毕业设论文太阳能交通灯设计(编辑修改稿)

毕业设论文太阳能交通灯设计(编辑修改稿)内容摘要：

页 第二章太阳能交通灯总体设计 太阳能交通灯的设计是由用户（主要是交通部门）来决定的，交通灯部门确定在某一区，某一路口，某一环境下安装和使用太阳能交通灯，会根据这一地区、所选的环境和该路口的车流量的大小和时间分布确定的。 因为当我 们选用不同大小的交通灯（这里指交通灯的 LED 灯）和交通灯的转换时间是根据这个路口的车流量来确定的，而不同大小的 LED 交通灯又决定了所选用太阳能电池板的大小。 此外，道路车辆的监控对畅通道路起到非常重要的作用，可以根据所监控到的车流量的大小来调节交通灯的转化时间，而模糊控制则可完成这项功能。 强制通行几乎是每个路口必备的，所以根据以上讨论的结果我们提出了本篇论文太阳能交通灯系统的具体设计要求为： （ 1）太阳能电池板功率的计算和选用； （ 2）蓄电池容量，恒流充放电控制和状态显示； （ 3）放行线 ,绿灯亮放行 30 秒 ,黄灯亮警告 5 秒 ,然后红灯亮禁止； （ 4）红灯亮禁止 30 秒 ,绿灯亮 30 秒放行，放行线和禁止线交替变换； （ 5）系统的模糊控制要求； (6)遇到紧急情况，交通灯具有强制通行和全部禁止通行的功能。 基于以上的要求，设计的系统必须有以下结构模块：太阳能光伏发电系统（太阳能电池组件，蓄电池，充放电控制电路），单片机控制电路，显示电路。 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 4 页 第三章太阳能交通灯硬件设计 太阳能供电系统 太阳能发电系统主要有太阳能电池组、蓄电池、太阳能控制器等部分组成。 太阳能电池组件是将光转变成电的变换装置 ,白天在阳光照射下 ,太阳能 电池组件通过光生伏打效应产生光生电压和光生电流 ,所产生的直流电一方面通过控制器对畜电池充电 ,这时电能被转化成化学能被储存在蓄电池中 ,另一方面通过控制器给负载供电。 到了夜晚 ,太阳能电池组件停止发电并停止向蓄电池充电 ,蓄电池通过控制器对光源放电。 因此 ,本系统的设计包括太阳能电池功率的计算、蓄电池容量的选择、充放电控制电路的设计，系统总框图如图 31 所示。 太阳能电池板充 放 电 控制器蓄电池负载 图 31太阳能供电系统框图 太阳能电池板 太阳能电池构成太阳能电池板，而太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中 价值最高的部分。 其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。 太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本；当许多个太阳能电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。 太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点 .太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 5 页 电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染 .。 太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管 ，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。 当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。 蓄电池 在太阳能电池供电系统中 ,太阳能电池方阵将太阳能辐射转换为直流电能 ,通过蓄电池将其电能转换为化学能储存起来 ,我们通常称蓄电池为光伏发电系统的贮能装置。 对于太阳能光伏发电系统 ,要求它能够随时随地向负载提供稳定的电能 ,但是 ,由于太阳日夜光照的间歇性和随机性 ,发供电任务全都靠太阳能电池则难以实现 ,必须通过贮能装置来对太阳能电池发出来的电能进行贮存和调 节 ,在供电系统正常工作时 ,依蓄电池正常充放电状态的变化分为多种情况 :第一种是负载关闭 ,太阳能电池方阵正常发电 ,此时全部电能是向蓄电池组充电 ,将这些电能全部转换成化学能贮存起来 ,直到蓄电池充满后控制器保护断开为止。 第二种情况是在太阳能电池发电的同时 ,负载也需要工作。 这时 ,太阳能电池将直接向负载供电 ,同时将多余的电能向蓄电池组进行补充电。 更多的工作情况可能是 ,太阳能电池不再发电 ,负载需要的电能全部由蓄电池组提供 ,此时 ,以化学能形式存储在蓄电池中的能量转变为电能 ,供负载使用 ,所以说蓄电池既能贮存电能 ,还能对系统起 着调节电量、稳定输出的作用。 蓄电池的种类很多，在太阳能光伏发电系统中大多数采用的是铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池。 但考虑到蓄电池的使用权条件和价格，大部分太阳能光伏系统选择铅酸蓄电池作贮能电源，且使用不需要加水免维护型的阀控式密封型铅酸蓄电 [4]。 下面对铅酸蓄电池进行简单介绍： (1)铅酸蓄电池定义： 电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。 英语 Leadacidbattery 荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。 (2)铅酸蓄电池电极反 应式 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 6 页 充电： 2PbSO4+2H2O＝ PbO2+Pb+2H2SO4（电解池） 阳极： PbSO4+2H2O－ 2e－ ===PbO2+4H++SO42－ 阴极： PbSO4+2e－ ===Pb+SO42－ 放电： PbO2+Pb+2H2SO4＝ 2PbSO4+2H2O（原电池） 负极： Pb+SO42－－ 2e－ ===PbSO4 正极： PbO2+4H++SO42－ +2e－ ===PbSO4+2H2O 太阳能控制器 充放电控制器是具有自动防止蓄电池组过充电和被负载过放电的设备，它是光伏发电系统的核心部件之一。 控制器最重要的作 用就是防止蓄电池过度充电和过度放电。 由于蓄电池的投资在系统成本中占了较大的比重，为了最大限度延长蓄电池使用寿命，保证光伏发电系统能长期。