光伏電能在城市路燈照明中的應(yīng)用設(shè)計(jì).pdf

1、21世紀(jì)以來(lái)，隨著世界能源危機(jī)的加劇，太陽(yáng)能作為地球上最普遍最清潔的能源，以其取之不盡、用之不竭、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，受到人類的重視。在人類生活中，太陽(yáng)能光伏的應(yīng)用非常的廣泛，其應(yīng)用的基本形式可分為兩大類：獨(dú)立發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電。隨著光伏技術(shù)的發(fā)展和世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始有計(jì)劃地推廣城市光伏并網(wǎng)發(fā)電，主要是建設(shè)戶用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)和MW級(jí)集中型大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等，同時(shí)在城市建設(shè)中對(duì)城市照明等方面也大力的推廣了太陽(yáng)能光伏的應(yīng)用。

2、目前，國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能光伏技術(shù)在城市亮化照明中的應(yīng)用業(yè)已呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢(shì)頭。城市道路、學(xué)校、公園、住宅小區(qū)等場(chǎng)所的路燈、指示牌、草坪燈等都逐漸采用太陽(yáng)能光伏照明技術(shù)，使城市公共照明更加環(huán)保、節(jié)能、方便、安全。
　　 本課題積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排、發(fā)展低碳型經(jīng)濟(jì)的號(hào)召，以實(shí)際應(yīng)用為目的，從太陽(yáng)能電池的光伏特性出發(fā)，圍繞太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)和LED照明技術(shù)，設(shè)計(jì)了滿足山西太原市道路照明使用的太陽(yáng)能LED路燈照明系統(tǒng)。系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池、蓄電池

3、、控制器、LED燈源及其恒流驅(qū)動(dòng)電路等部分組成，通過(guò)太陽(yáng)能硅光電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能存儲(chǔ)到蓄電池中,由蓄電池為整個(gè)系統(tǒng)提供電能。
　　 本課題分析研究了太陽(yáng)能電池功率的選取原則以及與蓄電池容量的匹配方法，對(duì)太陽(yáng)能電池功率和蓄電池容量等參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，解決了太陽(yáng)能LED路燈系統(tǒng)由于控制器對(duì)蓄電池保護(hù)不充分經(jīng)常使蓄電池處于過(guò)放電或者過(guò)充電而造成蓄電池壽命短和系統(tǒng)可靠性不高的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)路燈光源LED的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題也進(jìn)行了分析研究。因而

4、研究重點(diǎn)集中在：
　　 首先，太陽(yáng)能路燈控制器的硬件優(yōu)化設(shè)計(jì)。選用ATmega128單片機(jī)作為控制器主控芯片，通過(guò)主控芯片來(lái)控制蓄電池充放電，設(shè)計(jì)了基于ATmega128單片機(jī)具有自適應(yīng)功能的太陽(yáng)能路燈控制器，使蓄電池不會(huì)發(fā)生過(guò)充電和過(guò)放電現(xiàn)象，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命，提高了太陽(yáng)能LED路燈系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。在蓄電池充電部分設(shè)計(jì)出了快充和慢充兩個(gè)不同的階段，從而能更好的保護(hù)蓄電池。同時(shí)，對(duì)太陽(yáng)能控制器的軟件部分進(jìn)行程序編寫和調(diào)試

5、。
　　 其次，就負(fù)載LED的電氣特性、功率選取、組合方式等問(wèn)題進(jìn)行分析研究，重點(diǎn)對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路硬件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終在選用PAM公司PAM2842驅(qū)動(dòng)芯片的基礎(chǔ)上，進(jìn)行LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)搭建，實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用功能。PAM2842選擇輸入電壓24V，驅(qū)動(dòng)由10個(gè)3W白光LED串聯(lián)所組成的路燈光源，通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)其進(jìn)行恒流700mA輸入，保證了路燈工作的穩(wěn)定性，同時(shí)還具有過(guò)壓保護(hù)，通過(guò)設(shè)計(jì)將電壓限制在37.2V，若某單個(gè)LED短路時(shí)不