體，耐振、耐沖擊，而且發(fā)熱量低，無熱輻射，無污染。（ 4）啟動時間短 LED 的響應時間只有幾十納秒，因此適合用在一些需要快速響應的場合。（ 5）體積小 LED 具有小型化、平面化、可設(shè)計性強的特點，可以使人們從傳統(tǒng)的點線光源點局限中解放出來，實現(xiàn)照明的隨意布置。白光 LED 的發(fā)光效率現(xiàn)已突破 60lm/W，據(jù)預測，隨著 LED 單價的下降，到 2020 年左右，白光 LED 照明將逐步取代白熾燈和熒光燈，成為主流的照明光源。 LED 是低壓驅(qū)動的冷光源，它的性能受使用條件和驅(qū)動器性能的制約。 48 所選用的 LED 路燈特點 （ 1） 配光設(shè)計（蝙蝠翼型配光透鏡）： 合理控制光的分布使光斑呈矩形，保證理想的路面亮度及均勻度的同時，很好的消除眩光并使光能利用率發(fā)揮到極致； （ 2） 透鏡與燈罩一體化設(shè)計： 透鏡陣列同時擔當聚光與防護作用，避免了光的重復浪費，降低了光的損耗，同時也減輕了大功率 LED 路燈的重量，并使結(jié)構(gòu)簡單化，讓產(chǎn)品更加輕??； （ 3） E40 標準燈頭： 燈頭可 360176。旋轉(zhuǎn)。燈頭擰緊后仍可隨意旋轉(zhuǎn)，保證出光面調(diào)整到最佳位置；外觀輕薄，燈罩不會老化發(fā)黃 （ 4）節(jié)能顯著： 采用超高亮大功率 LED 光源配合高效率電源，比傳統(tǒng)鈉燈、汞燈節(jié)電 60%以上；相當于普通 100W 高壓鈉燈； （ 5）應用： 適合庭院、道路照明。 產(chǎn)品參數(shù) 產(chǎn)品參數(shù)如表 59 所示： 表 59 產(chǎn)品參數(shù) 輸入電壓（ V） 85265V AC 功率因數(shù) ≥ LED功耗 30W LED顆數(shù) 28顆 LED光通量 2520LM 49 產(chǎn)生尺寸 258*97*67mm 路燈色溫 黃色 30003500K，白色 40006000K 燈頭 E40燈頭 推薦燈桿高度 36米 ,燈桿間距 :1015m 平均照度 15LUX 工作環(huán)境濕度 4055℃ 太陽能電池最佳傾角的設(shè)計 為了讓太陽能電池組件在一年中接收到的太陽輻射能盡可能的多，我們要為太陽能電池組件選擇一個最佳傾角。 本設(shè)計中采用固定式安裝必須進行最佳傾角的計算，以保證系統(tǒng)發(fā)電量最佳，在本方案中通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比進行最佳傾角的選擇。 為了保證系統(tǒng)有足夠高的效率以及最大的發(fā)電量，電池板必須按一定的傾角進行安裝。因此有必要先計算不同傾角對效率和發(fā)電量的影響，這個影響可以用在太陽能組件板面上的日平均輻照強度來量化，輻照強度越大則電池板的效率越高，發(fā)電量也越大。如表 510 是在最佳傾角時斜面上的輻照強度表： 表 510 最佳傾角（ 51 度）輻照度表 地點 緯度 最佳傾角 一月 二月 三月 四月 五月 六月 沈陽地區(qū) 北緯41 176。46′ 51176。 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 經(jīng)過計算比較，取 51176。最為合適，所以固定式安裝的最佳傾角為51176。 50 LED 路燈工程設(shè)計 LED 路燈道路照明設(shè)計 （ 1）燈具布置 道路照明設(shè)計應根據(jù)道路和場所的特點及照明要求，選擇常規(guī)照明方式或高桿照明方式，常規(guī)照明燈具的布置可分為單側(cè)布置、雙側(cè)交互布置、雙側(cè)對稱布置、中心對稱布置和橫向懸索布置五種基本方式，如圖 , ,照明方式時，應根據(jù)道路橫斷面形式 ,、寬帶及照明要求進行選擇，并應符合下列要求： （ 1）燈具的懸挑長度不宜超過安裝高度的 1∕ 4。 （ 2）燈具的仰角不宜超過 15186。 燈具的布置方式、安裝高度及間距可按表 511