太阳能路灯照明系统毕业设计

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1、 1 目录 1 绪论 . 4 1.1 我国太阳能的资源状况 . 4 1.2 国家政策 5 1.3 太阳能路灯与普通路灯的比较 7 1.4 太阳能路灯的发展前景 8 2 设计思想 . 9 2.1 设计思路及原则 . 9 2.2 设计要求 . 9 3 太阳能路灯照明系统介绍 10 3.1 太阳能路灯照明系统基本组成 . 10 3.2 太阳能路灯照明系统工作原理介绍 . 10 4 各部件的组成及工作原理 12 4.1 太阳能电池的组成及工作原理 . 12 4.1.1 太阳能电池的分类 . 12 4.1.2 硅太阳能电池工作原理与结构 . 12 4.1.3 太阳能电池组件 . 15 4.1.4 太阳能

2、电池组件结构 18 4.2 蓄电池的结构及原理 . 20 4.2.1 铅酸蓄电池的结构及工作原理 . 21 4.3 控制器的基本工作原理 . 21 4.3.1 蓄电池充电 22 4.3.2 蓄电池给 LED 供电 23 4.4 LED 光源 . 24 5 30W 太阳能路灯系统设计 25 2 5.1 太阳能路灯系统设计所在地位置 . 27 5.4 太阳能电池组件的选择 . 28 5.4.1 太阳电池组件的基本要求 28 5.4.2 单晶硅太阳能电池组件的结构及技术参数 29 5.5 蓄电池的选型 . 32 5.5.1 阀控式密封免维护铅酸蓄电池 . 32 5.5.2 蓄电池结构 . 32 5.

3、5.3 电池性能 . 33 5.6 系统硬件设计 . 35 5.6.1 电源电路 35 5.6.2 太阳能电池板组件 35 5.6.3 照明负载 36 5.6.4 蓄电池和太阳能板的选用 38 5.6.5 显示电路 40 5.6.6 过充、过放控制电路 40 5.6.7 DS1302 的结构及工作原理 . 42 5.6.8 存储器 AT24C02 简介 43 5.7 光源的设计及选择 47 5.7.1 使用 LED 作为照明的理由 47 5.7.2 所选用的 LED 路灯特点 48 5.7.3 产品参数 . 48 5.8 太阳能电池最佳倾角的设计 . 49 5.9 LED 路灯工程设计 . 5

4、0 5.9.1 LED 路灯道路照明设计 . 50 5.9.2 单臂灯的工程安装步骤 51 3 5.9.3 太阳能路灯的安装和施工 . 52 6 系统软件设计 54 结 论 57 致谢 58 参考文献 59 附录 1 总体电路图 . 60 4 1 绪论 1.1 我国太阳能的资源状况 全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突 出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展急需解决的问题。每年 照明消耗电能约占全部电能消耗的 12%15%，作为能源消耗的大户， 必须尽快寻找可以替代传统光源的新一代节能环保光源。我国各地区太 阳能资源情况见表 1-1。 随着世界能源危机的加剧，各国都在

5、寻求解决能源危机的办法，一 条道路是寻求新能源和可再生能源的利用； 另一条是寻求新的节能技术， 降低能源的消耗，提高能源的利用效率。 太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种 巨量可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于 2.5 亿万桶石油， 可以说是取之不尽、用之不竭。太阳能作为一种安全、环保新能源越来 越受重视。同时，随着太阳能光伏发电技术的发展和进步，太阳能灯具 产品在环保节能的优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已 经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。 5 表 1-1 我国各地区太阳能资源情况 1.2 国家政策 中国光伏发电产业起步于

6、 20 世纪 70 年代，经过 30 多年的努力，迎 来了快速发展的新阶段。在“光明工程”和“送电到乡”等国家项目及 世界光伏发电市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。到 2007 类型 地区 年日照时数/h 年总辐射总量/ （kcal/cm 2a） 1 西藏西部、新疆东南部、 青海西部、甘肃西部 28003300 160200 2 西藏东南部、新疆南部、 青海东部、宁夏南部、甘 肃中部、内蒙古、 山西 北部、河北西北部 30003200 140160 3 新疆北部、甘肃东南部、 山西南部、 山西北部、 河北东南部、 山东、 河南、 吉林、辽宁、云南、广东 南部、福建南部、江苏北 部、安徽北部 22003000 120140 4 湖南、 广西、 江西、 浙江、 湖北、福建北部、广西北 部、 山西南部、 江苏南部、 安徽南部、黑龙江 14002200 100120 6 年年底，全国光伏发电系统的累计装机容量达到 10 万千瓦，2008 年太 阳能电池的产量达到了 200 万千瓦。 2008 下半年以来，金融风暴危及到中国，光伏发电企业深受影响： 订单减少，多