太陽能智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)論文

1、<p>　　自 學(xué) 考 試 畢 業(yè) 論 文</p><p>　　題 目 太陽能智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) 光伏材料應(yīng)用技術(shù) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　

2、準(zhǔn)考證號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　2013年4月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p&g

3、t;　　本文介紹了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的背景和國內(nèi)以及國外的太陽能發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，并介紹了離網(wǎng)型和并網(wǎng)型的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，分析了太陽能光伏發(fā)電的利用原理和發(fā)展優(yōu)勢，說明了太陽能電池最大功率跟蹤的原理以及一些常用的方法，并比較了他們的優(yōu)缺點，介紹了太陽能蓄電池的工作原理和一些常用方法；隨著全球能源危機和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，開發(fā)利用清潔的可再生能源勢在必行，太陽能成為了當(dāng)今世界上最清潔、最具有規(guī)模開發(fā)前景的可再生能源之一，其中光伏并網(wǎng)

4、發(fā)電是太陽能利用的主要趨勢。通過所學(xué)知識設(shè)計了一個太陽能路燈智能控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)運行均為自動控制，工作原理簡單，安裝方便。</p><p>　　關(guān)鍵詞：離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)；并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)；變換器；智能路燈。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要Ⅱ</b></p>&

5、lt;p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1太陽能光伏發(fā)電的背景1</p><p>　　1.2太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.2.1我國太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.2.2國外太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢3</p

6、><p>　　第二章 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的介紹4</p><p>　　2.1太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)點5</p><p>　　2.2并網(wǎng)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)6</p><p>　　2.3離網(wǎng)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)7</p><p>　　2.4太陽能電池最大功率點跟蹤8</p><p>　　2.4.1太陽

7、能電池最大功率點跟蹤原理及方法8</p><p>　　第三章 鉛酸蓄電池11</p><p>　　3.1太陽能蓄電池的工作原理11</p><p>　　3.2太陽能控制器13</p><p>　　3.2.1太陽能控制器的充電保護模式13</p><p>　　3.3光伏逆變器14</p><

8、;p>　　第四章 太陽能路燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計16</p><p><b>　　總結(jié)21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b&g

9、t;</p><p>　　1.1太陽能光伏發(fā)電的背景</p><p>　　全球石油剩余可開采年限僅有41年，天然氣剩余可采年限61.9年，煤炭剩余可采年限230隨著全球能源消費量不斷提高，常規(guī)非可再生能源已經(jīng)不能滿足大多數(shù)國家的供給需求。根據(jù)世界能源權(quán)威機構(gòu)的分析，按照目前已經(jīng)探明的化石能源儲量以及開采速度來計算，年。另一方面，一次性能源的開采和應(yīng)用也是造成生態(tài)破壞和全球環(huán)境污染的一個重要

10、原因。因此，可再生新能源的開發(fā)使用是人類長久發(fā)展的必要條件，也是我們可持續(xù)性發(fā)展的根本之法。 </p><p>　　新能源光伏發(fā)電，作為可再生清潔能源，因其具有安全可靠、無噪聲、無污染、制約少、故障率低、維護簡便、資源廣闊等其他常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點，被公認(rèn)是21世紀(jì)重要的新能源，已廣泛應(yīng)用在并網(wǎng)發(fā)電、民用發(fā)電、公共設(shè)施以及一體化節(jié)能建筑等方面，目前晶體硅光伏發(fā)電系統(tǒng)占據(jù)新能源光伏發(fā)電市場的主要地位。</p

11、><p>　　自人類社會誕生以來，能源一直是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著社會的發(fā)展，能源在社會發(fā)展中的重要性越來越突出，尤其是近年來各國日益呈現(xiàn)出來的能源危機問題，更加明顯地把能源置于社會發(fā)展的首要地位。根據(jù)《BP世界能源統(tǒng)2005》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以目前的開采速度計算，全球石油儲量可供生產(chǎn)40多年，天然氣和煤炭則分別可以供應(yīng)67年和164年。而我國的能源資源儲量情況更是危機逼人，按2000年底的統(tǒng)計，探明可開發(fā)能

12、源總儲量約占世界總量的10.1%。我國能源剩余可開采總儲量的結(jié)構(gòu)為:原煤占58.8%，原油占3.4%，天然氣占1.3%，水資源占36.5%。我國能源可開發(fā)剩余可采儲量的資源保證程度為129.7年。自從工業(yè)革命以來，約80%溫室氣體造成的附加氣候強迫是由人類社會活動引起的，其中CO2的作用約占60%，而化石能源的燃燒是CO2的主要排放源。[1] </p><p>　　大規(guī)模使用新能源光伏發(fā)電電能，能有效減少二氧化碳

13、的排放，減少溫室效應(yīng)，改善地球氣候。2005年2月16日，由聯(lián)合國141個成員國家共同簽署的《京都協(xié)議書》正式生效，將再生能源的開發(fā)與規(guī)劃推向一個新的階段。從目前發(fā)展?fàn)顩r來說，新能源光伏發(fā)電雖然發(fā)展整體規(guī)模要小于風(fēng)能，但是增長速度最快。隨著多晶硅提純技術(shù)的應(yīng)用及硅片加工技術(shù)進一步成熟，光電轉(zhuǎn)換效率的提高以及其他工藝技術(shù)的發(fā)展，包括新能源光伏發(fā)電在內(nèi)的可再生能源完全有可能完成從補充能源到常規(guī)能源的角色轉(zhuǎn)換。 </p><

14、;p>　　我國擁有豐富的新能源與可再生能源可供開發(fā)利用，近十年來的高長使我國迫切需要加大對新能源和可再生能源的開發(fā)利用，以解決能源題，保障能源供應(yīng)安全。近年來，由于各級政府和社會各界的高度重視可再生能源的開發(fā)和利用方面取得了較快發(fā)展，并于2005年2月28日通過了《再生能源法》，該法已于2006年1月1日起實施，這對于我國可再生能具有十分重要的意義。[2]</p><p>　　目前世界大部分國家能源供應(yīng)不足

15、，不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要，各國紛紛出臺各種法規(guī)支持開發(fā)利用新能源和可再生能源，使得新能源和可再生能源在全球升溫。20世紀(jì)90年代以來，以歐盟為代表的地區(qū)集團，大力開發(fā)利用可再生能源，連續(xù)10年可再生能源發(fā)電的年增長速度都在15%以上。以德國、西班牙為代表的一些國家通過立法方式，促進可再生能源的發(fā)展，1999年以來可再生能源年均增長速度均達(dá)到30%以上。西班牙2003年風(fēng)力發(fā)電裝機占到全機總量的4%，德國在過去11年間，風(fēng)力發(fā)電增長21倍

16、，2003年占全的3.1%。瑞典和奧地利的生物質(zhì)能源在其能源消費結(jié)構(gòu)中高達(dá)15%以上。[3]</p><p>　　從我國國內(nèi)的市場容量來看，截止2003年，我國邊遠(yuǎn)地區(qū)、山區(qū)近期市場潛力高達(dá)1420MWp（Wp是太陽能電池輸出功率），綜合考慮到以后用電水平的提高，最終市場容量將超過3000MWp。各類大型綠色照明示范工程、2010上海世界博覽會場館建設(shè)也是近期國內(nèi)需求的主要來源之一。此外，根據(jù)2007年《上海市1

17、0萬個太陽能屋頂計劃》預(yù)測，到2015年，上海市將有超過10萬個屋頂有望安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)，總投資105億元，裝機總?cè)萘拷咏?00MWp。 </p><p>　　從國家產(chǎn)業(yè)政策來看，2006年1月1日，《可再生能源法》正式實施，明確提出“國家鼓勵單位和個人安裝和使用太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能供熱采暖和制冷、新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)等太陽能利用系統(tǒng)”，為可再生能源地位確立、價格保障、稅收優(yōu)惠政策等提供了法律保障。十一五期間，

18、很多地方政府都相繼發(fā)布了比較完備的新能源推廣政策和相應(yīng)的太陽能屋頂計劃，例如《國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于開展大型并網(wǎng)光伏示范電站建設(shè)有關(guān)要求的通知》、《2005-2007上海市太陽能開發(fā)利用行動計劃》、《江蘇省能源產(chǎn)業(yè)科技示范工程2005-2007實施方案》等，將發(fā)展可再生能源落實到具體的政策以及地方法規(guī)中，為整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建立了政策法制基礎(chǔ)。相比世界發(fā)達(dá)國家，我國的光伏市場仍然處于起步階段，目前國內(nèi)生產(chǎn)的光伏電池/組件主要用于出口。 &

19、lt;/p><p>　　1.2太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢</p><p>　　當(dāng)今世界各國特別是發(fā)達(dá)國家對于太陽能光伏發(fā)電十分重視，針對其制定規(guī)劃，增加投入，大力發(fā)展。20世紀(jì)80年代以來，即使是在世界經(jīng)濟從總體上處于衰退和低谷的時期，太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)也一直以10%-15%的遞增速度在發(fā)展。[4]90年代后期，發(fā)展更為迅速，成為全球增長速度最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。</p>

20、<p>　　1.2.1我國太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢</p><p>　　20世紀(jì)90年代以來是我國太陽能光伏發(fā)電快速發(fā)展的時期，在這一時期我國光伏組件生產(chǎn)能力逐年增強，成本不斷降低，市場不斷擴大，裝機容量逐年增加，2004年累計容量達(dá)35MW，約占世界份額的3%。10多年來，我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)長期平均維持了全球市場1%左右的份額。到2020年前，我國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)將會得到不斷的完善和發(fā)展，

21、成本將不斷下降，太陽能光伏發(fā)電市場發(fā)生巨大的變化:2005-2010年，我國的太陽能電池主要用于獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電成本到2010年將約為1.20元/(kW·h);2010-2020年，太陽能光伏發(fā)電將會由獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電成本到2020年將約為0.60元/(kw·h)。到2020年，我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平有望達(dá)到世界先進行列。[5]</p><p>　　1.2.2

22、國外太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢</p><p>　　到2004年，世界太陽能光伏發(fā)電裝機總?cè)萘窟_(dá)到964.9MW，到2005年底，達(dá)到4961.69MW。己經(jīng)商業(yè)化、實用化的太陽能光伏電池主要有單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池、聚光電池、帶狀硅電池以及薄膜電池等幾類。在國際市場上目前太陽能光伏電池的價格大約為3.15美元/W，并網(wǎng)系統(tǒng)價格為6美元/w，發(fā)電成本為0.25美元/(kw·h)。光伏電池的

23、發(fā)電轉(zhuǎn)化效率也不斷提高，晶體硅光電池轉(zhuǎn)化率達(dá)到15%，單晶硅光電池轉(zhuǎn)化率是23.3%，砷化鎵光電池轉(zhuǎn)化率是25%，在實驗室中特制的砷化嫁光電池轉(zhuǎn)化率己達(dá)35%-36%。太陽能光伏電池/組件使用壽命大大增長，可使用30多年。目前，太陽能光伏發(fā)電主要集中在日本、歐盟和美國，其太陽能光伏發(fā)電量約占世界光伏發(fā)電量的80%。今后太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要圍繞高效率、低成本、長壽命、美觀實用等方向發(fā)展。專家們預(yù)測到2050年，太陽能光伏發(fā)電在發(fā)電總量中

24、將占13%-15%，到2100年將約占64%。</p><p>　　第二章 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的介紹</p><p>　　太陽能是一種能量巨大的可再生能源，據(jù)估算，太陽能傳送到地球上每40秒鐘就有相當(dāng)于210億桶石油的能量傳送到地球，相當(dāng)于全球一天的能源。在目前的幾種新能源技術(shù)中，太陽能以其突出的優(yōu)勢被定位為的未來能源，有無盡的潛力。太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能電池將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能的一

25、種發(fā)太陽能電池單元是光電轉(zhuǎn)化的最小單位，將太陽能電池單元進行串并聯(lián)可以做成太陽能電池組件，其功率一般為幾瓦到幾百瓦，這種太陽能電池組件可以單獨作為電源使用的最小單元，可以將太陽能電池組件進行進一步的串并聯(lián)，構(gòu)成太陽能電池方陣，以滿足負(fù)載所需要的功率輸出。[6]</p><p>　　獨立太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電不與電網(wǎng)連接的發(fā)電方式，典型特征為需要用蓄電池來存儲夜晚用電的能量，獨立太陽能光伏發(fā)電在民用范圍內(nèi)

26、主要用于邊遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，如家庭系統(tǒng)、村級太陽能光伏電站；在工業(yè)范圍內(nèi)主要用于電訊、衛(wèi)星廣播電視、太陽能水泵，在具備風(fēng)力發(fā)電和小水電的地區(qū)還可以組成混合發(fā)電系統(tǒng)，如風(fēng)力發(fā)電/太陽能發(fā)電互補系統(tǒng)等。并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電連接到國家電網(wǎng)的發(fā)電的方式，成為電網(wǎng)的補充，典型特征為不需要蓄電池。民用太陽能光伏發(fā)電多以家庭為單位，商業(yè)用途主要為企業(yè)、政府大樓、公共設(shè)施、安全設(shè)施、夜景美化景觀照明系統(tǒng)等的供電，工業(yè)用途如太陽能農(nóng)場。</

27、p><p><b>　　圖1光伏發(fā)電系統(tǒng)</b></p><p>　　目前太陽能利用的方式有:太陽能光伏發(fā)電，太陽能熱利用，太陽能動力利用，太陽能光化利用，太陽能生物利用和太陽能光-光利用。其中太陽能光伏發(fā)電以其優(yōu)異的特性近年來在全世界范圍得到了快速發(fā)展，被認(rèn)為是當(dāng)前具有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，各發(fā)達(dá)國家均投入巨資競相研究開發(fā)，并產(chǎn)業(yè)化進程，大力開拓太陽能光伏發(fā)電的市場應(yīng)用

28、。</p><p>　　2.1太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)點</p><p>　　1、太陽能取之不盡，用之不竭，地球表面接受的太陽輻射能，能夠滿足全球能源需求的1萬倍。只要在全球4%沙漠上安裝太陽能光伏系統(tǒng)，所發(fā)電力就可以滿足全球的需要,太陽能發(fā)電安全可靠，不會遭受能源危機或燃料市場不穩(wěn)定的沖擊；</p><p>　　2、太陽能隨處可處，可就近供電，不必長距離輸送，避免了長距

29、離輸電線路的損失；</p><p>　　3、太陽能不用燃料，運行成本很低；</p><p>　　4、太陽能發(fā)電沒有運動部件，不易用損壞，維護簡單，特別適合于無人值守情況下使用；</p><p>　　5、太陽能發(fā)電不會產(chǎn)生任何廢棄物，沒有污染、噪聲等公害，對環(huán)境無不良影響，是理想的清潔能源；</p><p>　　6、太陽能發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短，方

30、便靈活，而且可以根據(jù)負(fù)荷的增減，任意添加或減少太陽能方陣容量，避免浪費。</p><p>　　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)按是否與電網(wǎng)連接可分為獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，該系統(tǒng)中的能量能進行雙向傳輸。在有太陽能輻射時，由太陽能電池陣列向負(fù)載提供能量;當(dāng)無太陽能輻射或太陽能電池陣列提供的能量不夠時，由蓄電池向系統(tǒng)負(fù)載提供能量。該系統(tǒng)可為交流負(fù)載提供能量，也可為直流負(fù)載提供能量，當(dāng)太陽

31、能電池陣列能量過剩時，可以將過剩能量存儲起來或把過剩能量送入電網(wǎng)。該系統(tǒng)功能全面，但是系統(tǒng)過于復(fù)雜，成本高，僅在大型的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中才使用這種結(jié)構(gòu)，并具有上述全面的功能;而一般使用的中小型系統(tǒng)僅具有該系統(tǒng)的部分功能。[7]</p><p>　　圖2太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)</p><p>　　2.2并網(wǎng)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)</p><p>　　并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由

32、光伏電池方陣、控制器、并網(wǎng)逆變器組成，不經(jīng)過蓄電池儲能，通過并網(wǎng)逆變器直接將電能輸入公共電網(wǎng)。與公共電網(wǎng)相連接的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽能電池陣列輸出的直流電轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)電壓同幅、同頻、同相的交流電，并實現(xiàn)與電網(wǎng)連接，向電網(wǎng)輸送電能。它是太陽能光伏發(fā)電進入大規(guī)模商業(yè)化發(fā)電階段、成為電力工業(yè)組成部分之一重要方向，是當(dāng)今世界太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主流趨勢。</p><p>　　

33、并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相比離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)省掉了蓄電池儲能和釋放的過程，減少了其中的能量消耗，節(jié)約了占地空間，還降低了配置成本。一般的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)如下圖所示，將太陽能電池控制系統(tǒng)和民用電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)太陽能電池輸出電能不能滿足負(fù)載要求時，由電網(wǎng)來進行補充。而當(dāng)其輸出的功率超出負(fù)載需求時，將電能輸送到電網(wǎng)中。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是國家級電站，主要特點是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但這種電

34、站投資大、建設(shè)周期長、占地面積大，因而沒有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，特別是光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點，是并網(wǎng)光伏發(fā)電的主流。</p><p>　　圖3并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)圖</p><p>　　2.3離網(wǎng)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)</p><p>　　離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是指未與公共電網(wǎng)相連接的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其輸出功率

35、提供給本地負(fù)載(交流負(fù)載或直流負(fù)載)的發(fā)電系統(tǒng)。其主要應(yīng)用于遠(yuǎn)離公共電網(wǎng)的無電地區(qū)和一些特殊場所，如為公共電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠(yuǎn)偏僻農(nóng)村、海島和牧區(qū)提供照明、看電視、聽廣播等基本生活用電，也可為通信中繼站、氣象站和邊防哨所等特殊處所提供電源。</p><p>　　離網(wǎng)型的太陽能發(fā)電系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于偏僻山區(qū)、無電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等應(yīng)用場所。系統(tǒng)一般由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型

36、逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載等構(gòu)成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過太陽能充放電控制器給負(fù)載供電，同時給蓄電池組充電；在無光照時，通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負(fù)載供電，同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電，通過獨立逆變器逆變成交流電，給交流負(fù)載供電。</p><p>　　下圖所示為一種常用的太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)由太陽能電池陣列、DC/DC變換器、蓄電池組、DC/AC逆變器

37、和交直流負(fù)載構(gòu)成。DC/DC變換器將太陽能電池陣列轉(zhuǎn)化的電能傳送給蓄電池組存儲起來供日照不足時使用。蓄電池組的能量直接給直流負(fù)載供電或經(jīng)DC/AC變換器給交流負(fù)載供電。該系統(tǒng)由于有蓄電池組，因而系統(tǒng)成本增加，但可在無日照或日照不足時為負(fù)載供電。[8]</p><p>　　圖4獨立的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)圖</p><p>　　2.4太陽能電池最大功率點跟蹤</p><p&g

38、t;　　目前，太陽能電池陣列在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)造價中占很大比重，而且太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率本身就不高，因此有必要研究提高太陽能電池利用效率的方法，以降低系統(tǒng)單位價格的成本，促進太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用推廣。太陽能電池最大功率點跟蹤(簡稱MPPT)是其中的途徑之一，它能最大程度的利用太陽能電池轉(zhuǎn)化所得的電能。[9]</p><p>　　2.4.1太陽能電池最大功率點跟蹤原理及方法</p><p&

39、gt;　　太陽能電池的輸出特性受電池溫度和日照強度等因素的影響，電池溫度主要影響太陽能電池的開路電壓，日照強度主要影響太陽能電池的短路電流。在一定日照強度和溫度下，太陽能電池有唯一的最大輸出功率點，太陽能電池只有工作在最大功率點才能使其輸出的功率最大。目前使用的太陽能電池最大功率點跟蹤方法主要有恒電壓法、觀察擾動法、電導(dǎo)增量法以及其它的一些跟蹤方法。</p><p><b>　　1. 恒電壓法</

40、b></p><p>　　溫度一定時，在不同的日照強度下，太陽能電池陣列輸出曲線的最大功率點基本是分布在一條垂直線的附近，因此只要保持太陽能電池陣列輸出電壓為常數(shù)且等于某一日照強度下太陽能電池陣列最大功率點的電壓，就可以大致保證在該溫度下太陽能電池陣列輸出最大功率。</p><p>　　恒電壓法具有控制簡單，易于實現(xiàn)，穩(wěn)定性好，可靠性高等優(yōu)點，比一般太陽能光伏系統(tǒng)可望多獲得20%的電

41、能，較之不帶CVT的直接藕合要有利得多。然而恒電壓法忽略了太陽能電池溫度對太陽能電池陣列最大功率點的影響，一般硅太陽能電池的開路電壓都在較大程度上受結(jié)溫影響，以常規(guī)單晶硅太陽能電池而言，當(dāng)太陽能電池溫度每升高1℃時，其開路電壓下降率約為0.35%-0.45%，這說明太陽能電池的最大功率點對應(yīng)的電壓也隨電池溫度的變化而變化，其中對太陽能電池溫度影響最大的因素是環(huán)境溫度和日照強度。因此對于四季溫差或日溫差較大的地區(qū)，CVT方式并不能完全跟蹤

42、太陽能電池陣列最大功率點，從而導(dǎo)致系統(tǒng)功率損失。研究結(jié)果表明，雖然許多太陽能光伏系統(tǒng)仍然采用這種最大功率點跟蹤方法，但這種方式所帶來的功率損耗相比于微電子技術(shù)的迅速發(fā)展及微電子器件的大幅度降價，已經(jīng)顯得很不經(jīng)濟。</p><p><b>　　2. 擾動觀察法</b></p><p>　　擾動觀察法的原理是:在每個控制周期用較小的步長改變太陽能電池陣列的輸出，改變的步長

43、是一定的，方向可以是增加也可以是減少，控制對象可以是太陽能電池陣列的輸出電壓或電流，這一過程稱為“擾動”;然后，通過比較干擾周期前后太陽能電池陣列的輸出功率，如果輸出功率增加，那么繼續(xù)按照上一周期的方向繼續(xù)“干擾”過程，如果檢測到輸出功率減少，則改變“干擾”的方向。擾動觀察法的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單，被測參數(shù)少，容易實現(xiàn)。但是即使在某一周期太陽能電池陣列運行在最大功率點，由于擾動的存在，下一周期太陽能電池陣列運行點又會偏離最大功率點，因此

44、太陽能電池陣列實際是在最大功率點附近振蕩運行，從而導(dǎo)致部分功率損失;其次，難以選擇合適的變化步長，步長過小，跟蹤的速度緩慢，太陽能電池陣列可能長時間運行于低功率輸出區(qū)，步長過大太陽能電池陣列在最大功率點附近的振蕩又會加大，跟蹤精度下降，從而導(dǎo)致更多的功率損失;另外，當(dāng)外部環(huán)境突然變化，太陽能電池陣列從一個穩(wěn)定運行狀態(tài)變換到另一個穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程中，會出現(xiàn)誤判現(xiàn)象。 </p><p><b>　　3.

45、增量電導(dǎo)法</b></p><p>　　為了解決擾動觀察法導(dǎo)致的功率損失問題，有人在1995年提出了增量電導(dǎo)法。由太陽能電池陣列輸出電氣特性知，太陽能電池陣列的輸出功率-電壓(P-V)曲線是一個單峰曲線，在最大功率點處，功率對電壓的導(dǎo)數(shù)為零。</p><p>　　增量電導(dǎo)法的優(yōu)點是:在日照強度發(fā)生變化時，太陽能電池陣列輸出電壓能以平穩(wěn)的方式追隨其變化，而且穩(wěn)態(tài)的電壓振蕩也較擾動

46、觀察法小。增量電導(dǎo)法的缺點是:太陽能電池陣列可能存在一個局部的最大功率點，這種算法可能導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定在一個局部的最大功率點；如同擾動觀察法一樣，增量電導(dǎo)法的變化步長也是固定的，步長過小會使跟蹤速度變慢，太陽能電池陣列較長時間工作在低功率輸出區(qū);步長太長，又會使系統(tǒng)振蕩加劇，影響跟蹤精度。在實際的光伏系統(tǒng)中，增量電導(dǎo)法的實現(xiàn)對硬件的要求相對較高，控制系統(tǒng)需采用高速微處理器完成數(shù)據(jù)處理。</p><p><b&g

47、t;　　第三章 鉛酸蓄電池</b></p><p>　　太陽能電池是一種利用光生伏打效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)換為電能的器件，當(dāng)太陽光照射到半導(dǎo)體P-N結(jié)時，就會在P-N 結(jié)兩邊產(chǎn)生電壓，使P-N 結(jié)短路，從而產(chǎn)生電流。這個電流隨著光強度的加大而增大，當(dāng)接受的光強度達(dá)到一定數(shù)量時，就可以將太陽能電池看成恒流電源。對于太陽能電池方陣而言，應(yīng)按照用戶的要求、負(fù)載的用電量及技術(shù)條件確定太陽能電池組件的串并聯(lián)數(shù)。串聯(lián)數(shù)由太

48、陽能電池方陣的工作電壓決定，應(yīng)考慮蓄電池的均浮充電壓、線路損耗以及溫度變化對太陽能電池的影響。蓄電池的容量決定其最大充電電流，該數(shù)值再結(jié)合負(fù)載電流，可決定太陽能電池并聯(lián)數(shù)。太陽能電池組件（也叫太陽能電池組件）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)中最重要的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負(fù)載工作，太陽能電池組件的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。</p><p>

49、　　3.1太陽能蓄電池的工作原理</p><p>　　白天太陽光照射到太陽能組件上，使太陽能電池組件產(chǎn)生一定幅度的直流電壓，把光能轉(zhuǎn)換為電能，再傳送給智能控制器，經(jīng)過智能控制器的過充保護，將太陽能組件傳來的電能輸送給蓄電池進行儲存；而儲存就需要有蓄電池，所謂蓄電池即是貯存化學(xué)能量，于必要時放出電能的一種電氣化學(xué)設(shè)備。普通蓄電池又稱為鉛酸蓄電池，它的電極是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是蒸餾的水溶液。主要優(yōu)點是電壓穩(wěn)

50、定、價格便宜；缺點是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護頻繁。老式普通蓄電池一般壽命在2年左右，而且需定期檢查電解液的高度并添加蒸餾水。不過隨著科技的發(fā)展，普通蓄電池的壽命變得更長而且維護也更簡單了。鉛酸蓄電池最明顯的特征是其頂部有6個可擰開的塑料密封蓋，上面還有通氣孔。這些密封蓋是用來加注、檢查電解液和排放氣體之用。按照理論上說，鉛酸蓄電池需要在每次保養(yǎng)時檢查電解液的高度，如果有缺少需添加蒸餾水。但隨著蓄電池制造技

51、術(shù)的升級，鉛酸蓄電池的維護也不再復(fù)雜。正常使用，2-3年間鉛酸蓄電池都無需添加電解液或蒸餾水。</p><p>　　儲能是光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，尤其對于獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，儲能環(huán)節(jié)更是不可缺少的組成部分。儲能系統(tǒng)的好壞直接影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能在實際的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，儲能部分又是最易受損、最易消耗的部分。所以獲得最佳的儲能系統(tǒng)成為光伏系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分。目前光伏發(fā)電系統(tǒng)中通常使用蓄電池實現(xiàn)儲能，常用

52、蓄電池屬于電化學(xué)電池。蓄電池在充電時把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，放電時把儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能提供給負(fù)載使用。一般來講，光伏發(fā)電系統(tǒng)白天把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過充電器和蓄電池把電能儲存起來，晚上再通過放電器把儲存在蓄電池里的電能放出來使用。</p><p>　　3.1.1鉛酸蓄電池充電控制方法</p><p>　　在太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)中，對鉛酸蓄電池使用的充電控制方法直接影響到系統(tǒng)的性

53、能。充電控制方法的優(yōu)劣影響到鉛酸蓄電池的荷電量的大小，同時也關(guān)系到鉛酸蓄電池的使用壽命。而電荷量的大小決定著太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)向負(fù)載供電的能力、鉛酸蓄電池的使用壽命關(guān)系到系統(tǒng)的成本、造價以及系統(tǒng)的使用壽命，目前鉛酸蓄電池常用的充電控制包括恒流充電、恒壓充電、兩階段和三階段充電等方法。[10]</p><p><b>　　(一)恒流充電</b></p><p>　　

54、恒流充電就是以一定的電流進行充電，在充電過程中隨著鉛酸蓄電池電壓的變化要進行電流調(diào)整使之恒定不變。這種方法特別適合于多個鉛酸蓄電池串聯(lián)的鉛酸蓄電池組進行充電，能使落后的鉛酸蓄電池的容量易于得到恢復(fù)，最好用于小電流長時間的充電模式。這種充電方式的不足之處在于:鉛酸蓄電池開始充電電流偏小，在充電后期充電電流又偏大，充電電壓偏高，整個充電過程時間長。</p><p><b>　　(二)恒壓充電法</b&

55、gt;</p><p>　　恒壓充電就是以一恒定電壓對鉛酸蓄電池進行充電。在充電初期由于鉛酸蓄電池電壓較低，充電電流較大，但隨著鉛酸蓄電池電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。在充電末期只有很小的電流通過，這樣充電過程中就不必調(diào)整電流。相對恒流電來說，此法的充電電流自動減少，所以充電過程中析氣量小，充電時間短，能耗低。這種充電方法不足之處在于:在充電初期，如果鉛酸蓄電池放電深度過深，充電電流會很大，不僅危及充電器的安全，

56、而且鉛酸蓄電池可能因過流而受到損傷;如果鉛酸蓄電池電壓過低，后期充電電流又過小，充電時間過長，不適合串聯(lián)數(shù)量多的鉛酸蓄電池組充電。鉛酸蓄電池電壓的變化很難補償，充電過程中對落后電池的完全充電也很難完成。這種充電方法在小型的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中經(jīng)常用到，因為這種系統(tǒng)中來自太陽能電池陣列的電流不會太大，而且這種系統(tǒng)中鉛酸蓄電池組串聯(lián)不多。</p><p><b>　　(三)兩階段充電法</b>&

57、lt;/p><p>　　這種方法是為了克服恒流與恒壓充電的缺點而結(jié)合的一種充電策略。它首先對鉛酸蓄電池采用恒流充電方式充電，鉛酸蓄電池充電到達(dá)一定容量后，然后采用恒壓充電方式充電。采用這種充電方式，在充電初期，鉛酸蓄電池不會出現(xiàn)很大的電流，在充電后期也不會出現(xiàn)鉛酸蓄電池電壓過高，使鉛酸蓄電池產(chǎn)生析氣。</p><p>　　(四)三階段充電法 </p><p>　　三階段

58、充電法是在兩階段充電完畢后，鉛酸蓄電池容量己經(jīng)達(dá)到額定容量時，再繼續(xù)以很小的電流向鉛酸蓄電池充電以彌補鉛酸蓄電池由于自放電損失的電量，這種以小電流充電的方式也稱為浮充。在浮充時，鉛酸蓄電池充電電壓要比恒壓階段的充電電壓低。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，綜合考慮日照強度以及環(huán)境溫度對光伏系統(tǒng)充電電流的影響、鉛酸蓄電池性能以及系統(tǒng)成本等因素，使用三階段充電法對鉛酸蓄電池充電較為合理。</p><p><b>　　

59、3.2太陽能控制器</b></p><p>　　太陽能控制器全稱為太陽能充放電控制器，是用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，控制多路太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負(fù)載供電的自動控制設(shè)備。太陽能控制器負(fù)責(zé)對太陽能電池輸出能量控制，輸出穩(wěn)定的220VDC。直接為逆變器提供電能向負(fù)載供電；也可以向蓄電池組充電，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用，同時具有電池巡檢功能。 </p>

60、<p>　　3.2.1太陽能控制器的充電保護模式</p><p>　　1、直充保護點電壓：直充也叫急充，屬于快速充電，一般都是在蓄電池電壓較低的時候用大電流和相對高電壓對蓄電池充電，但是，有個控制點，也叫保護點，就是上表中的數(shù)值，當(dāng)充電時蓄電池端電壓高于這些保護值時，應(yīng)停止直充。直充保護點電壓一般也是“過充保護點”電壓，充電時蓄電池端電壓不能高于這個保護點，否則會造成過充電，對蓄電池是有損害的。<

61、/p><p>　　2、均充控制點電壓：直充結(jié)束后，蓄電池一般會被充放電控制器靜置一段時間，讓其電壓自然下落，當(dāng)下落到“恢復(fù)電壓”值時，會進入均充狀態(tài)。為什么要設(shè)計均充？就是當(dāng)直充完畢之后，可能會有個別電池“落后”（端電壓相對偏低），為了將這些個別分子拉回來，使所有的電池端電壓具有均勻一致性，所以就要以高電壓配以適中的電流再充那么一小會，可見所謂均充，也就是“均衡充電”。均充時間不宜過長，一般為幾分鐘~十幾分鐘，時間設(shè)

62、定太長反而有害。對配備一塊兩塊蓄電池的小型系統(tǒng)而言，均充意義不大。所以，路燈控制器一般不設(shè)均充，只有兩個階段。</p><p>　　3、浮充控制點電壓：一般是均充完畢后，蓄電池也被靜置一段時間，使其端電壓自然下落，當(dāng)下落至“維護電壓”點時，就進入浮充狀態(tài)，類似于“涓流充電”（即小電流充電），電池電壓一低就充上一點，一低就充上一點，一股一股地來，以免電池溫度持續(xù)升高，這對蓄電池來說是很有好處的，因為電池內(nèi)部溫度對充

63、放電的影響很大。其實PWM方式主要是為了穩(wěn)定蓄電池端電壓而設(shè)計的，通過調(diào)節(jié)脈沖寬度來減小蓄電池充電電流。這是非常科學(xué)的充電管理制度。具體來說就是在充電后期、蓄電池的剩余電容量（SOC）>80%時，就必須減小充電電流，以防止因過充電而過多釋氣（氧氣、氫氣和酸氣）。</p><p>　　4、過放保護終止電壓：這比較好理解。蓄電池放電不能低于這個值，這是國標(biāo)的規(guī)定。蓄電池廠家雖然也有自己的保護參數(shù)（企標(biāo)或行標(biāo)），

64、但最終還是要向國標(biāo)靠攏的。需要注意的是，為了安全起見，一般將12V電池過放保護點電壓人為加上0.3v作為溫度補償或控制電路的零點漂移校正，這樣12V電池的過放保護點電壓即為：11.10v，那么24V系統(tǒng)的過放保護點電壓就為22.20V 。 </p><p><b>　　3.3光伏逆變器</b></p><p>　　直流-交流（DC/AC）變換器，也稱逆變器。其功能是

65、將直流電變?yōu)楣潭l率和電壓或可調(diào)頻率和可調(diào)電壓的交流電，供負(fù)載使用。太陽能逆變器是太陽能交流發(fā)電系統(tǒng)：電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成，逆變器是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，逆變器按激勵方式可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。太陽能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成；太陽能 直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變。逆變器是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，逆變器按激勵方式可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。主要功能是將蓄電池的直流電逆

66、變成交流電。通過全橋電路，一般采用SPWM處理器經(jīng)過調(diào)制、濾波、升壓等，得到與照明負(fù)載頻率、額定電壓等相匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端用戶使用，有了逆變器，就可使用直流蓄電池為電器提供交流電。通過普通的交流電插座進行并網(wǎng)，這樣就可以減少成本和設(shè)備的安裝，但往往各地的電網(wǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)也許不允許這樣做，電力公司有可能反對發(fā)電裝置直接和普通家庭用戶的普通插座相連，另一和安全有關(guān)的因素是是否需要使用隔離變壓器（高頻或低頻），或者允許使用無變壓器式的逆

67、變器，這一逆變器在玻璃幕墻中使用最為廣泛。</p><p>　　第四章 太陽能路燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　太陽能路燈智能控制系統(tǒng)原理：太陽能路燈智能控制系統(tǒng)主要由電源、蓄電池過充和過放保護電路、紅外控制及光控電路以及燈具組成。電源分為電池電源和220 V市電經(jīng)AC-DC轉(zhuǎn)換電路后的穩(wěn)定電源。AC-DC轉(zhuǎn)換電路主要由變壓器及集成穩(wěn)壓管構(gòu)成。蓄電池過充保護電路是一個簡單的由穩(wěn)壓二

68、極管、三極管及電阻構(gòu)成的電路，而在太陽能板給電池充電時為防止電池對太陽能板反向充電，需在太陽能板和電池之間接一個二極管。蓄電池過放保護電路的主要元件為滯回比較器和繼電器。由滯回比較器來判斷電池是否達(dá)到過放狀態(tài)，由繼電器作為選擇開關(guān)，來選擇用電池供電還是后備電源供電（電池在過充狀態(tài)時和陰雨天氣時）。紅外控制和光控電路主要組成部分是紅外探頭、數(shù)字電路及光敏電阻，而紅外控制部分可以集成一塊芯片，即BISS001芯片。燈具有照明燈具及演示時的指

69、示燈。由于設(shè)計的是草坪燈，照明燈具需要足夠的亮度，可以選用由81個發(fā)光二極管構(gòu)成的現(xiàn)成的燈具，指示燈用簡單的發(fā)光二極管即可?？傮w框圖如圖5所示。 </p><p>　　如圖5太陽能路燈總體框圖</p><p>　　此系統(tǒng)有兩點節(jié)能之處：第一，使用太陽能電池板發(fā)電作

70、為能源，實現(xiàn)路燈照明的零損耗；第二，后續(xù)電路中使用光控及紅外控制節(jié)能系統(tǒng)，實現(xiàn)人到燈亮，人走燈滅的效果，同時在連續(xù)陰雨天氣下，使用后備電源220 V供電，保證電路正常工作。</p><p>　　白天，光控開關(guān)電路處于打開狀態(tài)，后續(xù)控制電路不工作，路燈不亮；晚上，光控開關(guān)電路自動閉合，當(dāng)行人路過，被紅外探測器檢測到，紅外控制開關(guān)閉合，路燈亮起，同時時延電路啟動，數(shù)十秒后路燈自動熄滅。當(dāng)遇到連續(xù)陰雨天氣，太陽能蓄電池

71、電壓過低，達(dá)到低壓控制開關(guān)開起閾值時，開關(guān)自動閉合，電路切換到220 V市電供電，經(jīng)過AC-DC轉(zhuǎn)換電路，將穩(wěn)定的直流電源輸送至光控開關(guān)電路，以實現(xiàn)取代蓄電池供電的目的，同時也實現(xiàn)了節(jié)能的效果。</p><p><b>　　1．過充保護電路</b></p><p>　　為防止電池過充電，影響電池的使用壽命，設(shè)計了一個簡單的電池過放保護電路。</p>&l

72、t;p>　　原理如圖6所示，圖中的Q1、D2、D1組成保護電路，其中D1（1N4743）為穩(wěn)壓管二極管（+13.5 V），D1和D2共同組成三極管Q1的偏置電路。R1是Q1管的限流電阻。電路外接充電器充電時，如電池的最高閾值電壓在14.4 V左右，在充電初期蓄電池按常規(guī)的欠壓狀態(tài)慢慢上升，當(dāng)電池電壓達(dá)到穩(wěn)壓管D1的擊穿電壓時，D1管開始導(dǎo)通，此時Q1管也導(dǎo)通，促使A、B端電壓下降，設(shè)置合適的參數(shù)使電池兩端電壓最高值不會大于14.4

73、 V。在蓄電池已充滿時保護電路會使蓄電池處于涓流充電狀態(tài)，這就使電池具有充電保護功能。</p><p><b>　　圖6過充保護電路圖</b></p><p>　　當(dāng)電池兩端電壓高于太陽能板兩端電壓時，可能會產(chǎn)生電池給太陽能板反向充電現(xiàn)象。一旦發(fā)生這種現(xiàn)象，太陽能板很有可能被燒壞，造成損失。因而，過充保護電路還應(yīng)該包括防反充電路，即在太陽能板和電池之間連接一個二極管來

74、防止電池對太陽能板反向充電，如圖7所示。</p><p><b>　　圖7防反充電路圖</b></p><p><b>　　2 過放保護電路</b></p><p>　　該電路原理如圖8所示。圖中Q2使比較器起滯回作用，使比較電路有兩個門限電壓：VTHR和VTHL（VTHH>VTHL），一個滯回區(qū)。當(dāng)電池電壓從低升高

75、至VTHH時，比較器輸出高電平；當(dāng)電池電壓降低至VTHL時，比較器輸出低電平。這個時候電池端電壓雖然會迅速升高至VTHL以上，但由于達(dá)不到VTHH，所以，比較器仍然輸出低電平，直到電池被充電后電壓升高至VTHH以上才能再次輸出高電平。這樣就避免了電路的振蕩，保護了負(fù)載和電池。</p><p><b>　　圖8過放保護電路</b></p><p>　　比較器正端反映的是

76、電池的采樣電壓U3，比較器負(fù)端反映的是電池的參考電壓U2。當(dāng)U3>U2時，比較器輸出高電平，Q1導(dǎo)通，Q1的C極為低電平，Q3截止，負(fù)載不工作。</p><p><b>　　3 后備電源</b></p><p>　　在陰雨天太陽能電池板無法將電池充到可工作的狀態(tài)時，就要用到后備電源給電路供電，后備電源采用的是交一直流轉(zhuǎn)換，將交流電轉(zhuǎn)換到額定的直流電壓值以確保電路

77、正常工作。</p><p>　　4 紅外光控控制電路</p><p>　　該系統(tǒng)采用了BISS0001芯片，它是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關(guān)，具有獨立的高輸入阻抗運算放大器。該組成部分采用硬件來實現(xiàn)，可以選用集成芯片BISS0001、三極管8050、光敏電阻和紅外感應(yīng)器來設(shè)計。紅外感應(yīng)器把傳感器傳送的紅外信號處理后

78、反饋到控制端，經(jīng)過內(nèi)部線性放大，雙向鑒幅，信號處理，延遲定時，封鎖定時等處理。其腳2輸出高電平使三極管8050導(dǎo)通，驅(qū)動繼電器K吸合，再由繼電器觸點控制相應(yīng)的被控對象。此處繼電器可換成雙向可控硅。</p><p><b>　　圖9紅外光控電路圖</b></p><p>　　圖9中，運算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號作第一級放大，然后由C3耦合給運算放大器OP

79、2進行第二級放大，再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號Vs去啟動延遲時間定時器，輸出信號Vo經(jīng)晶體管T1放大驅(qū)動繼電器去接通負(fù)載。其中，R3為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時，若環(huán)境較明亮，R3的電阻值會降低，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號Vs。SW1是工作方式選擇開關(guān)。當(dāng)SW1與1端連通時，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)SW1與2端連通時，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。圖

80、中R6可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，原圖選10 k，實際使用時可以用3 k，可以提高電路增益改善電路性能。輸出延遲時間Tx由外部的R9和C7的大小調(diào)整，觸發(fā)封鎖時間Ti由外部的R10和C6的大小調(diào)整，R9／R10可以用470 Ω，C6／C7可以選0.1 V。</p><p><b>　　5創(chuàng)新點</b></p><p>　　（1）電池過放保護系統(tǒng)的電路簡單，使用靈活。只需

81、選擇供電電壓較高的比較器，就可以應(yīng)用到任何電壓等級的電路中；只需改變電阻值就可以設(shè)置任意的導(dǎo)通和關(guān)斷門限，從而可以具有一個較寬的安全范圍?！?lt;/p><p>　　（2）在控制系統(tǒng)中照明電源與芯片工作電源分開，將蓄電池的電源分路進行分別穩(wěn)壓處理，在使用微小功率繼電器自動選擇合適電壓，小電壓供給芯片工作，大電壓供給燈具照明，避免了使用同樣的大電壓供給所產(chǎn)生的功耗的損失。同時在照明回路中，避免使用功耗較大的三極管做開關(guān)

82、，而是使用可控硅。</p><p>　?。?）設(shè)計有備用電源，在連續(xù)的極端惡劣天氣下，蓄電池電量用完，得不到及時充電，可以自動開啟后備電源，保證路燈正常工作。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　這個太陽能路燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計，對城市環(huán)保、照明節(jié)能、緩解常規(guī)能源緊張的情況有積極意義，整個系統(tǒng)運行均為自動控制，工作原理

83、簡單，安裝方便，技術(shù)可靠，適用范圍：一方面，在道路、景觀照明以及今后可能推廣的太陽能系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)內(nèi)集中采供電應(yīng)用等方面，其技術(shù)和市場很有發(fā)展前景。另一方面，在一些特定場合（海島、景區(qū)山頂、偏遠(yuǎn)地點等）的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，包括示范應(yīng)用也有積極意義，所以研究很有意義。并詳細(xì)說明了太陽能逆變器的優(yōu)點，控制器的特性以及太陽能電池最大功率跟蹤的原理以及一些常用的方法，并比較了他們的優(yōu)缺點，通過對目前太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究，介紹了太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

84、和離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，對直流-交流（DC/AC）變換器作了分析。通過對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究和深入了解為今后的職業(yè)生涯做好了鋪墊。設(shè)計有備用電源，在連續(xù)的極端惡劣天氣下，蓄電池電量用完，得不到及時充電，可以自動開啟后備電源，保證路燈正常工作。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 錢伯章.世界能源消費現(xiàn)狀和可再生能源的發(fā)展趨勢(上)[J

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88、):21-27</p><p>　　[10]朱小同，趙桂先.蓄電池快速充電的原理與實踐[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，1996</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次論文是在xx師的精心指導(dǎo)和耐心幫助下完成的，謝謝老師的悉心指導(dǎo)和諄諄教誨。在編寫論文過程中，x老師提供了許多相關(guān)資料，并在對論文結(jié)構(gòu)分布及其思路方面提