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独立式LED太阳能光伏照明系统的设计

第４４卷第２期

２０１０年２月

电力电子技术

ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ

Ｖ０１．４４．Ｎｏ．２Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１０

独立式ＬＥＤ太阳能光伏照明系统的设计

艾叶，刘廷章，王世松

（１。上海大学，上海２０００７２；２．上海市电站自动化技术重点实验室，上海２０００７２）

摘要：设计了一种独立式ＬＥＤ太阳能光伏照明系统。利用改进的增鼍电导法对太阳能电池输出进行最大功率点跟踪（Ｍａｘｉｍｕｍ

ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ

Ｔｒａｃｋｉｎｇ，简称ＭＰＰＴ）控制，根据独立式太阳能ＬＥＤ照明系统的工作特性。采用一种新型的

ＭＰＰＴ充电控制策略。设计了大功率白光ＬＥＤ灯具恒流驱动电路及自动调光功能，用于维持室内照度的稳定。

关键词：太阳能电池；最大功率点跟踪；充放电控制中图分类号：ＴＭ６１５

文献标识码：Ａ

文章编号：１０００—１００Ｘ（２０１０）０２－００１８－０２

Ｄｅｓｉｇｎｏｆ

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Ｓｔａｎｄ－ａｌｏｎｅＬＥＤＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＩｌｌｕｍｉｎａｔｃｅＳｙｓｔｅｍ

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（１．Ｓｈａ．ｇｈ面Ｕｎｗｅ糟ｉｔｙ，鼬彻助威２０００７２，Ｃｈｉｎａ；

２．ＳｈａｎｇｈａｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ

ｏｆＰｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，鼢饥办面２０００７２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａ

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ＳｃｉｅｎｃｅＥｄｕｃａｔｉｏｎ

ＰｒｏｇｒａｍｏｆＤｅｌｔａＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ（Ｎｏ．ＤＲＥＧ２００８００４）

１

引言

随着经济的发展，各国对能源的需求越来越大。太阳能光伏发电是世界公认的技术含量最高、最有发展前景新能源。太阳能电池板和ＬＥＤ均由半导体材料构成．半导体材料技术的日益完善必将推动太阳能和ＬＥＤ的进一步发展１１－２１。文中将太阳能和ＬＥＤ相结合．提出了一种独立式太阳能照明系统的解决

方案。设计了高效率的大功率白光ＬＥＤ驱动模块。２系统框架

系统在白天通过太阳能电池板将太阳能转换成电能存储起来，然后在晚上供给照明设备。该系统采用了阀控密封铅酸蓄电池（ＶＲＬＡ）作为电能存储设

备，同时将大功率白光ＬＥＤ作为照明设备。图ｌ示

出系统框架结构图。

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基金项目：上海市科委科研创新项目（０９ＹＺ３２）；上海市科委

“光电子与ＬＥＤ”专项课题子课题（０９ＤＺｌｌ４１５０２）；

台达电力电子科教发展计划项目（ＤＲＥＧ２００８００４）

定稿日期：２００９一ｌｌ—１６

作者简介：艾叶（１９８６一），男，江西抚州人，硕士研究生，研究

方向为电力电子技术及绿色照明。

１８

充电管理模块对太阳能电池板阵列进行最大功率点跟踪（ＭＰＰＴ）。并对蓄电池进行充电，ＬＥＤ驱动

模块采用蓄电池中的电能对大功率白光ＬＥＤ阵列

进行驱动：系统采用ＤＳＰ微控制器进行ＭＰＰＴ控

制、蓄电池充电管理和ＬＥＤ驱动控制。

３充电控制和能量管理策略

３．１充电管理模块

图２示出充电管理模块的框图。Ｆｌｙｂａｃｋ变换器将太阳能电池板阵列与蓄电池相连接。同时对太阳能电池板阵列进行ＭＰＰＴ。

Ｆｌｙｂａｃｋ变换器

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图２充电管理模块框图

３．２太阳能电池的ＭＰＰＴ算法

在不同的温度和辐射强度下，太阳能电池的最大功率点（ＭＰＰ）的位置不同；而在一定的温度和辐射强度下，太阳能电池具有唯一的ＭＰＰ，输出Ｐ－Ｖ曲线呈单峰特性１３】。根据线性电源原理，当负载等效电阻与电源的等效内阻相等时，电源输出功率达到最大值。由太阳能电池和控制器中的ＤＣ／ＤＣ变换电路组成的电源具有强非线性。但在极短的时间内

万方数据

独立式ＬＥＤ太阳能光伏照明系统的设计

可以认为是线性的１４Ｊ。因此在该时间内．通过调节ＤＣ／ＤＣ变换电路的ＰＷＭ控制信号的占空比．使负载的等效电阻与太阳能电池的等效内阻相等。即太阳能电池的输出功率达到最大．进而提高太阳能电池的利用率。

ＭＰＰＴ算法的实现实际就是系统根据太阳能电池本身的输出电压、电流来确定其ＭＰＰ闱。文中采用一种改进型增量电导法来实现ＭＰＰＴ控制。太阳能电池的输出功率％是太阳辐射强度、电池温度以及负载等效电阻的函数，可以表示为：

ＰＰｖ－‰（１）式中：％，，Ⅳ分别为太阳能电池的输出电压和电流。

将式（１）两边分别对‰求导得：

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、‘’定义Ｇ．ＡＧ分别为太阳能电池的瞬时电导和增量电导，Ｇ＝州％，ＡＧ＝一出√ｄ‰。易知当Ｇ＞ＡＧ时，

ａｐｅｄ‰＞０；当Ｇ＝ＡＧ时，ｄＰｐｖ／ｄＵｅｖ＝０；当Ｇ＜ＡＧ时，酬㈣。当Ｇ＞ＡＧ时，坼ｖ＜Ｕ唧，（‰为ＭＰＰ处电压）。反之亦然。增量电导ＭＰＰＴ算法通过周期性地检测太阳能电池的工作电压和电流来进行差分运算，以寻找Ｇ＝ＡＧ的电压工作点。若工作点在ＭＰＰ左侧，则增加Ｕｐｖ；反之，则减小‰；若工作点在ＭＰＰ处，保持‰不变，从而使％最大。

由太阳能电池的输出特性可知，ＭＰＰ左侧区域的范围约为右侧区域的３～５倍（近似取４倍）。左侧电流变化速度慢，右侧电流变化速度快。因此对增量电导法作如下改进：在ＭＰＰ的左侧．当电流变化速度小于７％时．采用４ＡＤ（ＡＤ为占空比Ｄ的增量）的变化步长：而当电流的变化速度大于７％或工作点在ＭＰＰ右侧时。采用ＡＤ的变化步长．以保证算法在ＭＰＰ左、右侧的跟踪速度，同时减小了在ＭＰＰ附

近的振荡。图３示出改进后增量电导法的流程。

丽。

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图３改进后的增量电导法算法流程图３３蓄电池充电策略

文中采用一种新的充电控制策略．在开始充电时先设定一个最大允许充电电流．例如Ｃ／ＩＯ（Ｃ为蓄电池的容量），然后不断地检测蓄电池电流，只要充电电流不大于最大允许充电电流即可。与此同时，不断检测蓄电池电压。当该电压达到２．４Ｖ／单体电池．说明蓄电池已进入过充状态。此时应减小设定的最大充电电流，例如改为Ｃ１２０，并重复上述过程。一直到充电电流达到ＣＬｌ００时．表明蓄电池已达到１００％充满状态。

该充电控制方法采用电流控制．在任何充电阶段只要充电电流在最大允许值范围内．均可以采用ＭＰＰＴ充电控制方法。该方法在不超过最大允许充电电流的前提下．使光伏阵列向蓄电池充电输出最大功率，提高了光伏阵列的利用率。

４ＬＥＤ驱动控制和自动调光控制

由ＬＥＤ特性可知。ＬＥＤ端电压的微小变化会引起较大的电流变化和亮度变化．故ＬＥＤ的驱动应尽可能地保持电流恒定。文中采用Ｃｕｋ电压变换驱动串联ＬＥＤ的方案来设计半导体照明灯具的驱动电路。其电路框图如图４所示。

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图４ＬＥＤ驱动及自动调光控制电路框图

系统利用Ｃｕｋ变换电路提高输入电源的电压，以驱动大功率白光ＬＥＤ阵列来实现照明。由于ＬＥＤ的工作电源由蓄电池提供。因此它在工作时输出的电压并非恒定，而是在一定范围内变化，所以要求驱动电路能够在较宽的输入电压范围内均能正常工作。Ｃｕｋ变换电路在满足较宽的输入电压的同时，使经过变换后的输入电压得到了提升，从而满足了串联ＬＥＤ工作电压较高的要求。

同时系统通过照度传感器实时地自动采集当前环境光照度并反馈至控制器中，控制器根据检测到的当前环境光照度进行判断．然后调整输出占空比和ＬＥＤ亮度．从而维持室内照度的稳定。

５实验分析

实验系统使用两块太阳能电池板串联，标称功率为１５Ｗ，开路电压为１７．５Ｖ；蓄电池额定电压为１２Ｖ，额定容量为２４Ａｈ；控制器采用ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ；ＬＥＤ照明负载采用２０只１Ｗ大功率白光ＬＥＤ串联。图５示出蓄电池充电实验波形。在Ｆｌｙｂａｃｋ充电阶段．系统对太阳能电池进行ＭＰＰＴ。（下转第６９页）

１９

掣

万方数据

加速器用大功率高精度电源控制策略研究

交流５０Ｈｚ／１３０Ｖ，Ｌｅ＝０．９ｍＨ；现场负载为电磁铁，电制可以快速补偿相控整流输出，同时开关频率近似感值０．１１６Ｈ，电阻值０．０５３４Ｑ，电压设定为１Ｖ，对不变，简化了滤波环节参数设计，提高了有源滤波环应２００Ａ电流。ＨＣＣＳ稳流电源系统实验波形如图５节的响应速度，有效克服了系统参数变化的影响。采所示。可见，ＤＡＦ输出电流ｉ毗，补偿了谐波电流，使用反馈控制与前馈控制相结合的复合控制方式，使得负载上只有很小的电流纹波。稳态精度４．６ｅｘｌ０－５．系统性能满足同步加速器磁铁电源系统的极高要考虑到这是２００Ａ，对应１Ｖ电压给定情况。当电流求。实验结果表明，系统方案合理可行、不失为一种为ｌ２５０Ａ，对应６．２５Ｖ额定电压给定，则稳态纹波较好的高精度电源实现方案。

要远小于要求的纹波指标，稳态精度可达ｌｅｘｌＯ－５。

实验结果表明，变滞环宽度电流滞环有源滤波方案

可以满足系统要求，并使系统结构更为简单。

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（上接第１９页）并给蓄电池充电：当Ｕ＝１４．９Ｖ后，系统

开始不断调节充电电流．此时蓄电池处于过充状态，

直到电流减小到０．１Ａ．表明蓄电池已充满。在充电调

节末期，蓄电池处于开路状态．经过１０ｈ后测量蓄

电池的开路电压，发现蓄电池端电压仍维持在１２．９Ｖ

左右。根据厂家提供的技术参数．只要蓄电池端电压

在１２．７Ｖ以上就表明其容量为１００％。说明充电控

制方法的有效性。图６示出自动调光实验曲线图。

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图５蓄电池充电实验波形

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图６自动调光实验曲线

系统通过不断地检测室内照度值，与系统设定的需要稳定的照度值（１５０ｌｕｘ）进行比较，通过调整输出占空比来调节ＬＥＤ的亮度。进而调节室内照度值。由图可知，室内照度值在１５０ｌｕｘ上下浮动，误参考文献

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差在１０ｌｕｘ以内，基本维持了室内照度的稳定。

６结论

文中设计了一种独立式太阳能ＬＥＤ照明系统．采用了改进的增量电导法对太阳能电池输出进行最大功率点跟踪控制。并用优化的充电控制策略对蓄电池进行充电控制。实验结果表明该系统充分利用了光伏阵列的输出功率．提高了充电效率。采用了Ｃｕｋ电压变换驱动串联ＬＥＤ的方案来设计照明灯具的驱动电路．同时设计了自动调光功能。实验表明该系统基本实现了维持室内照度稳定的要求。

参考文献

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ａｎｄｋａｄＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓ【Ａ】．ＩｎｄｕｓｔｒｙＡｐｐｌｉｅａｔｉｏｎｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ［Ｃ］．Ｓｅａｔｔｌｅ．２００４：１１５４＿１１６０．

６９

万方数据

独立式LED太阳能光伏照明系统的设计

作者：艾叶，刘廷章，王世松

作者单位：

刊名：

电力电子技术

英文刊名：POWER ELECTRONICS

年，卷(期)：2010，44(2)

引用次数：0次

参考文献(5条)

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8.期刊论文朱湘临.廖志凌.刘国海太阳能电池MPPT方法的初值问题及其实验研究-电力电子技术2010,44(2)

阐述了采用最大功率跟踪控制(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)的原因,比较了几种MPPT实现方法的优缺点.基于增量电导法(Incremental Conductance,简称INC)研究了MPPT参考电压初值的设置方法,提出在MPPT参数初始化程序中,将参考电压初值设定为当前光强和温度对应的开路电压的76%,可使系统开机后能快速跟踪到太阳能电池最大功率点.最后通过原理样机验证了所提MPPT初值设置方法正确性和有效性.

9.会议论文孔娟.夏东伟.李永辰光伏发电系统中最大功率点跟踪研究综述

本文讨论了太阳能电池的特性,并从电力电子和控制理论两方面综述了太阳能光伏发电系统中最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking;MPPT)研究的进展;分析、比较了两种基本的最大功率点跟踪的研究方法,提出了其中各自的优点及需要改进之处.

10.期刊论文王勤.阮新波.韩璐具有最大功率点跟踪功能的双输入反激DC/DC变换器-南京航空航天大学学报

2009,41(6)

采用双输入反激DC/DC变换器实现了太阳能电池和市电两种能源对负载的稳定供电,根据各种太阳能电池的特点,提出了双输入反激DC/DC变换器的控制策略:一方面使太阳能电池工作在最优状态,实现输出最大功率点跟踪,提高太阳能的利用率;另一方面当负载变化以及太阳能电池输出能量不足时可以从市电获取足够的能量以保证输出电压的稳定.最后通过仿真与实验,验证了本方案的可行性.

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太阳能光伏发电系统毕业设计

(BIPV)光伏发电示范项目系统设计建议书示范项目名称：XXXXXXXXX示范项目二〇一〇年十月

目录第1章项目概况 (1) 1.1 项目地理情况 (1) 1.1.1 地理位置 (1) 1.1.2 供电要求 (1) 1.2 项目建筑类型（BIPV） (2) 第2章一般光伏发电系统的价格构成 .................................................... 错误！未定义书签。第3章光伏并网发电系统设计原则与原理 (2) 3.1 总体设计原则 (3) 3.1.1 视觉美观性 (3) 3.1.2 太阳辐射量 (3) 3.1.3 电缆长度 (4) 3.2 方案设计原理 (4) 第4章光伏系统监控设计 (6) 第5章效益分析 (7) 5.1 发电量计算与节能减排量分析 (8) 5.2 资金投入与效益分析 (10) 第6章某太阳能电源技术有限公司 ........................................................ 错误！未定义书签。 6.1 雄厚的集团背景................................................................................................................................ 错误！未定义书签。 6.2 超强的项目管理能力....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 6.3 卓越的设计团队................................................................................................................................ 错误！未定义书签。 6.4 “一揽子交钥匙服务”................................................................................................................... 错误！未定义书签。 6.5 增值服务 ............................................................................................................................................. 错误！未定义书签。第7章在节能方面为万达服务过的项目 .. (20) 第8章附录《政策分析》 (21)

太阳能LED照明系统的设计(最终方案)

I 目录中文摘要 ABSTRACT 第一章引言 1.1选题的背景和意义 (1) 1.2国内外光伏发电发展现状...................... 1.2.1世界光伏产业的新进展及应用特点.............. 1.2.2我国光伏产业发展现状........................ 1.3光伏电源具有以下优势...................... 1.4新一代照明光源-白光LED...................... 1.5论文的研究目的和意义...................... 第二章太阳能LED照明系统的总体设计................... 2.1太阳能LED照明系统的基本结构................... 2.2控制器的整体结构第三章太阳能电池板 3.1太阳能的工作原理和特性 3.1.1太阳能电池的基本原理 3.1.2太阳能电池的特性曲线 3.2太阳能电池的最大功率跟踪 3.2.1最大功率点跟踪原理 3.3本系统采用的MPPT控制方式 3.3.1功率比较法 3.3.1.1功率比较法原理 3.3.1.2功率比较法的算法设计 3.4本章小结第四章主体电路的设计 4.1整体电路设计 4.1.1电源电路设计 4.1.2 LED驱动电路 4.2单片机的算法实现 4.3 DC/DC变换器式 (25) 4.3本系统采用的MPPT控制方式 (29) 4.3.1功率比较法 (29) 4.3.2最大功率的模糊控制 (32) 4.4本章小结 (33) 第五章太阳能LED照明系统光源优化的研究 (34) 5.1超高亮白光LED的原理和特性 (34) 5.1.1发光原理 (34) 5.1.2工作特性 (34)

太阳能光伏发电系统(PVsyst运用)

扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计题目：北京市发电系统设计课程：太阳能光伏发电系统设计专业：电气工程及其自动化班级：电气0703 姓名：严小波指导教师：夏扬完成日期： 2011年3月11日

目录 1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍---------------------------------------------3 1.1 Meteonorm--------------------------------------------------------------------------3 1.2 PVsyst-------------------------------------------------------------------------------4 2中国北京市光照辐射气象资料-------------------------------------------------------11 3独立光伏系统设计----------------------------------------------------------------------13 3.1负载计算（功率1kw，2kw，3kw，4kw，5kw）-----------------------------13 3.2蓄电池容量设计（电压：24V，48V）----------------------------------------13 3.3太阳能电池板容量设计，倾角设计--------------------------------------------13 3.4太阳能电池板安装间隔计算及作图。-----------------------------------------16 3.5逆变器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.6控制器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.7系统发电量预估--------------------------------------------------------------------18

太阳能光伏设计方案

前言太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。随着世界光伏市场需求持续高速增长、我国《可再生能源法》的颁布实施以及我国光伏企业在国际光伏市场上举足轻重的良好表现，我国光伏技术应用呈现了前所未有的快速增长的态势并表现出强大的生命力。它的广泛应用是保护生态环境、走经济社会可持续发展的必由之路。太阳能发电的利用通常有两种方式，一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能，称谓并网发电方式。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用十分广泛。

1.项目概况 1.1项目背景及意义本项目拟先设计一个独立系统，安装在客户工厂的屋顶上，用于演示光伏阵列采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，待客户参考后再设计一套发电量更大的系统，向工厂提供生产生活用电。本系统建成后将为客户产品做出很好的宣传，系统会直观的显示采用跟踪系统后发电总量的提升情况。 1.2光伏发电系统的要求因本系统仅是一个参考项目，所以这里就只设计一个2.88kWp的小型系统，平均每天发电5.5kWh,可供一个1kW的负载工作5.5小时。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件江阴市位于北纬31°40’34”至31°57’36”，东经119°至120°34’30”。气候为亚热带北纬湿润季风区，冬季干冷多晴，夏季湿热雷雨。年降水量1041.6毫米，年平均气温15.2℃。具有气候温和、雨量充沛、四季分明等特点。其中4月-10月平均温度在10℃以上，最冷为1月份，平均温度2.5℃；最热月7月份，平均温度27.6℃。

太阳能光伏电源论文_设计

太阳能光伏电源毕业论文设计目录摘要 (1) ABSTRACT. 2 1 绪论 (3) 2太阳能光伏电源系统的原理及组成 (4) 2.1太阳能电池方阵 (4) 2.1.1太阳能电池的工作原理 (5) 2.1.2 太阳能电池的种类及区别 (5) 2.1.3太阳能电池组件 (5) 2.2 充放电控制器 (6) 2.2.1充放电控制器的功能 (7) 2.2.2 充放电控制器的分类 (7) 2.2.3 充放电控制器的工作原理 (8)

2.3蓄电池组 (9) 2.3.1太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求 (9) 2.3.2铅酸蓄电池组的结构 (10) 2.3.3铅酸蓄电池组的工作原理 (10) 2.4直流-交流逆变器 (11) 2.4.1逆变器的分类 (11) 2.4.2太阳能光伏电源系统对逆变器的要求 (12) 2.4.3逆变器的主要性能指标 (12) 2.4.4逆变器的功率转换电路的比较 (14) 3太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素 (16) 3.1太阳能光伏电源系统的设计原理 (17) 3.1.1太阳能光伏电源系统的软件设计 (17) 3.1.2太阳能光伏电源系统的硬件设计 (19) 3.2太阳能光伏电源系统的影响因素 (20) 4 总结 (21)

致... 参考文献...

摘要光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件就形成了光伏发电装置。本文首先介绍了太阳能光伏电源系统的原理及其组成，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然后进一步研究各功能模块的工作原理及其在系统中的作用，最后根据理论研究成果，利用硬件和软件相结合的方法设计出太阳能光伏电源系统，以及研究系统的影响因素。关键词：光生伏特效应；太阳能电池组件；蓄电池组；充放电控制器；逆变器Topic： The Design of Photovoltaic Power Abstract

太阳能光伏照明控制系统的硬件电路项目设计方案

太阳能光伏照明控制系统的硬件电路项目设计方案 1.1概述传统的化石能源资源日益枯竭，严重的环境污染制约了世界经济的可持续发展。能源的需求有增无减，能源资源已成为重要的战略物资，化石能源储量的有限性是发展可再生能源的主要因素之一。根据世界能源权威机构的分析，按照目前已经探明的化石能源储量以及开采速度来计算，全球石油剩余可采年限仅有 41年，其年占世界能源总消耗量的40.5%,国内剩余可开采年限为15年；天然气剩余可采年限61.9年，其年占世界能源总消耗量的24.1%，国内剩余可开采年限30年；煤炭剩余可采年限230年，其年占世界能源总消耗量的25.2%，国内剩余可开采年限81年；铀剩余可采年限71年, 其年占世界能源总消耗量的 7.6%，国内剩余可开采年限为50年。太阳能利用和光伏发电是最有发展前景的可再生能源，因此，世界各国都把太阳能光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向，制定了相应的导向政策。在光伏发电的历史上，最早规模化推广的是日本，而后是德国，再发展到现在大力推广的包括美国、西班牙、意大利、挪威、澳大利亚、韩国、印度等超过 40个国家与地区，如日本 “新阳光计划”、欧盟“可再生能源白皮书”，以及美国国家光伏发展计划、百万太阳能屋顶计划、光伏先锋计划等的相继推出，成为近年来推动太阳能光伏发电产业的主要动力。根据欧盟的预测：到2030年太阳能发电将占总能耗10%以上，到2050年太阳能发电将占总能耗20% 1.2光伏照明系统的结构光伏照明系统主要由五大部分组成，即太阳能电池、蓄电池、控制器、照明电路、负载，如下图1-1所示。在系统中，控制器是整个系统的核心。它控制蓄电池的充电及蓄电池对负载的供电, 对蓄电池性能、使用寿命有非常大的影响。目前，光伏系统主要由于控制器控制蓄电池充电方式不合理，降低了蓄电池寿命而导致整个系统可靠性不高，因此，在控制器的设计中采用什么样的充电图1- 1光伏系统组成框图

光伏电源系统的组成和原理

光伏电源系统的原理及组成首先太阳能电池发电系统是利用以光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。它由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等部分组成，其系统组成如图所示。 1．太阳能电池方阵：太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4cm 2到100cm 2 不等。太阳能电池单体的工作电压约为, 工作电流约为20－25mA/cm 2 , 一般不能单独作为电源使用。将太阳能电池单体进行串并联封装后，就成为太阳能电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦，是可以单独作为电源使用的最小单元。太阳能电池组件再经过串并联组合安装在支架上，就构成了太阳能电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率 (见图1－2)。（1）硅太阳能电池单体常用的太阳能电池主要是硅太阳能电池。晶体硅太阳能电池由一个晶体硅片组成，在晶体硅片的上表面紧密排列着金属栅线，下表面是金属层。硅片本身是P 型硅，表面扩散层是N 区，在这两个区的连接处就是所谓的PN 结。PN 结形成一个电场。太阳能电池的顶部被一层抗反射膜所覆盖，以便减少太阳能的反射损失。太阳能电池的工作原理如下：光是由光子组成，而光子是包含有一定能量的微粒，能量的大小由光的波长决定，光被晶体硅吸收后，在PN 结中产生一对对正负电荷，由于在PN 结区域的正负电荷被分离，因而可以产生一个外电流场，电流从晶体硅片电池的底端经过负载流至电池的顶端。这就是“光生伏打效应”。

将一个负载连接在太阳能电池的上下两表面间时，将有电流流过该负载，于是太阳能电池就产生了电流；太阳能电池吸收的光子越多，产生的电流也就越大。光子的能量由波长决定，低于基能能量的光子不能产生自由电子，一个高于基能能量的光子将仅产生一个自由电子，多余的能量将使电池发热，伴随电能损失的影响将使太阳能电池的效率下降。（2）硅太阳能电池种类目前世界上有3种已经商品化的硅太阳能电池：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。对于单晶硅太阳能电池，由于所使用的单晶硅材料与半导体工业所使用的材料具有相同的品质，使单晶硅的使用成本比较昂贵。多晶硅太阳能电池的晶体方向的无规则性，意味着正负电荷对并不能全部被PN结电场所分离，因为电荷对在晶体与晶体之间的边界上可能由于晶体的不规则而损失，所以多晶硅太阳能电池的效率一般要比单晶硅太阳能电池低。多晶硅太阳能电池用铸造的方法生产，所以它的成本比单晶硅太阳能电池低。非晶硅太阳能电池属于薄膜电池，造价低廉，但光电转换效率比较低，稳定性也不如晶体硅太阳能电池，目前多数用于弱光性电源，如手表、计算器等。一般产品化单晶硅太阳电池的光电转换效率为 13――15 % 产品化多晶硅太阳电池的光电转换效率为 11――13 % 产品化非晶硅太阳电池的光电转换效率为 5――8 % （3）太阳能电池组件一个太阳能电池只能产生大约电压，远低于实际应用所需要的电压。为了满足实际应用的需要，需把太阳能电池连接成组件。太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连接。一个组件上，太阳能电池的标准数量是36片（10cm×10cm），这意味着一个太阳能电池组件大约能产生17V的电压，正好能为一个额定电压为12V的蓄电池进行有效充电。通过导线连接的太阳能电池被密封成的物理单元被称为太阳能电池组件，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨等的能力，广泛应用于各个领域和系统。当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。太阳能电池的可靠性在很大程度上取决于其防腐、防风、防雹、防雨等的能力。其潜在的质量问题是边沿的密封以及组件背面的接线盒。

完整的太阳能照明系统主组成部分

完整太阳能照明系统主要构成部分全球LED照明灯具生产制造及应用解决方案供应商-斯派克光电与您分享“完整太阳能照明系统主要构成部分” 1、太阳能电池板太阳能电池板是在有阳光时用来产生电能的，发电功率要根据照明用电的功率和照明时间来计算。如照明灯具的功率是2瓦，要求没有阳光时连续照明时间10小时，再考虑变换电路的变换损失，太阳能电池板的发电功率必须是3瓦左右。 2、蓄电池蓄电池的作用是把有阳光时太阳能电池发出的电存储起来，供没有阳光时使用。蓄电池的容量要根据太阳能电池板的功率和LED灯的功率以及照明时间来决定。如配合2瓦的LED灯，3瓦的太阳能电池板，没有太阳时要求连续照明时间10小时，可选用12V/2.2AH的蓄电池。 3、太阳能充电控制电路这部分电路的功能是在阳光充足，光照时间长的时候控制充电程度，电池充满即停止充电，不使蓄电池过充损坏，以保护蓄电池，延长其使用寿命。 4、LED驱动器这是系统的核心控制电路。它的功能有三个： ①、完成发光二极管的恒流驱动控制，使流过发光管的电流不随蓄电池的电压变化。 ②、具有光控功能，天亮时自动关灯，天黑时自动开灯。 ③、低电压保护。当电池电压下降到10.8伏时输出关闭，以免过放电损坏蓄电池。 5、LED照明灯发光二极管在小功率时光效比较高，用好的发光二极管做半导体灯，2瓦左右就有很好的亮度，2瓦的半导体灯可以用两只1瓦的大功率发光二极管串联组成，也可以用40个小功率发光管2只串联以后再20串并联组成，用小功率发光二极管串/并联做半导体灯时每一串里要串联一个10Ω的电阻以均衡各串之间的电流。目前用小功率发光管做半导体灯成本比较低。制作半导体灯时，LED驱动器装在灯体内部。以上是知名照明企业，照明行业的领先者，全球LED照明灯具生产制造及应用解决方案供应商-斯派克光电为您分享的“完整太阳能照明系统主要构成部分” https://www.docsj.com/doc/8c1561310.html,

太阳能发电系统的设计分析

太阳能发电系统的设计分析发表时间：2018-06-04T16:55:59.477Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：林刚张少利[导读] 摘要：在太阳能的有效利用中，太阳能发电是最具活力的研究领域，也是最受瞩目的项目之一。江苏四季沐歌有限公司江苏省连云港市 222000 摘要：在太阳能的有效利用中，太阳能发电是最具活力的研究领域，也是最受瞩目的项目之一。太阳能发电系统采用太阳能电池阵列、太阳能控制器、蓄电池（组）、DC/AC 逆变器（并网/不并网）、低压输配电网及交、直流负载等部分组成。下面就谈谈自己对太阳能发电系统的设计的看法。关键词：太阳能；发电系统；设计太阳能电池发电是基于“光生伏打效应”的原理，利用充电效应把太阳辐射直接转化为电能。太阳能具有永久性、清洁性和灵活性三大优点，是其他能源无法比拟的。总之，太阳能发电的过程没有机械转动部件也燃料消耗，不排放包括温室气体在内的任何有害物质，无噪音、无环境污染，太阳能资源分布广泛没有地域限制。维修保养简单，维护费用低，运行可靠性、稳定性好。无需架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短。 1太阳能的特点利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能是一种普遍存在的能源，并且无需采集、运输就可以直接开发利用；其次，太阳能作为一种清洁能源，对环境不会造成任何损害，在环保意识逐步提高的今天，值得推广应用；有数据显示，4年地球接受到的太阳能相当于130万亿吨煤产生的能量，应用潜力巨大；此外，太阳能量可持续时间如果用地球的寿命来换算，儿乎是取之不尽用之不竭的。然而，与此同时，太阳能的利用目前还存在一些问题，比如太阳能虽然普遍存在，但是也存在严重的不稳定性，同时总量虽大但是能流密度却相对较低，并且人类对于太阳能的利用率还处于较低的水平，同时应用成本也较高。 2太阳能发电系统太阳能发电系统分为独立发电系统与并网发电系统：独立发电系统也叫离网发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，目前还没有太大发展。而分散式小型并网发电系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是目前并网发电的主流。太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组是太阳能发电系统的主要组成部分，此外逆变器也是常见的辅助设备，用于输出合适交流电太阳能电池板的主要功能是转换太阳的辐射能为电能，送往电池组中进行存储，并推动负载作用，是太阳能发电系统中最核心、最有价值的组成部分，它的质量也直接决定了整个太阳能发电系统的质量。太阳能控制器负责对整个太阳能发电系统进行监控，并对蓄电池组起到一个保护的作用，此外，部分控制器可能还兼具有光控和时控功能。值得注意的是，一个合格的控制器在温差较大的地方，还应该配备温差补偿功能。太阳能蓄电池组的功能，就是将太阳能发电系统产生的电能储存起来以备用，铅酸电池、镍氢电池、镍锅电池或铿电池是最常见的蓄电池种类，除铅酸电池外，主要用于小微型的太阳能发电系统中。我们知道，太阳能直接输出的电能为12VDC，24VDC，48VDC，而我们日常使用的电能则为220VAC，110VAC，囚此逆变器的主要作用就是为我们提供合适的电能。 3太阳能发电系统的效率在太阳能发电系统中，系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲，要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多，而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率，降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来，晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究，主要围绕着加大吸能面，如双面电池，减小反射；运用吸杂技术减小半导体材料的复合；电池超薄型化；改进理论，建立新模型；聚光电池等。 4太阳能发电系统的运行 4.1并网全自动运行方式设计的太阳能发电系统产生的电能将直接分配到需要太阳能供电的用电负载上，包括楼道间照明以及地下停车场照明，不足的电力将由连接的电网进行补充调节。具体工作起来，就是太阳能发电系统在旱晚分别对太阳能电池板阵列的电压进行监测：旱上达到设定值即执行并网发电，并将产生的直流电经由逆变器转换为可供使用的交流电；晚上低于设定值时，并网发电系统将自动停止运行。 4.2并联运行方式太阳能发电系统并联运行方式与并网全自动运行方式在电能利用和调节方式上基本一致，是一个相对独立的发电系统。该方式的配电方式与柴油发电机的配电方式基本相同，即增加一路交流市电供电，将经逆变器转换的交流电和市电组成A'1'SE双电源自动切换，这是一种简单、灵活、独立的发电系统，A'1'SE双电源自动切换系统会在太阳能供电中断，或者供电不足的时候自动切换到市电供电，供电的可靠性也随之提高然而，并联运行方式也有一定缺点，那就是A'1'SE双电源自动切换的过程中，将会中断一段时间的供电，这将不利于一些用电设备的正常运行，甚至可能会造成一定的损坏。同时，考虑到太阳能发电的不稳定性，并联运行方式的用电量也很难达到平衡。不过，由于并联运行方式可以尽量更多的发挥太阳能的发电量，从而部分节约备用的蓄电池，进而节约投资。 5太阳能光伏发电需要考虑的因素 5.1地理位置及气象条件利用太阳能光伏发电必须要综合考虑各种因素，包括地点、纬度、经度、海拔等，太阳能每月的总辐射量。直接辐射量，年平均气温，最长连续阴雨天数，最大风速降雪及冰雹等特殊气象情况。 5.2最大负载及用电特性

太阳能台灯设计

设计：***** 二○***年**月***日

一、设计背景跨入21世纪后，人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，如何能在能源有限和环境保护的双重制约下发展经济已成为全球的热点问题。而能源问题更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏，更严重的是化石能源的开发利用更加剧了环境的恶化。主要表现为以下几个方面： (1)能源短缺。常规能源的有限性和分布不均匀，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需求。从长远来看，全球已探明石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。因此，人类迟早要面临化石燃料枯竭的危机局面。 (2)环境污染。燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质排入天空，是大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；甚至在局部地区形成酸雨，严重污染水土资源。 (3)温室效应。化石能源的利用不仅造成环境污染，同时会排放大量的温室气体，产生温室效应，引起全球气候变化。随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，一条道路是寻找新能源和再生能源的利用；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，太阳能作为一种大量可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿桶石油，可以

说是取之不尽，用之不竭。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，所以发光效率高，一般人都认为，节能灯可节能4/5是伟大的创举，但LED比节能灯还要节能1/4，这是固体光源更伟大的改革。二、太阳能灯简介太阳能台灯是通过太阳能电池板利用光照,吸收太阳能将其转换为电能,并贮存在蓄电池内.当需要照明时,打开开关,即可用于照明.采用超亮LED作光源,具有节能省电的特点,利用太阳能充电,无需频繁更换电池,适应了清洁、环保的发展趋势。该产品携带方便,操作简单,是现代生活中理想的照明工具三、太阳能台灯优点（1）点灯不花钱――太阳能供电清洁环保超节能，采用高亮度低功耗的高科技散光LED灯作为光源。太阳能发电板或市电作为电源供应。不但移动方便，而且几乎不耗市电。经气象部门不完全统计（这个根据地方不同，也有很大的差异），一般一年晴天占总天数的65％，用户在白天出门时将电池盒取出并放置在阳台上，当傍晚回来再将电池盒插入台灯，供晚上使用。在充裕的太阳下光照一天，台灯可以连续使用3.5个小时以上，完全满足用户使用一个晚上。这样就可以靠太阳能来维持学习台灯的供电电源，且不使用国家电网的电来供电，这样就不存在用户额外支付电费。当没有阳光时，可以使用交流电供电，60颗高效散光LED灯才3.6W，却等同于传统

太阳能光伏发电系统照明系统的设计报告

太阳能光伏发电系统—照明系统的设计摘要：本文介绍一种基于光伏发电的多电源智能管理系统——太阳能照明系统的设计。这个设计，从根本上对太阳能得到全面的了解，掌握太阳能照明的优势，并阐述了太阳能路灯与普通路灯的本质区别，从中了解到太阳能是一种潜力无限的清洁、高效而且可持续的可再生能源，是全人类节能环保的首选。本文还对太阳能路灯照明的太阳能电池，蓄电池，支架等各方面作了一个详细的分析，比较，再根据光伏发电的原理特性，系统采用了智能化控制器，对智能控制器编程序，使得程序可以满足太阳能LED路灯的自动蓄电，自动照明，自动熄灭等一系列工作过程，使太阳能照明更加智能化。最后，本文还举出例子，对现在正使用的太阳能路灯进行了分析，研究，明确太阳能发展的趋势及前景。关键字：光伏发电，太阳能，节能环保，智能控制 1 绪论 1.1太阳能照明是发展的趋势太阳的能源非常巨大，可以说太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。利用太阳能发电的经济性在很多情况下要优于常规的供电方式。太阳能照明本质上是一个光电转换系统，专业领域称为“硅晶片地面光伏组件”。其工作原理是通过硅晶片接收太线后转变为电能，然后储存在蓄电池中，再由光感开关进行控制，当天黑时能够自动点亮，天亮时又自动熄灭。太阳能灯是光电转换技术的一种应用产品，凭借其节能、环保、无需布线、自动控制、随时变换位置等优点，在照明行业中树立起神圣的地位。随着太阳能光伏技术的发展和进步，在民用方面首先应用在照明灯具上。据了解，太阳能的优点已被越来越多的人所接受。作为太阳能应用的系列产品之一，太阳能灯具一直是各方研究和关注的焦点。在已有技术基础上，技术人员与厂商集思广益，在诸多方面取得了突破性进展，为太阳能灯最终走向千家万户打下了坚实基础。专家预测，太阳能照明在未来十年后将会普及，成为未来照明行业发展趋势。 1.2太阳能路灯与普通路灯相比较

太阳能LED灯照明原理(精)

太阳能照明原理、组成及控制系统核心提示：随着全球能源的日益紧张，太阳能光伏照明得到了迅速发展。在太阳能照明灯的设计中涉及多个环节，其中任何一个环节出现问题都会造成产品缺陷。为了提高照明系统发电量的利用率，克服系统缺电带来的不足，在太阳能照明系统的发展中，人们不断的对照明系统常用的... 随着全球能源的日益紧张，太阳能光伏照明得到了迅速发展。在太阳能照明灯的设计中涉及多个环节，其中任何一个环节出现问题都会造成产品缺陷。为了提高照明系统发电量的利用率，克服系统缺电带来的不足，在太阳能照明系统的发展中，人们不断的对照明系统常用的控制模式进行分析，设计各种实际可行的工作模式，同时光源技术也在不断的更新换代中，蓄电池的充电模式也在不断的研究探索中有效利用率越来越高。在太阳能各个组成部分的发展和协调中，太阳能照明系统正在不断发展完善。一、太阳能灯的原理及组成太阳能灯具系统为直流型独立光伏系统，其工作原理如图1所示。太阳能电池组件将太阳能转化为电能，通过控制器进行控制及保护，将电能转变为化学能储存在蓄电池中。当用电时，蓄电池再将化学能转化为电能，供直流负载使用，或者通过逆变器逆变为交流电供交流负载使用。只有当长时间无光照以致电池中的电能用完时，这个装置才停止工作。太阳能楼道灯包括有—个安装在建筑物楼顶的太阳能电池和安装在各个楼层的照明灯，以及统一安放的蓄电池，充放电控制器。蓄电池与各楼层的照明灯通过导线连接。负载采用LED灯具，并配合声光控开关工作。白天，太阳能电池组件在一定强度的太阳光照射下产生电能，通过太阳能充放电控制器存储到蓄电池内；夜晚，蓄电池通过充放电控制器为负载提供电能。通常，太阳能系统在设计时会根据实际情况增大蓄电池的容量，队保证阴雨天的照明。太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳，有的还要配置逆变器。 1、太阳能电池板太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送至蓄电池中存储起来。太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。工作原理和二极管类似。只不过在二极管中，推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场，而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率，大约是光伏电池效率大约是单晶硅13％－15％，多晶硅11％－13％。目前最新的技术还包括光伏薄膜电池。 2、太阳能控制器

太阳能发电系统毕业设计

太阳能发电系统设计 1引言从“蒸汽机”到“电动机”的一系列动力技术发明，人们逐渐认识到，能源技术的革新带动人类社会日益进步，对社会发展起着巨大的推动作用。但至今所采用的化石燃料能源带给人类文明与进步的同时，却因能源需求消耗的大幅提高以及随之而来的环境污染，形成了巨大的能源缺口，同时给环境造成巨大灾难。目前，油气资源的供不应求已成为我国经济发展的瓶颈，电力供应不容乐观，天然气用量迅速增长…… 最新的资料表明太阳光的充分利用，是最清洁，环保，取之不尽的可再生能源。太阳能的利用我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于2.431012tce，2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光伏。光伏是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电在太阳能利用上是主流，前景好。太阳能原理太阳能电池发电的原理是基于半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强，这就是半导体的光敏特性。在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P(N)型硅对外部来说是电中性的。若将P(N)型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出变化。但内部通过光的能量，电子从化学键中被释放，由此产生电子－空穴对，但在很短的时间内（在μS范围内）电子又被捕获，即电子和空穴 “复合”。 1 / 20

当 P 型和 N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层，界面的 P 型一侧带负电，N 型一侧带正电。这是由于 P 型半导体多空穴，N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。N 区的电子会扩散到 P 区，P 区的空穴会扩散到 N 区，一旦扩散就形成了一个由 N 指向 P 的 “内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是 P －N 结。至今为止，大多数太阳能电池厂家都是通过扩散工艺，在 P 型硅片上形成 N 型区，在两个区交界就形成了一个 P －N 结（即 N+ ／P ）。太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面 P －N 结）如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在 P 型硅和 N 型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合晶片受光过程中，空穴(电子)往 P(N)区移之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的 N 区和空穴向带负电的 P 区运动。通过界面层晶片受光后，空穴(电子)从 P(N)区正(负)电极流出产生一个向外的可测试的电压。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。此即为光生伏特效应。光伏系统光伏系统是利用太阳电池组件和其他辅助设备将太阳能转换成电能的系统。一般分为独立系统、并网系统和混合系统。白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电， 2 / 20 的电荷分离，将在 P 区和 N 区之间

太阳能光伏发电系统设计思路

太阳能光伏发电设计思路

摘要：简要介绍太阳能光伏发电系统设计思路和组成光伏系统器件选型方法，分析和研究太阳能光伏发电的热点和核心技术。前言：当今世界，能源是促进经济发达与社会进步的原动力。目前所使用之主要能源为化石能源，然而其蕴藏量有限，且在开发过程造成空气污染、环境破坏，积极开发低污染及低危险性的新能源乃为迫切需要。太阳能发电是指太阳能光伏发电，光伏发电是利用半导光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种发电技术。太能是一种非常理想的干净、安全且随处可得的清洁能源，因此各国均不断地研发各种相关技术，藉以提高系统发电效率并降低发电成本，推广普及使用太阳能。

第一部分太阳能电池发电系统原理太阳能电池发电系统（又称光伏发电系统），从大类上分为独立（离网）和并网光伏发电系统两大类。目前应用比较广泛的光伏发电系统，主要是在偏远地区可以作为独立的电源使用，也可以与风力发电机或柴油机等组成混合发电系统，在城市太阳能光伏建筑集成并网发电得到了快速发展，光伏发电与建筑一体化是太阳能光伏与建筑的完美结合，属于分布式发电的一种。它能够减少电网用电，大大减轻公共电网的压力，就近向电网输送电力。 1.1独立的电源使用（光伏离网发电系统）太阳能光伏组件组成太阳电池方阵，在充足情况下，一方面给负载供电（直流负载，若交流负载需要逆变器），另一方面给蓄电池组充电，晚上依靠蓄电池组放电供负载使用（如下图示意）。图1-1直流负载光伏发电示意图在方阵工作时，阻塞二极管防止向电池方阵反充电，止逆二极管两端有一定的电压降，对硅二极管通常为0.60.8V ；肖特基或锗太阳电池方阵控制器负载阻塞二极管蓄电池

太阳能光伏照明系统设计毕业论文

毕业论文论文题目：太阳能光伏照明系统设计系部：环境与能源工程学院专业：新能源及其应用技术班级：13级（4）班学生：XX 学号：20132XXXXX 指导老师： 2015年9 月24 日

太阳能光伏照明系统设计摘要照明作为日常生活中不可缺少的一部分，成为了世界上各国的一项重要的能源消耗，据统计，照明用电占我国总发电量的10%以上。太阳能光伏照明作为一种新兴的绿色能源，以其无可比拟的优势得到迅速的推广应用。太阳能光伏照明即通过太阳电池为媒介将太能转换为电能，然后将电能转变成化学能储存在蓄电池中,在太线不足时由蓄电池给灯具供电提供照明。本文阐述了太阳能照明的优势以及发展前景，从中了解到太阳能是一种潜力无限的清洁、高效而且可持续的可再生能源，是全人类节能环保的首选。本文还对太阳能光伏照明的工作原理，运行方式，分类以及对太阳能光伏照明系统的各个组成部件（太阳电池，蓄电池，控制器，逆变器）做了详细的介绍。在太阳能光伏照明应用中举例了太阳能路灯，还是涉及到太阳能路灯的安装设计因注意的事项。

关键词：太阳能，光伏，照明，发电，系统目录一．绪论

1.1太阳能光伏照明系统的优点 1.2太阳能光伏照明系统的发展前景二．太阳能光伏照明系统的原理及分类 2.1 太阳能光伏照明系统的工作原理 2.2 太阳能光伏照明系统的运行方式 2.3 太阳能光伏照明系统的分类 2.3.1 独立光伏照明系统 2.3.2 并网光伏照明系统三．太阳能光伏照明系统的基本构成 3.1 太阳能光伏照明系统的特点 3.2 太阳电池组件 3.2.1 太阳电池的分类 3.2.2太阳电池组件的组成 3.2.3 太阳电池的工作原理 3.3蓄电池 3.3.1 铅酸蓄电池的组成 3.3.2 铅酸蓄电池的工作原理 3.4控制器 3.4.1控制器的组成 3.4.2控制器的功能 3.5逆变器

太阳能光伏发电系统照明系统的设计报告范文

太阳能光伏发电系统照明系统的设计报告

亮时又自动熄灭。太阳能灯是光电转换技术的一种应用产品，凭借其节能、环保、无需布线、自动控制、随时变换位置等优点，在照明行业中树立起神圣的地位。随着太阳能光伏技术的发展和进步，在民用方面首先应用在照明灯具上。据了解，太阳能的优点已被越来越多的人所接受。作为太阳能应用的系列产品之一，太阳能灯具一直是各方研究和关注的焦点。在已有技术基础上，技术人员与厂商集思广益，在诸多方面取得了突破性进展，为太阳能灯最终走向千家万户打下了坚实基础。专家预测，太阳能照明在未来十年后将会普及，成为未来照明行业发展趋势。 1.2太阳能路灯与普通路灯相比较 1.大阳能路灯的造价其实不高，因其使用寿命长，比普通路灯更划算 2.偷盗难，也不划算，太阳能路灯灯杆一般都在8米高以上，偷盗电线不合算 2 设计思路太阳能光伏发电系统的基本原理相同，因而太阳能路灯的设计思路也可依据一般的太阳能发电系统，先确定太阳电池组件的功率，然后计算蓄电池的容量。但太阳能路灯又有其特殊性，需要确保系统工作的稳定与可靠，因此在设计时需要特别注意。太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充分就能够就地安装

太阳能家用照明系统控的设计doc

太阳能家用照明系统控的设计【目录】： ?摘要8-9 ? 1 绪论10-15 ? 1.1.1 课题研究的背景和意义 ? 1.2 太阳能光伏发电利用的现状11-13 ? 1.2.1 国外太阳能光伏发电利用状况11-12 ? 1.2.2 国内太阳能光伏发电利用状况12-13 ? 1.3 太阳能家用照明系统的发展趋势13 ? 2 太阳能家用照明系统组件分析15-31 ? 2.1 太阳能家用照明系统主控制电路15-16 ? 2.2 光伏电池16-18 ? 2.2.1 光伏电池基本知识16-17 ? 2.2.1.1 光伏电池的工作原理及特点16 ? 2.3.2 铅酸蓄电池充放电原理18-19 ? 2.4 DC/DC 控制电路20-26 ? 2.5 电路工作电源29-31 ? 3 太阳能家用照明系统控制器硬件参数设计31-37 ?太阳能家用照明系统控制器软件设计37-44 ? 5 结果与讨论44-45 ?参考文献45-47 ?附录1：太阳能家用照明系统控制器总电路原理图47-48 ?附录2：太阳能家用照明系统控制器电路PCB 图48 ?附录3：我国全年太阳能总辐射图48-49 ?致谢53 【摘要】：太阳能家用照明系统由光伏电池组件、蓄电池、控制器和照明负载等主要器件组成。光伏电池组件将接收到太阳光能转变电能储存在蓄电池之中,控制器将根据用户的需要控制蓄电池向照明负载供电或断电,因此,控制器在太阳能家用照明系统有至关重要的作用。本课题设计了一种以STC12C5410AD核心的太阳能家用照明系统控制器。SG3525电路产生10KHz的PWM信号去驱动Buck 电路,Buck电路将输入直流电变换成稳定的36V直流输出,STC12C5410AD通过数据处理实现对对蓄电池的充电管理,并产生两路方波控制逆变电路实现DC/AC逆变,将36V转换成220V交流电输出。其稳压功能是这样实现的:220V交流电通过变压、整流、滤波后作为电路的反馈电压与SG3525内部提供的给定基准电压进行比较,产生差值信号△Uk送SG3525进行处理,如果△Uk=0,说明此时输出电压满足稳压要求,不需调整Buck电路;如果△Uk0,则说明要输出电压偏高,此时,SG 3525将根据Buck电路V o = TTonVi=DVi的特点,通过反馈电压值降低PWM输出的脉冲宽度,以减少开关管的占空比D,从而降低Buck电路输出,直至与设定值相等;相反,则要增大开关管的占空比,使之稳定。 STC12C5410AD通过对蓄电池端电压进行采样值来确定蓄电池的工作状态,正常工作时绿灯亮;检测到欠压时,红灯亮,报警器工作;检测到过压时,黄灯亮,报警器工作。为防止功率管被烧坏,三路PWM信号都有相应的驱动保护电路。本控制器还设计了欠压保护功能。当ST C12C5410AD检测到电路欠压故障时,发出一个低电平信号触发光耦TLP521,使其