光伏电能在城市路灯照明中的应用设计

【摘要】： 21世纪以来,随着世界能源危机的加剧,太阳能作为地球上最普遍最清洁的能源,以其取之不尽、用之不竭、无污染等优点,受到人类的重视。在人类生活中,江南体育在线直播观看 的应用非常的广泛,其应用的基本形式可分为两大类:独立发电和并网发电。随着光伏技术的发展和世界经济可持续发展的需要,发达国家已经开始有计划地推广城市光伏并网发电,主要是建设户用屋顶光伏发电系统和MW级集中型大型并网发电系统等,同时在城市建设中对城市照明等方面也大力的推广了江南体育在线直播观看 的应用。目前,国内江南体育在线直播观看 技术在城市亮化照明中的应用业已呈现出快速发展的势头。城市道路、学校、公园、住宅小区等场所的路灯、指示牌、草坪灯等都逐渐采用江南体育在线直播观看 照明技术,使城市公共照明更加环保、节能、方便、安全。 本课题积极响应国家节能减排、发展低碳型经济的号召,以实际应用为目的,从太阳能电池的光伏特性出发,围绕江南体育在线直播观看 发电技术和LED照明技术,设计了满足山西太原市道路照明使用的太阳能LED路灯照明系统。系统由太阳能电池、蓄电池、控制器、LED灯源及其恒流驱动电路等部分组成,通过太阳能硅光电池板将太阳能转换为电能存储到蓄电池中,由蓄电池为整个系统提供电能。 本课题分析研究了太阳能电池功率的选取原则以及与蓄电池容量的匹配方法,对太阳能电池功率和蓄电池容量等参数进行了计算,解决了太阳能LED路灯系统由于控制器对蓄电池保护不充分经常使蓄电池处于过放电或者过充电而造成蓄电池寿命短和系统可靠性不高的问题,同时对路灯光源LED的驱动问题也进行了分析研究。因而研究重点集中在: 首先,太阳能路灯控制器的硬件优化设计。选用ATmega128单片机作为控制器主控芯片,通过主控芯片来控制蓄电池充放电,设计了基于ATmega128单片机具有自适应功能的太阳能路灯控制器,使蓄电池不会发生过充电和过放电现象,延长了蓄电池的使用寿命,提高了太阳能LED路灯系统的运行可靠性。在蓄电池充电部分设计出了快充和慢充两个不同的阶段,从而能更好的保护蓄电池。同时,对太阳能控制器的软件部分进行程序编写和调试。 其次,就负载LED的电气特性、功率选取、组合方式等问题进行分析研究,重点对LED驱动电路硬件进行了优化设计,最终在选用PAM公司PAM2842驱动芯片的基础上,进行LED驱动电路的设计搭建,实现其应用功能。PAM2842选择输入电压24V,驱动由10个3W白光LED串联所组成的路灯光源,通过设计对其进行恒流700mA输入,保证了路灯工作的稳定性,同时还具有过压保护,通过设计将电压限制在37.2V,若某单个LED短路时不至于其他LED电压过高而全部烧坏,保证了路灯的使用安全。在以上的研究基础上完成太阳能LED路灯照明系统的设计。 最后,针对太原市万柏林区路灯的铺设和成本比较进行了案例分析。 【关键词】：光伏发电 太阳能控制器 蓄电池 白光LED光源 LED驱动电路 LED路灯
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM923.4
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 课题研究的背景和意义12-14
• 1.1.1 课题研究的背景12-13
• 1.1.2 课题研究的意义13-14
• 1.2 国内外江南体育在线直播观看 发展的现状与趋势14-17
• 1.2.1 国外江南体育在线直播观看 发展现状14-15
• 1.2.2 国内江南体育在线直播观看 发展现状15-17
• 1.3 LED 路灯的优点17-18
• 1.4 课题主要内容18-19
• 1.5 论文章节安排19-22
• 第二章 江南体育在线直播观看 电池和铅酸蓄电池的特性及原理22-38
• 2.1 太阳能电池的结构及工作原理22-23
• 2.2 太阳能电池的分类23-25
• 2.2.1 单晶硅太阳能电池23
• 2.2.2 多晶硅太阳能电池23-24
• 2.2.3 非晶硅薄膜太阳能电池24
• 2.2.4 太阳能电池的发展种类24-25
• 2.3 太阳能电池的电气特性和最大功率点跟踪原理25-29
• 2.3.1 太阳能电池的电气特性25-26
• 2.3.2 太阳能电池的最大功率点跟踪原理26-29
• 2.4 铅酸蓄电池的特性及原理29
• 2.5 铅酸蓄电池充放电电气特征29-30
• 2.6 影响铅酸蓄电池工作的因素及发展方向30-34
• 2.6.1 结构因素对铅酸蓄电池容量的影响30-31
• 2.6.2 内在因素对铅酸蓄电池性能的影响31
• 2.6.3 外界因素对铅酸蓄电池性能的影响31-33
• 2.6.4 铅酸蓄电池研究发展方向33-34
• 2.7 蓄电池剩余容量（SOC）控制的原理34-38
• 2.7.1 蓄电池剩余容量(SOC)的数学模型34-38
• 第三章 白光LED 光源的研究分析38-46
• 3.1 LED 光源的发光机理38-39
• 3.1.1 LED 发光二极管的发光机理38-39
• 3.2 LED 光源的分类39-40
• 3.2.1 按发光管发光颜色分类39-40
• 3.2.2 按发光管出光面特征分类40
• 3.2.3 按发光二极管的结构分类40
• 3.2.4 按发光强度和工作电流分类40
• 3.3 白光LED 光源的基本原理40-42
• 3.4 LED 光源的基本术语42
• 3.5 LED 光源的发展优势及工作受影响因素42-46
• 3.5.1 LED 光源的发展优势42-43
• 3.5.2 影响LED 光源工作的因素43-46
• 第四章 太阳能LED 路灯照明系统的设计方案46-58
• 4.1 太阳能电池组件方阵47-51
• 4.2 蓄电池容量的计算51-52
• 4.3 太阳能控制器52
• 4.4 DC/DC 变换器52-55
• 4.5 LED 芯片选取及组合方式55-58
• 第五章 太阳能LED 路灯照明系统的硬件设计58-76
• 5.1 基于ATmega128 单片机的太阳能控制器硬件设计总体方案58
• 5.2 基于ATmega128 单片机主控板的硬件设计58-63
• 5.2.1 ATmega128 单片机介绍59-60
• 5.2.2 单片机管脚说明60-62
• 5.2.3 复位电路设计62-63
• 5.3 电源模块63-64
• 5.4 蓄电池与太阳能板电压采集电路设计64-68
• 5.4.1 蓄电池电压采集电路设计64-67
• 5.4.2 太阳能电池电压采集电路设计67-68
• 5.5 蓄电池充电控制电路68
• 5.6 蓄电池放电过程控制电路68-76
• 5.6.1 24V 电压输出模块68-71
• 5.6.2 白光LED 驱动模块71-72
• 5.6.3 LED 驱动芯片PAM2842 外围元器件参数计算72-76
• 第六章 太阳能LED 路灯照明系统的软件设计76-86
• 6.1 调试工具 ICC-AVR76-77
• 6.1.1 ImageCraft 的ICCAVR 介绍76
• 6.1.2 ICC-AVR 的IDE 环境76-77
• 6.2 总体软件流程图77-78
• 6.2.1 软件总体设计思路77-78
• 6.2.2 整体程序框图78
• 6.3 白天处理子程序78-82
• 6.3.1 白天处理子程序设计思路78-79
• 6.3.2 白天处理子程序框图79
• 6.3.3 白天处理子程序79-82
• 6.4 夜晚处理子程序82-86
• 6.4.1 夜晚处理子程序设计思路82-83
• 6.4.2 夜晚处理子程序框图83
• 6.4.3 夜晚处理子程序83-86
• 第七章 太原市万柏林区路灯的铺设方案和成本比较86-90
• 课题工作总结及前景展望90-92
• 参考文献92-96
• 附录96-98
• 致谢98-99
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科技成果99

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

绿色建筑评价指标体系研究    周丽贞

太阳能LED隧道照明系统设计    刘名芳

基于ZigBee和SOPC的智能光伏路灯控制系统的研究与设计    刘博阳

蓄电池剩余电量在线测量    高明裕,张红岩

光伏电源最大功率点跟踪控制方法研究    雷元超,陈春根,沈骏,黄跃杰,陈国呈

太阳能LED照明系统的设计    杨成银;黄志辉;邱望标;

白光LED驱动电路的研究进展    杨珂;肖晗;解光军;

LM331应用在A/D转换电路中的体会    汪玉凤,赫飞,刘雨刚,孙秀芬

太阳能电池最大功率点跟踪技术探讨    杨帆;彭宏伟;胡为兵;李国平;姜燕;

铅酸蓄电池的现状及其发展方向    梁翠凤;张雷;

一种基于神经网络的光伏电源最大功率控制系统    王松

LED路灯设计和实现    郭一翔;牛萍娟;毛博年;

独立光伏电源系统设计方法    杨树明 ,史胜达

新型太阳能路灯控制器设计与实现    彭路明

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

双面太阳电池垂直安装发电性能的测试    王宁;吴昌宏;舒杰;

大型集中并网光伏电站硬件设计要求及安全保护    王志刚;龙维绪;崔海昱;邓菊莲;刘祖明;廖华;涂洁磊;

太阳能高效路灯系统工作原理与设计    张鹏;

江南体育在线直播观看 支架系统的应用    李天下;

光伏控制器新型充电管理模式研究    普平贵;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

江南体育在线直播观看 模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真    董旭柱;雷金勇;饶宏;黄晓东;刘怡;李鹏;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池的研究进展    岳恩;唐龙;罗顺安;张平;

并网江南体育在线直播观看 发电系统最大功率跟踪技术研究    傅家祥;

江南体育在线直播观看 技术与建筑应用    李蔚;

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

江南体育在线直播观看 发电单相并网逆变器研究    李本元

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

开关型YAG脉冲激光电源系统的研究    赵航

氧化物半导体的湿化学法制备    贾红

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

用于城市公交车的能量再利用智能控制系统的研制    谢玉录

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

江南体育在线直播观看 应用中的储能系统研究    陈维;沈辉;邓幼俊;

独立光伏系统铅酸蓄电池剩余容量与电压的关系    李义鹏;刘全桢;孙立富;刘宝全;

硅半导体太阳能电池进展    李怀辉;王小平;王丽军;刘欣欣;梅翠玉;刘仁杰;江振兴;赵凯麟;

uClinux下动态Web技术的实现方法    刘国梅 ,郑安平

太阳能电池的原理及种类    许伟民;何湘鄂;赵红兵;冯秋红;

外墙外保温技术百问(连载一)    

绿色节能主义之低碳建筑    邹晓周;曲菲;

公路隧道照明控制技术综述    王少飞;邓欣;吴小丽;

基于ZigBee技术的智能照明系统设计    徐勇;栾晓明;王丹;

基于STC12C5410AD的太阳能路灯控制器设计    何朝阳;戴君;吴立琴;

基于太阳能光控高压三波诱虫灯的设计与实现    陈国良

基于ZigBee的自动抄表系统的设计    张少虎

基于Web服务的远程报表打印系统研究    蔡子龙

嵌入式家用路由器的设计与实现    李辉

绿色施工及绿色施工评价研究    陈晓红

绿色建筑评价方法及模型研究    徐莉燕

基于生态理念的住宅节能设计研究    叶宇丰

金属诱导非晶硅薄膜低温晶化研究    杨晟

基于费用效益分析的绿色建筑的评价研究    侯玲

室内设计的生态化研究    盛那

A公司LED灯具扩产建设项目可行性研究    易婉华

高亮度发光二极管及其在照明领域中的应用    宋贤杰,屠其非,周伟,周太明

高亮度白光LED直流照明灯的研究    刘宏,张晓晶

蓄电池剩余电量在线测量    高明裕,张红岩

高效率并网太阳能逆变器研究    孙孝峰,邬伟扬,李长吾,李昕

基于Boost电路的光伏电池最大功率点跟踪系统    赵宏,潘俊民

白色LED驱动器的发展概况    方佩敏

采用单片机的太阳能电池最大功率点跟踪控制器    欧阳名三,余世杰,沈玉樑

具有光隔的8098单片机多机通讯电路    胡玉祥

DS1820及其高精度温度测量的实现    贾振国

光伏发电系统最大功率点跟踪控制    陈桂兰,孙晓,李然

3V-5V电荷泵升压型半导体LED照明光源驱动芯片    胡央维

一种升压电流模式控制PWM开关电源控制器的研究    林敬新

太阳能异步发电系统的研究    杨顺昌

德国最大太阳能电池厂投产    德兴

国家太阳能电池示范工程落户保定    

巧妙利用太阳能的住宅    李有观;

太阳能电池阳光普照    袁茵;

采集太阳能(下)——基础化学推进新型低成本太阳能电池的开发    高彤;

哈博公司250兆瓦江南体育在线直播观看 项目落户浙江嘉兴    王碧辉;卢影;

台联电投资100万美元在山东建太阳能电池厂    

太阳能应用 政府主导最重要    黄韬;

PVDF树脂在太阳能电池模组背板上的应用    吴君毅;

太阳能电池输出特性的分析及检测    张海波;

太阳能电池表面纳米微结构研究    李美成;

有机染料锚数对染料敏化太阳能电池性能的影响    尚会霞;罗艳红;孟庆波;占肖卫;

量子点敏化太阳能电池--新材料的设计、制备及器件研究    李冬梅;罗艳红;孟庆波;

量子点敏化太阳能电池研究进展    刘铭;杨君友;冯双龙;朱虎;

高效染料钠晶TiO_2太阳能电池    黄昀昉;吴季怀;林建明;黄妙良;

太阳能电池应用    孟昭渊;

富铟与富铜CuInSe_2薄膜的光电性能    王信春;

谈太阳能路灯原理    胡昊伟;黄敏;

用于聚合物太阳能电池的高效共轭聚合物光伏材料    李永舫;

太阳能厂跨洋吸金 几家欢乐几家愁    黄女瑛 DigiTimes

太阳能电池级多晶硅光伏项目落户益阳    记者　 郭云飞 通讯员　 张世平

涉足江南体育在线直播观看 产业公司一览    詹铃

依靠太阳能的家庭    杨先碧

G风帆 太阳能电池新贵    天同证券 张锐

PE“新锐”王刚：太阳能行业的坚定支持派    本报记者 翁海华

行者集团利用太阳能获新突破    记者 张国伟

太阳能电池面临出口为主的尴尬    无暇

邱第明:中国最早太阳能企业的跌宕起伏    本报记者王颖春 采写

青海首条太阳能电池生产线投产    梁丽英

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

反型聚合物太阳能电池的研究    李福民

聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究    李国龙

聚光多结太阳能电池的设计、制备及可靠性研究    宋明辉

反型体异质结聚合物太阳能电池的研究    陶晨

有机/聚合物太阳能电池：活性层结构、形貌及光伏性能    薛丽丽

知识流动理论框架下的科学前沿与技术前沿研究    庞杰

有机小分子太阳能电池的效率优化及衰减性研究    邹业

太阳能电池正面银浆的制备及其性能研究    郭桂全

量子点敏化太阳能电池：制备及光电转换性能的改进    宋鑫

光伏电能在城市路灯照明中的应用设计    霍永涛

基于太阳能的嵌入式路灯控制系统的研究与应用    刘春

利用不同阴极缓冲层改善有机小分子Pentacene/C_（60）太阳能电池的性能    刘瑞

用电化学阻抗谱研究染料敏化太阳能电池的电子传输与复合特性    和川

三芳基咪唑的富勒烯衍生物的合成及其在CdSe量子点太阳能电池的应用    赵爱婷

太阳能电池CuInS_2薄膜和ZnS薄膜的制备与性能研究    张兴良

SCNTs和PPDIF应用于聚合物太阳能电池中的研究    白静璐

CuO薄膜的制备及其光伏特性研究    张春萍

敏化太阳能电池中染料的合成研究    徐丹

含噻吩和噻唑基元的共轭聚合物的合成和光伏性能研究    国霞