毕业设计开题报告--光伏照明测控系统设计

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1、 毕业设计(论文)开题报告 论文题目论文题目 光伏照明测控系统设计光伏照明测控系统设计 院院 ( (系系) ) 机电系机电系 专专 业业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 学生姓名学生姓名 学学 号号 指导教师指导教师 职称职称 讲师讲师 2013 年 3 月 31 日 1本课题研究的背景、目的及意义 在太阳能的有效利用当中，太阳能光伏照明系统是近些年来发展最快，也是最具活 力的研究领域。太阳能是一种辐射能，可利用太阳能光伏照明系统将太阳光直接转换成 电能提供给照明工具，必须借助于能量转换与存储器才能得以实现。 法国科学家贝勒尔于 1893 年发现“光生伏打效应” ，即“光伏效应” 。朗格

2、于 1930 年首次提出用“光伏效应”制造“太阳能电池” ，使太阳能变成电能。恰宾和皮尔松于 1954 年在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶太阳能电池。同年，韦克尔首次发现了 砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳能电池。 在技术进步和相关鼓励政策的双重推动下，太阳能光伏产业自 20 世纪 90 年代后期 进入了快速发展时期。 世界累计到 2007 年底共生产了 12. 64GW 太阳能电池， 由此推断， 光伏发电的实际总装机应该接近 12GW。 发展太阳能光伏发电产业的关键问题包括光伏电池技术、光伏发电成本、光伏发电 政策以及光伏电网的接入等。光伏发电系统主要由

3、3 大部分组成：光伏阵列；变换器、 控制器等电力电子设备；蓄电池或其他储能和辅助发电设备。 目前， 国内外在光伏照明领域的研究仍局限于组件配合和状态控制等基本功能实现， 而对于光伏照明系统中的 MPPT 算法和蓄电池能量管理控制研究还不够深入。另外，现 有光伏照明系统大都用于节能产品作为光源，照度不能满足交通照明等场所需求，这主 要由于电源的不稳定，因此，基于多电源切换技术的光伏照明测控系统就可以实现一些 大功率产品的需求，这样可以使用更方便，应用更广泛。 现有的太阳能光伏照明系统分为两大类，即独立太阳能光伏照明系统和并网太阳能 光伏照明系统，他们之间的区别是独立太阳能光伏照明系统配有蓄电池来

4、储能，并网太 阳光伏系统直接将太阳能电池发出的电能经转变后并入电网。独立太阳能光伏照明系统 最明显的特征就是有蓄电池储能，不需要电网，不需要敷设电线，灵活机动、便于携带， 安全，节能，环保等，在许多场合已经完全取代了传统照明装置。但其也有一定的应用 制约因素，一次性投入大致使成本大大高于传统的照明系统，另外，太阳能光伏发电需 要接受太阳的辐射能量，城市道路的林荫以及高楼阴影都给太阳能光伏照明系统的应用 带来不便。 如果将系统采用多电源切换，这样就会不受一些客观条件的制约，如太阳能在没有 太阳的时候就不能产生电能，我们可以使用蓄电池，当这两个方面都没有时，这时我们 可以直接自动切换到民用电，而当

5、太阳能产生的电能足够一些照明设备使用时，就直接 使用太阳能产生的电能，如果太阳能产生的电能足够多时，就可以使用蓄电池存储。 光伏照明系统通常由太阳能电池组件、蓄电池、控制器、照明灯具及支架组成。其 中控制器是整个系统中最为关键的一环, 它直接关系到整个系统的功能和可靠性。我们 可以利用单片机来控制监控光照强度、电源电量的数据采集和显示，运算处理基于单片 机的能量管理电路。通过检测太阳能电池和蓄电池的电压。并根据光敏元件和定时器的 状态来确定系统的工作状态。从而实现整个系统的自动控制。为节约成本和提高系统的 可靠性, 可以把太阳能和市电相结合。当太阳能不足时, 由市电补充。光电互补照明系 统由于

6、采用市电作为备用电源, 其系统可靠性大为提高。为了节省投资成本, 可适当减 少太阳能电池板功率。 新能源和可再生能源的利用越来越受到重视，其中太阳能更是得到了广泛应用，光 伏照明是未来不可再生能源短缺趋势下的一个很好的实际应用。本课题从太阳光能的获 取、转化、存储和利用等角度来设计照明系统，同时该控制系统的供电具有太阳能、电 池以及市网电力三个独立供电系统的智能转换的特点， 系统具有较大的冗余度和可靠性。 2本课题主要研究内容和预期目标 研究内容：研究内容： 本课题主要从光伏发电、电能转化、电池充放电控制、电力智能切换以及照明系统的 控制等角度来进行研究设计，所设计的系统主要有环境检测单元、控制单元、输出显示 单元、执行