光伏電能在城市路燈照明中的應用設計.pdf

1、21世紀以來，隨著世界能源危機的加劇，太陽能作為地球上最普遍最清潔的能源，以其取之不盡、用之不竭、無污染等優(yōu)點，受到人類的重視。在人類生活中，太陽能光伏的應用非常的廣泛，其應用的基本形式可分為兩大類：獨立發(fā)電和并網發(fā)電。隨著光伏技術的發(fā)展和世界經濟可持續(xù)發(fā)展的需要，發(fā)達國家已經開始有計劃地推廣城市光伏并網發(fā)電，主要是建設戶用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)和MW級集中型大型并網發(fā)電系統(tǒng)等，同時在城市建設中對城市照明等方面也大力的推廣了太陽能光伏的應用。

2、目前，國內太陽能光伏技術在城市亮化照明中的應用業(yè)已呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢頭。城市道路、學校、公園、住宅小區(qū)等場所的路燈、指示牌、草坪燈等都逐漸采用太陽能光伏照明技術，使城市公共照明更加環(huán)保、節(jié)能、方便、安全。
　　 本課題積極響應國家節(jié)能減排、發(fā)展低碳型經濟的號召，以實際應用為目的，從太陽能電池的光伏特性出發(fā)，圍繞太陽能光伏發(fā)電技術和LED照明技術，設計了滿足山西太原市道路照明使用的太陽能LED路燈照明系統(tǒng)。系統(tǒng)由太陽能電池、蓄電池

3、、控制器、LED燈源及其恒流驅動電路等部分組成，通過太陽能硅光電池板將太陽能轉換為電能存儲到蓄電池中,由蓄電池為整個系統(tǒng)提供電能。
　　 本課題分析研究了太陽能電池功率的選取原則以及與蓄電池容量的匹配方法，對太陽能電池功率和蓄電池容量等參數進行了計算，解決了太陽能LED路燈系統(tǒng)由于控制器對蓄電池保護不充分經常使蓄電池處于過放電或者過充電而造成蓄電池壽命短和系統(tǒng)可靠性不高的問題，同時對路燈光源LED的驅動問題也進行了分析研究。因而

4、研究重點集中在：
　　 首先，太陽能路燈控制器的硬件優(yōu)化設計。選用ATmega128單片機作為控制器主控芯片，通過主控芯片來控制蓄電池充放電，設計了基于ATmega128單片機具有自適應功能的太陽能路燈控制器，使蓄電池不會發(fā)生過充電和過放電現(xiàn)象，延長了蓄電池的使用壽命，提高了太陽能LED路燈系統(tǒng)的運行可靠性。在蓄電池充電部分設計出了快充和慢充兩個不同的階段，從而能更好的保護蓄電池。同時，對太陽能控制器的軟件部分進行程序編寫和調試

5、。
　　 其次，就負載LED的電氣特性、功率選取、組合方式等問題進行分析研究，重點對LED驅動電路硬件進行了優(yōu)化設計，最終在選用PAM公司PAM2842驅動芯片的基礎上，進行LED驅動電路的設計搭建，實現(xiàn)其應用功能。PAM2842選擇輸入電壓24V，驅動由10個3W白光LED串聯(lián)所組成的路燈光源，通過設計對其進行恒流700mA輸入，保證了路燈工作的穩(wěn)定性，同時還具有過壓保護，通過設計將電壓限制在37.2V，若某單個LED短路時不