太陽(yáng)能路燈電池設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　太陽(yáng)能路燈光伏電池選型研究</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　全球性的能源短缺、環(huán)境污染、氣候變暖等問(wèn)題正日益困擾著人類(lèi)社會(huì)，“尋求綠色替代能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展”已成為世界各國(guó)面臨的共同課題。太陽(yáng)能光伏不排放CO2和SO2，也沒(méi)有常規(guī)發(fā)電的噪音、固體廢物和其他污染，是當(dāng)前最重要的可再生能源技術(shù)之一。隨著太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)

2、的不斷發(fā)展，太陽(yáng)能路燈以環(huán)保、節(jié)能、安全等優(yōu)勢(shì)成為城市道路照明行業(yè)的新寵，市場(chǎng)潛力巨大。在不同地區(qū)，諸如城市或鄉(xiāng)村，對(duì)太陽(yáng)能路燈照明密度的要求不同，本論文主要通過(guò)研究太陽(yáng)能路燈及太陽(yáng)能電池的工作原理，太陽(yáng)能電池的基本特性。根據(jù)不同的要求主要從實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性方面考慮選擇出適合本地區(qū)需求的相應(yīng)容量的太陽(yáng)能光伏電池以及太陽(yáng)能光伏電池配置。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ：太陽(yáng)能路燈,光伏電池,優(yōu)化配置</p>

3、<p>　　Study on the Selection of photovoltaic cells solar street lamp</p><p><b>　　Abstraet</b></p><p>　　Global energy shortages, environmental pollution, climate warming and ot

4、her issues are increasingly troubled by the human society, "to find the green alternative sources of energy and achieve sustainable development" has become a common task facing all countries in the world. Solar

5、 PV does not emit CO2 and SO2, there is no noise of conventional power generation, solid waste and other pollution, is the most important renewable energy technologies. With the continuous development of solar power te&l

6、t;/p><p>　　Keywords :solarl light, PV, optimization</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1緒論..........................................................4</p><p>　　1.1我國(guó)太

7、陽(yáng)能資源及分布......................................4</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀....................................4</p><p>　　1.2.1世界光伏產(chǎn)業(yè)的新進(jìn)展及應(yīng)用特點(diǎn).......................4</p><p>　　1.2.2我國(guó)光伏產(chǎn)

8、業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀.................................5</p><p>　　1.2.3光伏電源的優(yōu)勢(shì).......................................5</p><p>　　1.3太陽(yáng)能路燈的組成及發(fā)展現(xiàn)狀................................6</p><p>　　1.3.1太陽(yáng)能路燈的

9、組成.....................................6</p><p>　　1.3.2太陽(yáng)能路燈的發(fā)展現(xiàn)狀.................................6</p><p>　　1.4論文的主要研究?jī)?nèi)容........................................7</p><p>　　1.4.1論文的研

10、究?jī)?nèi)容.......................................7</p><p>　　1.4.2論文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處...................................7</p><p>　　2 太陽(yáng)能路燈的優(yōu)化設(shè)計(jì)..........................................7</p><p>　　2.1

11、太陽(yáng)能路燈的工作原理.......................................7</p><p>　　2.2太陽(yáng)能電池的特性與應(yīng)用......................................8</p><p>　　2.2.1太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理............................8</p><p>　　2

12、.2.2太陽(yáng)能電池的基本特性..................................9</p><p>　　2.2.3影響太陽(yáng)能電池輸出的因素..............................11</p><p>　　2.3不同地區(qū)因地制宜選擇相應(yīng)的太陽(yáng)能路燈配置....................11</p><p>　　2.3.1太陽(yáng)能

13、路燈配置的一般步驟..............................11</p><p>　　2.3.2某花園小區(qū)太陽(yáng)能路燈光伏電池的選型....................12</p><p>　　2.3.3某地區(qū)太陽(yáng)能路燈光伏電池的選型....................... 12</p><p>　　2.3.4某道路人行道太陽(yáng)能路燈光伏電池

14、選型研究................15</p><p><b>　　2.3.5</b></p><p>　　3 結(jié)論...........................................................16</p><p>　　參考文獻(xiàn)....................................

15、.....................18</p><p>　　致謝.............................................................19</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1我國(guó)太陽(yáng)能資源及分布</p><p>　　我國(guó)幅

16、員廣大，有著十分豐富的太陽(yáng)能資源。按接受太陽(yáng)能輻射量的大小，全國(guó)大致上可分為五類(lèi)地區(qū)。一類(lèi)地區(qū) 為我國(guó)太陽(yáng)能資源最豐富的地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量6680～8400 MJ/㎡，相當(dāng)于日輻射量5.1～6.4KWh/㎡。這些地區(qū)包括寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最為豐富，最高達(dá)2333 KWh/㎡（日輻射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，僅次于撒哈拉大沙漠。 二類(lèi)地區(qū) 為我國(guó)太陽(yáng)能資源較豐富地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總

17、量為5850-6680 MJ/㎡，相當(dāng)于日輻射量4.5～5.1KWh/㎡。這些地區(qū)包括河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。 三類(lèi)地區(qū) 為我國(guó)太陽(yáng)能資源中等類(lèi)型地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量為5000-5850 MJ/㎡，相當(dāng)于日輻射量3.8～4.5KWh/㎡。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、蘇北、皖北、臺(tái)灣西南部等

18、地。 四類(lèi)地區(qū) 是我國(guó)太陽(yáng)能資源較差地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量4200～5000 MJ/㎡，相當(dāng)于日輻射量3.2～3.8</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1839年法國(guó)學(xué)者貝克勒爾發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)，1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的三位科學(xué)家首次制成實(shí)用的單晶硅太陽(yáng)電池。在可再生能源中，太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)是全球發(fā)展最快的新興產(chǎn)業(yè)之一。最近10年太陽(yáng)電池產(chǎn)量年平均增長(zhǎng)率為

19、37%，最近五年的年平均增長(zhǎng)率為45%</p><p>　　1.2.1世界光伏產(chǎn)業(yè)的新進(jìn)展及應(yīng)用特點(diǎn)</p><p>　　1997年，美國(guó)提出“百萬(wàn)太陽(yáng)能光伏屋頂”計(jì)劃，預(yù)計(jì)2010年完成。同年，日本提出“新陽(yáng)光計(jì)劃”，到2010年將生產(chǎn)43億瓦光伏電池。同年，歐盟提出“百萬(wàn)光伏屋頂計(jì)劃”1999年，德國(guó)實(shí)施“十萬(wàn)光伏屋頂計(jì)劃”，并實(shí)行低息貸款。近年發(fā)達(dá)國(guó)家還制定了“光伏研發(fā)路線圖”。&l

20、t;/p><p>　　在光伏應(yīng)用和安裝方面，德、日、美依然是世界上三個(gè)最主要的光伏應(yīng)用市場(chǎng)。2005年全球安裝太陽(yáng)電池組件1460MW，比前一年增長(zhǎng)了34%。德國(guó)安裝837MW，比前一年增長(zhǎng)了53%;占世界安裝量的57%;日本安裝292MW，比前一年增長(zhǎng)了14%，占世界安裝量的20%;美國(guó)安裝102MW，占世界安裝量的7%;歐洲其它地區(qū)安裝88MW，占世界安裝量的6%;世界其它地區(qū)安裝146MW，占世界安裝量的10%

21、。</p><p>　　1.2.2我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1958年，我國(guó)開(kāi)始研究太陽(yáng)電池。1971年，首次將光伏電池成功應(yīng)用于東方紅2號(hào)衛(wèi)星。1973年，開(kāi)始太陽(yáng)電池地面應(yīng)用。從上世紀(jì)70年代初到80年代末，由于成本高，太陽(yáng)電池在地面的應(yīng)用非常有限。90年代以后，隨著成本的降低，太陽(yáng)電池向工業(yè)領(lǐng)域和農(nóng)村電氣化應(yīng)用方向發(fā)展。市場(chǎng)穩(wěn)步擴(kuò)大，國(guó)家和地方政府開(kāi)始制訂光伏計(jì)劃。2

22、002年，國(guó)家發(fā)改委啟動(dòng)了“送電到鄉(xiāng)”項(xiàng)目，使得中國(guó)的光伏市場(chǎng)迅速發(fā)展起來(lái)，總裝機(jī)容量從2001年的23500KW迅速增長(zhǎng)到2002年的45000KW，至2003年達(dá)到55000KW。2003～2005年，受德國(guó)巨大的市場(chǎng)需求影響，國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)產(chǎn)能迅速擴(kuò)展，產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)。</p><p>　　1.2.3光伏電源的優(yōu)勢(shì)</p><p>　　(1)可靠。光伏電源很少用到運(yùn)動(dòng)部件，工作可靠。目前

23、己有數(shù)千套光伏系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，晶體硅的壽命可達(dá)20年以上，</p><p>　　(2)安全、無(wú)噪聲及其它公害。不產(chǎn)生任何的固體，液體和氣體有害廢棄物，噪音幾乎沒(méi)有，無(wú)環(huán)境污染和公害問(wèn)題。</p><p>　　(3)安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，適合無(wú)人值守等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　(4)兼容性好，光伏發(fā)電可以與其他能源配合使用，也可以根據(jù)需要而使光伏系統(tǒng)任意增容。&

24、lt;/p><p>　　(5)標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，可由組件的串并聯(lián)滿(mǎn)足不同用電的需要，通用性強(qiáng)。</p><p>　　(6)太陽(yáng)能無(wú)處不有，應(yīng)用范圍廣。</p><p>　　1.3太陽(yáng)能路燈的組成及發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　隨著我國(guó)太陽(yáng)能技術(shù)的迅速發(fā)展，太陽(yáng)能燈具產(chǎn)品在環(huán)保節(jié)能的雙重優(yōu)勢(shì)已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)太陽(yáng)能路燈的應(yīng)用也日見(jiàn)普及,太陽(yáng)能發(fā)電在路燈照明

25、領(lǐng)域發(fā)展已經(jīng)日趨完善。</p><p>　　1.3.1太陽(yáng)能路燈的組成</p><p>　　太陽(yáng)能路燈由以下幾個(gè)部分組成：太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器、蓄電池組、光源、燈桿及燈具外殼。</p><p>　　太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能路燈中的核心部分，也是太陽(yáng)能路燈中價(jià)值最高的部</p><p>　　分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送至蓄電池

26、中存儲(chǔ)起來(lái)。 在眾多太陽(yáng)光電池中較普遍且較實(shí)用的有單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池及非晶硅太陽(yáng)能電池等三種。在太陽(yáng)光充足日照好的東西部地區(qū)，采用多晶硅太陽(yáng)能電池為好，因?yàn)槎嗑Ч杼?yáng)能電池生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格比單晶低。在陰雨天比較多、陽(yáng)光相對(duì)不是很充足的南方地區(qū)，采用單晶硅太陽(yáng)能電池為好，因?yàn)閱尉Ч杼?yáng)能電池性能參數(shù)比較穩(wěn)定。非晶硅太陽(yáng)能電池在室外陽(yáng)光不足的情況下比較好，因?yàn)榉蔷Ч杼?yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)光照條件要求比較低。</p>

27、;<p>　　太陽(yáng)能燈具中,一個(gè)性能良好的充電放電控制器是必不可少的。為了延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，必須對(duì)它的充電放電條件加以限制,防止蓄電池過(guò)充電及深度充電。在溫差較大的地方,合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償功能。同時(shí)太陽(yáng)能控制器應(yīng)兼有路燈控制功能,具有光控、時(shí)控功能,并應(yīng)具有夜間自動(dòng)切控負(fù)載功能,便于陰雨天延長(zhǎng)路燈工作時(shí)間。</p><p>　　太陽(yáng)能路燈采用何種光源是太陽(yáng)能燈具是否能正常使用的重要指標(biāo)

28、，一般太陽(yáng)能燈具采用低壓節(jié)能燈、低壓鈉燈、無(wú)極燈、LED光源。</p><p>　　1.3.2太陽(yáng)能路燈的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　隨著太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的迅猛發(fā)展,太陽(yáng)能路燈很快在廣大城市和農(nóng)村得到了推廣和應(yīng)用,尤其是在沒(méi)有電網(wǎng)的農(nóng)村得到廣泛的重視,并且取得了成功。同時(shí),在許多已經(jīng)敷設(shè)了電力線路的城市道路上也開(kāi)始安裝太陽(yáng)能路燈。</p><p>　　太陽(yáng)能路燈

29、的優(yōu)勢(shì)    太陽(yáng)能—本世紀(jì)人類(lèi)的主要能源之一。到2030年，世界電力生產(chǎn)將主要依靠太陽(yáng)能。太陽(yáng)能作為一個(gè)不污染環(huán)境，又取之不盡的新能源將無(wú)處不在。太陽(yáng)能光電產(chǎn)品是通過(guò)太陽(yáng)在光的作用下，轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，是一種利用高新技術(shù)研制的新能源，是21世紀(jì)人類(lèi)所向往、所追求的新光源。    太陽(yáng)能路燈和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)等產(chǎn)品的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：  &

30、#160; 1節(jié)能，它利用自然光源，無(wú)需消耗電能，而且取之不盡用之不完；    2環(huán)保，符合綠色環(huán)保要求，無(wú)污染、無(wú)輻射，保護(hù)生態(tài)；    3安全，由于產(chǎn)品不使用交流電，而且采用蓄電池吸收太陽(yáng)能，通過(guò)低壓直流電轉(zhuǎn)化為光能，是最安全的電源；    4 科技含量高，產(chǎn)品的核心裝置是智能控制器，設(shè)置的自控、時(shí)

31、控開(kāi)關(guān)裝置可根據(jù)一天24小時(shí)內(nèi)的天空亮度和人們?cè)诟鞣N環(huán)境中需要的亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)；    5 產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)，安裝成本低，維修方便。    太陽(yáng)能路燈優(yōu)勢(shì)    隨著地球資源的日益貧乏，基礎(chǔ)能源的投資成本日益攀高，各種安全和污染隱患可謂是無(wú)處不在。太陽(yáng)能作為一種"取之不盡，用之不竭"的安全、環(huán)保新

32、能源越來(lái)越受到重視。這樣，太陽(yáng)能照明產(chǎn)品隨著太陽(yáng)能</p><p>　　1.4論文的主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　1.4.1論文的研究?jī)?nèi)容</p><p>　　(1)結(jié)合當(dāng)?shù)氐奶鞖馇闆r，選擇出合適的光伏電池型號(hào)、數(shù)目、連接方式。</p><p>　　(2) 在不同地區(qū)，諸如城市或鄉(xiāng)村，對(duì)太陽(yáng)能路燈照明密度的要求不同，根據(jù)不同的要求選擇出適

33、合本地區(qū)需求的相應(yīng)容量的太陽(yáng)能光伏電池。</p><p>　　(3 )從實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性?xún)煞矫婵紤]選擇出適應(yīng)本地區(qū)的太陽(yáng)能光伏電池配置。</p><p>　　1.4.2論文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處</p><p>　　通常生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的太陽(yáng)能路燈其配置是固定的，而不同地區(qū)根據(jù)不同需求對(duì)其配置要求不同，若使用普通廠家生產(chǎn)的通用太陽(yáng)能路燈配置，不僅會(huì)浪費(fèi)一次能源，還大大增加了經(jīng)濟(jì)開(kāi)

34、支。此論文通過(guò)研究選擇出適合本地需求的太陽(yáng)能路燈光伏電池容量，既能節(jié)約資源，又能減少不必要的經(jīng)濟(jì)開(kāi)支。</p><p>　　2 太陽(yáng)能路燈的優(yōu)化設(shè)計(jì)</p><p>　　1　太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)組成及使用中存在的問(wèn)題</p><p>　　太陽(yáng)能照明系統(tǒng)可以分成3大類(lèi)型,包括獨(dú)立系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。獨(dú)立系統(tǒng)常見(jiàn)于居民區(qū)路燈、停車(chē)場(chǎng)標(biāo)志燈和電網(wǎng)公共照明系統(tǒng),它們通常需要

35、電池,有較高的存儲(chǔ)修復(fù)損耗和維護(hù)費(fèi)用。</p><p>　　太陽(yáng)能獨(dú)立路燈系統(tǒng)根據(jù)負(fù)載可分成交流型和直流型,如圖1、圖2所示。目前由于主流燈具都是交流燈具,因此第1類(lèi)太陽(yáng)能照明系統(tǒng)應(yīng)用較多(如太陽(yáng)能低壓節(jié)能燈) 。第2 類(lèi)太陽(yáng)能照明系統(tǒng)由于受目前光效、成本等因素影響,使用量還不大,但隨著今后技術(shù)的革新,其使用也會(huì)越來(lái)越多。圖3是無(wú)極燈太陽(yáng)能路燈的系統(tǒng)組成。</p><p>　　圖1　交流型

36、太陽(yáng)能路燈框圖</p><p>　　圖2　直流型太陽(yáng)能路燈框圖</p><p>　　圖3　無(wú)極燈太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)框圖</p><p>　　在保證燈具在規(guī)定工作條件的情況下,系統(tǒng)配置的好壞主要看太陽(yáng)能組件、路燈控制器、蓄電池之間的匹配與否。而根據(jù)目前太陽(yáng)能路燈出現(xiàn)的問(wèn)題和當(dāng)前的技術(shù)水平,存在的問(wèn)題主要有2點(diǎn):</p><p>　　(1)路燈在使用

37、一段時(shí)間后,經(jīng)常幾天不工作;(2)設(shè)計(jì)蓄電池使用壽命在2～5年左右,實(shí)際蓄電池使用往往低于設(shè)計(jì)壽命,甚至不足1年。</p><p><b>　　2　問(wèn)題分析</b></p><p>　　不少?gòu)S家在路燈配置時(shí)不關(guān)注各個(gè)地區(qū)日照的具體不同,只是經(jīng)驗(yàn)性地選配光伏組件,有時(shí)候?yàn)榱藵M(mǎn)足客戶(hù)低成本的要求,低配了太陽(yáng)能組件,或者只考慮單日發(fā)電量與耗電的匹配,而沒(méi)有考慮蓄電池充電問(wèn)題

38、。</p><p>　　(1)路燈在使用一段時(shí)間后,經(jīng)常幾天不工作。</p><p>　　出現(xiàn)該問(wèn)題的主要原因在于組件配置過(guò)低,也會(huì)有蓄電池配置過(guò)高的情況,但主要還是前者。連續(xù)幾天陰雨后,路燈系統(tǒng)蓄電池會(huì)過(guò)放,控制器會(huì)出現(xiàn)過(guò)放保護(hù),此時(shí)如果太陽(yáng)能發(fā)電量偏少,蓄電池電壓達(dá)不到控制器的恢復(fù)放電電壓,控制器與負(fù)載間一直斷電,組件容量過(guò)小或陰雨天過(guò)長(zhǎng)必然導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間不放電。因此在組件容量計(jì)算時(shí)需要考

39、慮蓄電池充電時(shí)間問(wèn)題,盡可能2～3天充滿(mǎn)。</p><p>　　(2)設(shè)計(jì)蓄電池使用壽命在2～5年左右,實(shí)際蓄電池使用往往低于設(shè)計(jì)壽命,甚至不足1年。</p><p>　　出現(xiàn)該問(wèn)題的主要原因在于蓄電池配置或工作不當(dāng)。比如蓄電池容量相對(duì)于連續(xù)陰雨的天數(shù)偏小,或蓄電池工作時(shí)一直處于深度循環(huán)。其中第2種是主要原因。</p><p>　　有些廠家,為了減少出現(xiàn)上面問(wèn)題,往

40、往把控制器恢復(fù)放電電壓設(shè)置過(guò)小,導(dǎo)致蓄電池往往充電很少就又處于放電狀態(tài),沒(méi)有很好利用蓄電池,減少了其使用壽命。</p><p>　　因此在控制器恢復(fù)放電的電壓設(shè)置上需要合理選擇。</p><p>　　3　系統(tǒng)優(yōu)化配置步驟</p><p>　　以下就配置及以上問(wèn)題提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)和優(yōu)化方法。</p><p>　　以24V的40W無(wú)極燈為例,按每天

41、使用小時(shí)數(shù)為8h、連續(xù)陰雨天4天要求,在鎮(zhèn)江應(yīng)用時(shí),結(jié)合當(dāng)?shù)毓庹?如表1)具體配置步驟如下:</p><p>　　(1)先確定蓄電池容量。</p><p>　　配置蓄電池時(shí)考慮放電深度0175、充放電效率0185及安全系數(shù)111等,根據(jù)負(fù)載估算蓄電池容量:</p><p>　　111 ×40 ×8 ×4 ÷0185 ÷

42、;0175 ÷24 = 9211Ah此時(shí)實(shí)際選用2個(gè)12V /100Ah蓄電池串聯(lián)即可。</p><p>　　(2)初步配置太陽(yáng)能組件。</p><p>　　在配置組件時(shí)參照當(dāng)?shù)厝照蛰椛淞?選取合適的傾斜角,和并網(wǎng)發(fā)電不同,太陽(yáng)能路燈應(yīng)保證最低日照月份輻射盡可能大,如表1 所示。此時(shí)傾斜角在30°,最低輻射在10月份,只有4113kWh /m2 /d,折算到標(biāo)準(zhǔn)日照強(qiáng)度

43、1kW /m2 時(shí)為4113h /d。</p><p>　　表1　鎮(zhèn)江峰值日照時(shí)間表</p><p>　　考慮發(fā)電量會(huì)受方位角、灰塵、局部陽(yáng)光遮擋、組件的光電轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)其他效率損失等影響,系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)平均發(fā)電效率按78%取值,同時(shí)考慮蓄電池系統(tǒng)效率問(wèn)題。</p><p>　　光伏組件容量= 40 ×8 ×111 ÷0185 &#

44、247;4113 ÷0178 = 12816Wp。此時(shí)如果以為組件130Wp 夠了,很可能出現(xiàn)上面連續(xù)幾天路燈不工作現(xiàn)象。</p><p><b>　　(3)優(yōu)化組件配置</b></p><p>　　考慮到路燈連續(xù)工作要求在4天,為了保證在連續(xù)4天放電后,能盡快恢復(fù)工作,組件容量需增大,縮短充滿(mǎn)電時(shí)間,如果當(dāng)?shù)剡B續(xù)4天陰雨的天數(shù)較多,則充電時(shí)間要控制在2天以

45、內(nèi)。</p><p>　　以選用160Wp 組件為例,估算充電時(shí)間。充電效率在019～0195,取019。</p><p>　　平均蓄電池充電時(shí)間= 2 ×100 ×12 ×0175 / (019×0178 ×160 ×4145 ) = 316 天, 時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。選取190Wp,此時(shí)充電時(shí)間在3 天左右。而240Wp 組件也需充電2

46、14天。考慮成本等因素實(shí)際選擇190Wp組件。</p><p>　　從中可以看出在配置組件時(shí)不能只看單日耗電量,還要結(jié)合蓄電池容量來(lái)優(yōu)化配置。</p><p>　　(4)路燈控制器選擇及優(yōu)化</p><p>　　因?yàn)槁窡艄ぷ麟妷菏?4V,蓄電池串聯(lián)輸出額定電壓也是24V,所以控制器也應(yīng)該選擇24V額定工作電壓,其光伏組件的額定輸出電壓為34V。現(xiàn)在市場(chǎng)上大部分控制器

47、最大輸入電壓是額定工作電壓的2倍。因此對(duì)總?cè)萘繛?90Wp 的系統(tǒng), 可以用2 塊ZXM095W18V - 12502組件(單晶硅太陽(yáng)能電池)串聯(lián)構(gòu)成,其參數(shù)見(jiàn)表2。如果單塊190Wp組件最大功率工作電壓在30～34V亦可選用。</p><p>　　表2　太陽(yáng)能電池組件參數(shù)表</p><p>　　此時(shí)串聯(lián)工作電壓= 3414V,最大輸出開(kāi)路電壓= 4214V,短路電流= 5199A。因此控

48、制器額定充電電流選用10A。</p><p>　　在控制器選擇時(shí),還需要關(guān)注過(guò)充保護(hù)、恢復(fù)充電、過(guò)放保護(hù)、恢復(fù)放電電壓,如圖3所示。特別是針對(duì)恢復(fù)放電電壓,目前市場(chǎng)上24V控制器主要設(shè)置在25V以上,有些甚至是26V。就如前面分析的第1個(gè)問(wèn)題,此時(shí)很可能出現(xiàn)太陽(yáng)能路燈連續(xù)幾天不亮。</p><p>　　如果系統(tǒng)配置不合理,很可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間不工作,用戶(hù)很可能就以為路燈壞了,企業(yè)聲譽(yù)必然受到影響

49、。因此對(duì)恢復(fù)放電電壓不能設(shè)置過(guò)高。</p><p>　　但同樣的,如果為了減少出現(xiàn)這種問(wèn)題的機(jī)會(huì),把恢復(fù)放電電壓設(shè)置過(guò)低,甚至低于23V,就如前面分析的第2個(gè)問(wèn)題,很可能會(huì)出現(xiàn)使用壽命縮短的問(wèn)題,特別對(duì)蓄電池更是如此。</p><p>　　針對(duì)控制器的這2個(gè)問(wèn)題,為了兼顧平衡,可以設(shè)置多項(xiàng)恢復(fù)條件,而不再是固定的值。控制器的具體恢復(fù)電壓設(shè)置可以參考圖4。</p><p&

50、gt;　　圖4　控制優(yōu)化流程圖</p><p>　　2.1太陽(yáng)能路燈的工作原理</p><p>　　系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)單，其原理結(jié)構(gòu)圖如圖1，利用光生伏特效應(yīng)原理制成的太陽(yáng)能電池，白天太陽(yáng)能電池板接收太陽(yáng)輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出，經(jīng)過(guò)充放電控制器儲(chǔ)存在蓄電池中，夜晚當(dāng)照度逐漸降低至10Lux左右、太陽(yáng)能電池板開(kāi)路電壓4.5V左右，充放電控制器偵測(cè)到這一電壓位后動(dòng)作，蓄電池對(duì)燈頭放電。蓄電池放電1

51、0小時(shí)后，充放電控制器動(dòng)作，蓄電池放電結(jié)束。充放電控制器的主要作用是保護(hù)蓄電池。</p><p>　　圖1 太陽(yáng)能路燈控制原理結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.2太陽(yáng)能電池的特性與應(yīng)用.</p><p>　　2.2.1太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　太陽(yáng)能電池通常由半導(dǎo)體硅材料制成。其作用是把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為直流形式的電能，

52、是光伏陣列中光電轉(zhuǎn)換的最小單元。由于單個(gè)太陽(yáng)電池的功率極小，因此一般不單獨(dú)作為電源使用。實(shí)際應(yīng)用中是將許多單個(gè)太陽(yáng)電池經(jīng)過(guò)串、并聯(lián)組合并進(jìn)行封裝后構(gòu)成太陽(yáng)電池組件使用。光伏陣列就是由許多太陽(yáng)電池組件經(jīng)過(guò)相應(yīng)的串、并聯(lián)后構(gòu)成。</p><p>　　圖2 硅太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖2所示的硅電池，它的基體材料為P型單晶硅，厚度在0.4mm以下。上表面層為N型層，是受光層，它和基

53、體在交界面處形成一個(gè)P一N結(jié)。在上表面上加有柵狀金屬電極，可提高轉(zhuǎn)換效率;另外，在受光面上，覆蓋著一層減反射膜，它是一層很薄的天藍(lán)色氧化硅薄膜，用以減少入射太陽(yáng)光的反射，使太陽(yáng)電池對(duì)入射光的吸收率達(dá)到90%以上。</p><p>　　太陽(yáng)電池的工作原理為:當(dāng)太陽(yáng)光照射P一N結(jié)時(shí)，在半導(dǎo)體內(nèi)的電子由于獲得了光能而釋放電子，相應(yīng)地便產(chǎn)生了電子-空穴對(duì)，并在勢(shì)壘電場(chǎng)的作用下，電子被驅(qū)向N型區(qū)，空穴被驅(qū)向P型區(qū)，從而使N

54、區(qū)有過(guò)剩的電子，P區(qū)有過(guò)剩的空穴;于是就在P一N結(jié)的附近形成了與勢(shì)壘電場(chǎng)方向相反的光生電場(chǎng)。光生電場(chǎng)的一部分抵消勢(shì)壘電場(chǎng)，其余部分使P型區(qū)帶正電、N型區(qū)帶負(fù)電;于是就使得N區(qū)與P區(qū)之間的薄層產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)，即光生伏電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)接通外電路時(shí)，便有電能輸出。這就是太陽(yáng)能電池發(fā)電的基本原理。</p><p>　　2.2.2太陽(yáng)能電池的基本特性</p><p>　?。?）太陽(yáng)能電池?cái)?shù)學(xué)模型</p

55、><p>　　當(dāng)光照恒定時(shí)，由于光生電流不隨光伏電池的工作狀態(tài)而變化，因此在等效電路中可以看作是一個(gè)恒流源。光伏電池的兩端接入負(fù)載R后，光生電流流過(guò)負(fù)載，從而在負(fù)載的兩端建立起端電壓V。負(fù)載端電壓反作用于光伏電池的P一N結(jié)上，產(chǎn)生一股與光生電流方向相反的電流。此外，由于太陽(yáng)能光伏電池板前后表面的電極以及材料本身所帶有的電阻率，當(dāng)工作電流流過(guò)板子時(shí)必然會(huì)引起電池板內(nèi)部的串聯(lián)損耗，故引入串聯(lián)電阻Rs。串聯(lián)電阻越大，線路損

56、失越大，光伏電池輸出效率越低。在實(shí)際的太陽(yáng)能電池中，一般串聯(lián)電阻都比較小，大都在0.001～3歐之間。另外，由于制造工藝的因素，光伏電池的邊緣和金屬電極在制作時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生微小的裂痕、劃痕，從而會(huì)形成漏電而導(dǎo)致本來(lái)要流過(guò)負(fù)載的光生電流短路掉，因此引入一個(gè)并聯(lián)電阻Rsh來(lái)等效。相對(duì)于串聯(lián)電阻來(lái)說(shuō)，并聯(lián)電阻比較大，一般在1K歐以上。太陽(yáng)能電池的等效電路如圖3所示</p><p>　　圖3 太陽(yáng)能電池等效電路</p

57、><p>　?。?）太陽(yáng)能電池的I一V特性曲線</p><p>　　太陽(yáng)電池的特性曲線可以表示為圖4所示。它表明在某一確定的日照強(qiáng)度和溫度下，太陽(yáng)電池的輸出電流和輸出電壓之間的關(guān)系，簡(jiǎn)稱(chēng)I一V特性。從圖4可以看出，該伏安特性曲線具有非線性，不可能為負(fù)載提供任意大的功率，是一種非線性直流電源，其輸出電流在大部分工作電壓范圍內(nèi)近似恒定，在接近開(kāi)路電壓時(shí)，電流下降率很大。</p>&l

58、t;p>　　圖4 太陽(yáng)電池的I一V特性曲線</p><p>　　太陽(yáng)電池的額定功率是在以下條件下定義的:當(dāng)日照S=l000w/㎡，太陽(yáng)電池溫度T=25℃，大氣質(zhì)量AM=1.5時(shí)，太陽(yáng)電池輸出的最大功率便定義為它的額定功率，它對(duì)應(yīng)于圖中的M點(diǎn)。太陽(yáng)電池額定功率的單位是“峰瓦”。曲線上的M點(diǎn)表示在相應(yīng)日照強(qiáng)度下太陽(yáng)電池輸出最大功率的位置，稱(chēng)“最大功率點(diǎn)(MPP)”。</p><p>　　

59、假定負(fù)載為純電阻負(fù)載，和特性曲線相交于M點(diǎn)，則根據(jù)公式R=V/I，可以畫(huà)出負(fù)載線為一條直線，其斜率由負(fù)載的阻值決定。根據(jù)圖中所示特性曲線，定義如下幾個(gè)主要參數(shù):</p><p>　　短路電流Isc(short circuit current):當(dāng)V=0時(shí)，對(duì)應(yīng)的最大電流值:</p><p>　　開(kāi)路電壓Voc(open circuit voltage):當(dāng)I=0時(shí)，對(duì)應(yīng)的最大電壓值;<

60、;/p><p>　　工作點(diǎn)(working point):負(fù)載線與伏安特性曲線的交點(diǎn)。</p><p>　　從圖4可知，特性曲線上任意一點(diǎn)均為太陽(yáng)電池的工作點(diǎn)。每一點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著負(fù)載電阻從太陽(yáng)電池處獲得的功率，即圖中矩形OIMV所圍成的面積。當(dāng)調(diào)節(jié)負(fù)載電阻的阻值R時(shí)，總可以找到一點(diǎn)M，對(duì)應(yīng)的I·V為最大，此時(shí)，稱(chēng)M點(diǎn)為最佳功率點(diǎn)，也稱(chēng)為最大功率點(diǎn)。為MPP。這一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的負(fù)載R為最佳負(fù)載

61、電阻，P功率為最大輸出功率。定義填充因子FF=PM／Voc·Isc(P=I×V);FF是衡量太陽(yáng)電池好壞的重要指標(biāo)，越大越好。</p><p>　　2.2.3影響太陽(yáng)能電池輸出的因素</p><p>　　日照強(qiáng)度和溫度是影響電池輸出的重要因素，如圖5、圖6所示。</p><p>　　圖5 一定溫度不同日照 圖6 一

62、定日照不同溫度</p><p>　　由以上兩圖可知，溫度相同時(shí)，隨著日照強(qiáng)度的增加，太陽(yáng)能光伏電池的開(kāi)路電壓幾乎不變，短路電流有所增加，最大輸出功率增加;在日照強(qiáng)度相同時(shí)，隨著溫度的升高，太陽(yáng)能光伏電池的開(kāi)路電壓下降，短路電流有所增加，最大輸出功率減小，具有負(fù)溫度系數(shù)。此外，無(wú)論在任何溫度和日照強(qiáng)度下，太陽(yáng)能電池總有一個(gè)最大功率點(diǎn)，溫度(或日照強(qiáng)度)不同，最大功率點(diǎn)位置也不同。</p><p&

63、gt;　　2.3不同地區(qū)因地制宜選擇相應(yīng)的太陽(yáng)能路燈配置</p><p>　　2.3.1太陽(yáng)能路燈配置的一般步驟</p><p>　　（1）根據(jù)表查出該地區(qū)的平均日照時(shí)間</p><p>　?。?）計(jì)算負(fù)載日耗電量</p><p>　?。?）計(jì)算太陽(yáng)能電池組件的總充電電流</p><p>　　（4）計(jì)算太陽(yáng)能電池組件的

64、功率</p><p>　?。?）由以上選擇出合適的太陽(yáng)能電池組件</p><p>　　（6）蓄電池、節(jié)能燈及控制器的選擇</p><p>　　（7）根據(jù)當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)選擇合適的太陽(yáng)能電池組件支架傾角</p><p><b>　?。?）防雷和接地</b></p><p>　　2.3.2某花園小區(qū)太陽(yáng)能路燈

65、光伏電池的選型</p><p>　　設(shè)計(jì)要求:某花園小區(qū)，負(fù)載輸入要求電壓12V功耗9 W，每天工作時(shí)數(shù)10h，保證連續(xù)陰雨天數(shù)5一7天能正常。</p><p>　　(l)根據(jù)查表8得知該地區(qū)年平均日照時(shí)間為3.94h</p><p>　　(2)負(fù)載日耗電量為（9÷12）×10=7.5(AH)</p><p>　　(3)所

66、需太陽(yáng)能電池組件的總充電電流=1.05×7.5÷(3.94×0.85)=2.35A</p><p>　　在這里，1.05為太陽(yáng)能電池組件系統(tǒng)綜合損失系數(shù)，0.85為蓄電池充電效率。</p><p>　　(4)太陽(yáng)能組件的最少總功率數(shù)=17.5×2.35=41.125W</p><p>　　在這里，17.5為太陽(yáng)能電池組件的輸出

67、工作電壓</p><p>　　（5）由此可知選用一塊功率為12W和一塊功率為30W的太陽(yáng)能電池板串聯(lián)即可，查表7可知其中功率為30W的最佳工作電壓為17.4V, 最佳工作電流為1.72A,開(kāi)路電壓為20.5V，短路電流為1.89A，其組件尺寸為5103525325.功率為12W的電池最佳工作電壓為8.7V,最佳工作電流為1.38A,開(kāi)路電壓為10V，短路電流為1.52A，其組件尺寸為2803450325。<

68、/p><p><b>　?。?）蓄電池選擇</b></p><p>　　根據(jù)上面的計(jì)算知道，負(fù)載日耗電量7.5AH。在蓄電池充滿(mǎn)情況下，可以連續(xù)工作6個(gè)多陰雨天，蓄電池容量:7.5×6.6=49.5(AH)，選用1臺(tái)12V —5OAH的蓄電池就可以滿(mǎn)足要求了。</p><p>　　2.3.3某地區(qū)太陽(yáng)能路燈的選型</p>&

69、lt;p>　　以某地區(qū)1月份為例:已知路燈的日耗電量為2.7Ah，可以連續(xù)工作七天，計(jì)算步驟如下:</p><p>　?。?）某地區(qū)1月份平均峰值日照時(shí)數(shù)為2.42小時(shí)。</p><p>　?。?）所需要太陽(yáng)能電池的輸出電流為:1.05×2.7÷(2.42×0.85)=1.38A</p><p>　　1.05為太陽(yáng)能電池系統(tǒng)綜合損

70、失系數(shù);0.85為蓄電池充電效率。</p><p>　?。?）太陽(yáng)能電池的最低輸出功率為:17.5v×1.38A=24.15W。</p><p>　　17.5V為太陽(yáng)能電池組件的輸出工作電壓。</p><p>　　(4) 用峰值小時(shí)數(shù)法估算太陽(yáng)能電池的輸出功率</p><p>　　一般設(shè)計(jì)太陽(yáng)能電池輸出都是采用當(dāng)?shù)啬昃?yáng)輻射量，這

71、樣做不符合系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則。我們根據(jù)氣象部門(mén)提供的該地區(qū)的逐月氣象資料，以月為單位進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　表 7 太陽(yáng)能電池組件主要技術(shù)參數(shù)和尺寸</p><p>　　我們使用峰值小時(shí)數(shù)的方法估算太陽(yáng)能電池的輸出功率。太陽(yáng)能電池的輸出功率是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)定的。但在實(shí)際使用中，日照條件以及太陽(yáng)能電池的環(huán)境條件是不可能與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)完全相同。因此有必要找出一種可以利用太陽(yáng)能電池額定輸出

72、和氣象數(shù)據(jù)來(lái)估算實(shí)際情況下太陽(yáng)能電池輸出功率的方法，峰值小時(shí)法是將實(shí)際的傾斜面上的太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)換成等同的利用標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)輻射1000w/㎡照射小時(shí)數(shù)。如果先確定了每天至少輸出的安時(shí)數(shù)，又知道了峰值小時(shí)數(shù)，就可以確定電池的輸出工作電流，用此電流再乘以電池輸出的額定工作電壓即可得到輸出功率值。</p><p>　　按此方法分別計(jì)算出全年各月的峰值日照時(shí)數(shù)和輸出功率見(jiàn)表9</p><p>　　如果以太

73、陽(yáng)最低輻射的12月為設(shè)計(jì)月，要使蓄電池每日充電至少2.7AH，則太陽(yáng)能電池的輸出功率則要27W，這樣其它月份都能保證。如果選擇輻射最強(qiáng)的6月份為</p><p>　　設(shè)計(jì)月，則選擇太陽(yáng)能電池容量為11W，這是不可取的，因?yàn)閯e的月份都無(wú)法保證。我們確定16W的輸出額定功率。這樣1月、2月、3月、10月、11月、12月份共6個(gè)月存在風(fēng)險(xiǎn)。我們通過(guò)合理增加反光鏡等措施來(lái)彌補(bǔ)自身功率輸出的不足。</p>&

74、lt;p>　　表8我國(guó)主要城市年平均日照時(shí)間及最佳安裝傾角</p><p>　　表9 某地區(qū)各月斜面太陽(yáng)輻射及所需太陽(yáng)能電池輸出功率</p><p>　　（5）輔助反光鏡的運(yùn)用</p><p>　　在太陽(yáng)能電池板的兩側(cè)各安裝一塊與電池板平面成45。角的平面反光鏡，</p><p>　　能明顯提高太陽(yáng)光線的收集能力，提高電池板的功率輸出。

75、這在一定程度上彌補(bǔ)了由于額定功率輸出不足而給6個(gè)低輻射月帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用Lab View監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)測(cè)，由于每天太陽(yáng)輻射自身的變化，會(huì)給對(duì)比測(cè)試帶來(lái)誤差。我們采取先測(cè)幾天不遮擋反光鏡的充電情況，再測(cè)幾天用黑布遮擋反光鏡的充電情況，之后再測(cè)幾天不遮擋反光鏡的充電情況。對(duì)有無(wú)反光鏡進(jìn)行平均值對(duì)比。選擇11一12月份。監(jiān)測(cè)時(shí)間為每天的早8:00一晚上負(fù)載點(diǎn)亮(負(fù)載點(diǎn)亮后系統(tǒng)不再給蓄電池充電)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表9</p><p

76、>　　通過(guò)對(duì)比可知反光鏡不遮擋時(shí)蓄電池平均每日充電量為:2.97Ah;反光鏡遮擋后蓄電池平均每日充電量為:2.42Ah;由此可見(jiàn)，加反光鏡后每日蓄電池充電提高23%，達(dá)到了平均每日充電超過(guò)日耗電的2.7Ah. </p><p>　　表10反光鏡與蓄電池充電量的關(guān)系</p><p>　　(6)輔助反光鏡應(yīng)用后路燈的日耗電量為2.9

77、7Ah</p><p>　?。?）所需要太陽(yáng)能電池的輸出電流為:1.05×2.97÷(2.42×0.85)=1.52A</p><p>　?。?）太陽(yáng)能電池的最低輸出功率為:17.5v×1.52A=26.6W。</p><p>　?。?）由此可知選用一塊功率為12W和一塊功率為15W的太陽(yáng)能電池板串聯(lián)即可，查表7其中功率為12

78、W的電池最佳工作電壓為8.7V,最佳工作電流為1.38A,開(kāi)路電壓為10V，短路電流為1.52A，其組件尺寸為2803450325，功率為15W的電池最佳電壓為8.7V, 最佳工作電流為1.72A,開(kāi)路電壓為10V，短路電流為1.89A，組件尺寸為2803525325</p><p><b>　　（10）蓄電池選擇</b></p><p>　　根據(jù)上面的計(jì)算知道，負(fù)載

79、日耗電量2.97AH。在蓄電池充滿(mǎn)情況下，可以連續(xù)工作7天，蓄電池容量:7×2.97=20.79(AH)，選用1臺(tái)12V —30AH的蓄電池就可以滿(mǎn)足要求了。</p><p>　　2.3.4某道路人行道太陽(yáng)能路燈光伏電池選型研究</p><p>　　例:某道路人行道擬安裝LED太陽(yáng)能路燈，燈高5m，路燈輸入電壓24V，功率70W，每天工作8.5h，保證連續(xù)陰雨天數(shù)7天提供照明。試

80、進(jìn)行LED太陽(yáng)能路燈設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.太陽(yáng)能電池選擇</b></p><p>　　（1）查表得知該地區(qū)年平均日照時(shí)間4.O4h。</p><p>　?。?）路燈日耗電量:(70÷24)×8.5=24.79(Ah)</p><p>　　（3）所需太陽(yáng)能電池組件的總充電電流:(24.

81、79×1.05)÷(4.04×0.85)=7.58(A)</p><p>　　1.05為太陽(yáng)能電池組件系統(tǒng)綜合損失系數(shù)，0.85為蓄電池充電效率。</p><p>　?。?）太陽(yáng)能電池的最低輸出功率為:7.58×17.5=132.65W</p><p>　　17.5V為太陽(yáng)能電池組件的輸出工作電壓。</p>&l

82、t;p>　?。?）由此可知選用一塊用一塊功率為12W和兩塊功率為60W的太陽(yáng)能電池板串聯(lián)即可，查表7其中功率為12W的電池最佳工作電壓為8.7V,最佳工作電流為1.38A,開(kāi)路電壓為10V，短路電流為1.52A，其組件尺寸為2803450325，功率為60W的電池最佳電壓為17.4V, 最佳工作電流為3.45A,開(kāi)路電壓為20.5V，短路電流為3.79A，組件尺寸為5253970325.</p><p>&

83、lt;b>　　(6)蓄電池選擇</b></p><p>　　蓄電池容量:7.58× (7+l)=60.64(Ah)</p><p>　　選擇24V一70Ah的免維護(hù)鉛酸蓄電池。</p><p><b>　　3結(jié)論</b></p><p>　　光伏照明系統(tǒng)是光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，也是研究的

84、熱點(diǎn)之一，具有很高的實(shí)用價(jià)值。應(yīng)用太陽(yáng)能給傳統(tǒng)的燈具光源供電并不十分經(jīng)濟(jì):一是目前太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率還比較低，所產(chǎn)生的能量有限，如果只是簡(jiǎn)單增加太陽(yáng)電池的面積，成本太高，不利于產(chǎn)品推廣；二是對(duì)于地方目前所使用的太陽(yáng)能路燈光伏電池配置都是由廠家生產(chǎn)的統(tǒng)一規(guī)格的產(chǎn)品，而由于不同地方在溫度、日照、環(huán)境等各個(gè)方面存在差異，使用相同過(guò)的產(chǎn)品，不能做到因地制宜，在一定程度上大大浪費(fèi)了資源。本文主要做了如下工作來(lái)完成上述不足：</p>

85、<p>　　利用輔助反光鏡來(lái)增大太陽(yáng)能電池的輸出功率</p><p>　　根據(jù)不同地區(qū)的情況，計(jì)算出該地區(qū)使用太陽(yáng)能光伏電池所需的電壓、電流、功率，由此通過(guò)查表選擇出來(lái)最合適的太陽(yáng)能電池組件，使其在經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性上都達(dá)到最優(yōu)化由于太陽(yáng)能路燈是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),尚沒(méi)有統(tǒng)—、完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,所以建立太陽(yáng)能燈具的行業(yè)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范生產(chǎn),提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性應(yīng)該是目前太陽(yáng)能燈具行業(yè)的當(dāng)務(wù)之

86、急。當(dāng)然太陽(yáng)能路燈的發(fā)展前景毋庸置疑,必將對(duì)國(guó)家的環(huán)保產(chǎn)業(yè)做出巨大貢獻(xiàn)。當(dāng)前太陽(yáng)能路燈雖然還只是在一些鄉(xiāng)村道路等照明要求不高的地區(qū)進(jìn)行推廣,但隨著光伏行業(yè)的迅猛發(fā)展,太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率的提高,成本的持續(xù)下降,以及國(guó)家對(duì)綠色可再生能源利用的重視程度越來(lái)越高,太陽(yáng)能燈具利用和發(fā)展的前景一定會(huì)更好。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 伊

87、世明，徐貴生，高瑞林．一種智能型太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)．太陽(yáng)能，2009，(2)：27~29</p><p>　　2 湯寧．一種太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)．通信與廣播電視，2008，(4)：70~76</p><p>　　3 桑久強(qiáng)．太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)評(píng)估．石油石化節(jié)能，2008，19(1)：30~35</p><p>　　4 江曉．淺談太陽(yáng)能路燈．日用電器，2009，

88、(8)：51~52</p><p>　　5 余曉東．關(guān)于新型太陽(yáng)能路燈電源控制器的設(shè)計(jì)方案．中國(guó)建設(shè)動(dòng)態(tài)：陽(yáng)光能源，2003，(08M)：40~41</p><p>　　6 黃國(guó)華．太陽(yáng)能路燈．太陽(yáng)能，2001，(4)：17~18</p><p>　　7 孫世維，康宏偉．太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì)與運(yùn)行．新能源，1997，19(2)：15~17</p><

89、p>　　8 昌金銘.國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)展的新進(jìn)展.中國(guó)建設(shè)動(dòng)態(tài)(陽(yáng)光能源)，2007，(l):</p><p><b>　　28～31.</b></p><p>　　9 張耀明.中國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與前景.新能源與新材料，2007(l):</p><p><b>　　1～6.</b></p><

90、p>　　10 趙爭(zhēng)鳴，劉建政.太陽(yáng)能光伏發(fā)電及其應(yīng)用.北京科學(xué)出版社，2005:95～99，257</p><p>　　11 桑野幸德.太陽(yáng)電池及其應(yīng)用.北京科學(xué)出版社，2000，56～61</p><p>　　12 王建源，馮建設(shè)，袁愛(ài)民.山東省太陽(yáng)輻射的計(jì)算及其分布.氣象科技，2006，34(1):98～100.</p><p>　　13 劉恩科.光伏電池

91、及其應(yīng)用.北京科學(xué)出版社，1991:81～95</p><p>　　14 中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng).http://cdc.cma.gov.cn/</p><p>　　15 青島決策氣象服務(wù)網(wǎng).http://weather.qingdao.gov.cn/</p><p>　　16 孟昭淵,高鵬.太陽(yáng)能路燈的設(shè)置需要因地制宜.中國(guó)照明電器，2009，（5）：</

92、p><p><b>　　15～20</b></p><p>　　17 鞠振河.太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì).可再生能源，2007，（5）：79～83</p><p>　　18 馬勝紅，陸虎俞.太陽(yáng)能與太陽(yáng)輻射.大眾用電，2006(2):39～41.</p><p><b>　　致謝</b></p>

93、;<p>　　經(jīng)過(guò)了兩個(gè)月的學(xué)習(xí)和查找資料，在張蒂如老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，我終于完成了《太陽(yáng)能路燈光伏電池選型研究》的論文。從課題選擇、開(kāi)題報(bào)告到具體設(shè)計(jì)，每一步對(duì)我來(lái)說(shuō)無(wú)疑是巨大的嘗試和挑戰(zhàn)，也成就了我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。記得在剛接到這個(gè)課題時(shí)，由于對(duì)論文的具體格式及內(nèi)容不是很了解，我都有些茫然不知所措。于是我給自己提出了第一個(gè)問(wèn)題：設(shè)計(jì)好一個(gè)論文需要什么具體的專(zhuān)業(yè)知識(shí)？帶著這個(gè)疑問(wèn)我開(kāi)始了獨(dú)立地學(xué)習(xí)。

94、去圖書(shū)館查閱相關(guān)資料、上網(wǎng)去了解太陽(yáng)能路燈光伏電池的最新動(dòng)向，漸漸頭腦中關(guān)于該論題的概念清晰了起來(lái)。</p><p>　　在具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)老師，圖書(shū)館的老師以及和我一起做課題的同學(xué)，正是有了他們的幫助才使我這篇稚嫩的設(shè)計(jì)日臻完善。每一次改進(jìn)我都收獲良多，每一次修改后的成功我都能興奮好長(zhǎng)一段時(shí)間。雖然我的設(shè)計(jì)作品不是很成熟，即使借鑒前人的很多資料仍然還有很多不足之處，但我仍然心里有一種莫大的幸福

95、感，因?yàn)槲覍?shí)實(shí)在在地走過(guò)了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)所應(yīng)該走的每一個(gè)過(guò)程，并且享受了每一個(gè)過(guò)程。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)讓我對(duì)太陽(yáng)能路燈光伏電池的認(rèn)識(shí)又上升到了一個(gè)新的臺(tái)階，不論是對(duì)今后的學(xué)習(xí)還是工作都有很大的幫助。</p><p><b>　　就此作結(jié)。</b></p><p>　　太陽(yáng)能路燈光伏電池選型研究</p><p>

96、;<b>　　摘 要</b></p><p>　　全球性的能源短缺、環(huán)境污染、氣候變暖等問(wèn)題正日益困擾著人類(lèi)社會(huì)，“尋求綠色替代能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展”已成為世界各國(guó)面臨的共同課題。太陽(yáng)能光伏不排放CO2和SO2，也沒(méi)有常規(guī)發(fā)電的噪音、固體廢物和其他污染，是當(dāng)前最重要的可再生能源技術(shù)之一。隨著太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，太陽(yáng)能路燈以環(huán)保、節(jié)能、安全等優(yōu)勢(shì)成為城市道路照明行業(yè)的新寵，市場(chǎng)潛力巨大。

97、在不同地區(qū)，諸如城市或鄉(xiāng)村，對(duì)太陽(yáng)能路燈照明密度的要求不同，本論文主要通過(guò)研究太陽(yáng)能路燈及太陽(yáng)能電池的工作原理，太陽(yáng)能電池的基本特性。根據(jù)不同的要求主要從實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性方面考慮選擇出適合本地區(qū)需求的相應(yīng)容量的太陽(yáng)能光伏電池以及太陽(yáng)能光伏電池配置。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ：太陽(yáng)能路燈,光伏電池,優(yōu)化配置</p><p>　　Study on the Selection of photo

98、voltaic cells solar street lamp</p><p><b>　　Abstraet</b></p><p>　　Global energy shortages, environmental pollution, climate warming and other issues are increasingly troubled by the

99、human society, "to find the green alternative sources of energy and achieve sustainable development" has become a common task facing all countries in the world. Solar PV does not emit CO2 and SO2, there is no n

100、oise of conventional power generation, solid waste and other pollution, is the most important renewable energy technologies. With the continuous development of solar power te</p><p>　　Keywords :solarl light,

101、 PV, optimization</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1緒論..........................................................4</p><p>　　1.1我國(guó)太陽(yáng)能資源及分布.....................................

102、.4</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀....................................4</p><p>　　1.2.1世界光伏產(chǎn)業(yè)的新進(jìn)展及應(yīng)用特點(diǎn).......................4</p><p>　　1.2.2我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀.................................5</

103、p><p>　　1.2.3光伏電源的優(yōu)勢(shì).......................................5</p><p>　　1.3太陽(yáng)能路燈的組成及發(fā)展現(xiàn)狀................................6</p><p>　　1.3.1太陽(yáng)能路燈的組成.....................................6<

104、/p><p>　　1.3.2太陽(yáng)能路燈的發(fā)展現(xiàn)狀.................................6</p><p>　　1.4論文的主要研究?jī)?nèi)容........................................7</p><p>　　1.4.1論文的研究?jī)?nèi)容.......................................7&

105、lt;/p><p>　　1.4.2論文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處...................................7</p><p>　　2 太陽(yáng)能路燈的優(yōu)化設(shè)計(jì)..........................................7</p><p>　　2.1太陽(yáng)能路燈的工作原理..................................

106、.....7</p><p>　　2.2太陽(yáng)能電池的特性與應(yīng)用......................................8</p><p>　　2.2.1太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理............................8</p><p>　　2.2.2太陽(yáng)能電池的基本特性..............................

107、....9</p><p>　　2.2.3影響太陽(yáng)能電池輸出的因素..............................11</p><p>　　2.3不同地區(qū)因地制宜選擇相應(yīng)的太陽(yáng)能路燈配置....................11</p><p>　　2.3.1太陽(yáng)能路燈配置的一般步驟..............................11<

108、;/p><p>　　2.3.2某花園小區(qū)太陽(yáng)能路燈光伏電池的選型....................12</p><p>　　2.3.3某地區(qū)太陽(yáng)能路燈光伏電池的選型....................... 12</p><p>　　2.3.4某道路人行道太陽(yáng)能路燈光伏電池選型研究................15</p><p>&

109、lt;b>　　2.3.5</b></p><p>　　3 結(jié)論...........................................................16</p><p>　　參考文獻(xiàn).........................................................18</p><p>

110、　　致謝.............................................................19</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1我國(guó)太陽(yáng)能資源及分布</p><p>　　我國(guó)幅員廣大，有著十分豐富的太陽(yáng)能資源。按接受太陽(yáng)能輻射量的大小，全國(guó)大致上可分為五類(lèi)地區(qū)。一

111、類(lèi)地區(qū) 為我國(guó)太陽(yáng)能資源最豐富的地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量6680～8400 MJ/㎡，相當(dāng)于日輻射量5.1～6.4KWh/㎡。這些地區(qū)包括寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最為豐富，最高達(dá)2333 KWh/㎡（日輻射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，僅次于撒哈拉大沙漠。 二類(lèi)地區(qū) 為我國(guó)太陽(yáng)能資源較豐富地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量為5850-6680 MJ/㎡，相當(dāng)于日輻射量4.5～5.1KWh/㎡。這些地區(qū)包括河

112、北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。 三類(lèi)地區(qū) 為我國(guó)太陽(yáng)能資源中等類(lèi)型地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量為5000-5850 MJ/㎡，相當(dāng)于日輻射量3.8～4.5KWh/㎡。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、蘇北、皖北、臺(tái)灣西南部等地。 四類(lèi)地區(qū) 是我國(guó)太陽(yáng)能資源較差地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量4200～5000 MJ/㎡，相