太阳能交通警示灯_毕业论文(编辑修改稿)

太阳能交通警示灯_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

右。 光组件的主要参数 ⑪太阳能电池板 [4] 硅太阳能电池的性能参数主要有：短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电 9 压、峰值功率、填充因子和转换效率等。 ① 短路电流 (sci )：当将太阳能电池的正负极短路、使 u=0时，此时的电流就是电池片的短路电流，短路电流的单位是安培 (A)，短路电流随着光强的变化而变化。 ② 开路 电压 ( ocu )：当将太阳能电池的正负极不接负载、使 i=0 时，此时太阳能电池正负极间的电压就是开路电压，开路电压的单位是伏特 (V)。 单片太阳能电池的开路电压不随电池片面积的增减而变化，一般为 ～。 ③ 峰值电流 (mi )：峰值电流也叫最大工作电流或最佳工作电流。 峰值电流是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电流，峰值电流的单位是安培 (a)。 ④峰值电压 ( mu )：峰值电压也叫最大工作电压或最佳工作电压。 峰值电压是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电压，峰值电压的单位是 v。 峰值电压不随电池片面积的增减而变化，一般为 ～ ，典型值为。 ⑤峰值功率 ( mp )：峰值功率也叫最大输出功率或最佳输出功率。 峰值功率是指阳能电池片正常工作或测试条件下的最大输出功率，也就是峰值电流与峰值电压的乘积： m m mp i u。 峰值功率的单位是 w(瓦 )。 太阳能电池的峰值功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和电池片的工作温度，因此太阳能电池的测量要在标准条件下进行，测量标准为欧洲委员会的 101 号标准，其条件是：辐照度lkw／㎡、光谱 、测试温度 25℃。 ⑥填充因子 (ff)：填充因子也叫曲线因子，是指太阳能电池的最大输出功率与开路电压和 短路电流乘积的比值。 计算公式为  m sc ocff p i u。 填充因子是评价太阳能电池输出特性好坏的一个重要参数，它的值越高，表明太阳能电池输出特性越趋于矩形，电池的光电转换效率越高。 串、并联电阻对填充因子有较大影响，太阳能电池的串联电阻越小，并联电阻越大，填充因子的系数越大。 填充因子的系数一般在 ～ 之间，也可以用百分数表示。 ⑦转换效率 (η )： 转换效率是指太阳能电池受光照时的最大输出功率与照射到电池上的太阳能量功率的比值。 即：      am inpp 电 池 片 的 峰 值 功 率 电 池 片 的 面 积 单 位 面 积 的 入 射 光 功 率 （ ） 其中 22= 1 1 0 0inp kw m m w cm。 （ 2） 光伏控制器 [7] 10 太阳能控制器是由专用处理器 CPU、电子元器件、显示器、开关功率管等组成，主要特点：（ 1）使用了单片机和专用软件，实现了智能控制；（ 2）利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。 放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性，即不同的放电率具有不同的终了电压；（ 3）具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制；以上保护均不损坏任何部件，不烧保险；（ 4）采用了串联式 PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非 PWM 高 3%6%，增加了 用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿；（ 5）直观的 LED发光管指示当前蓄电池状态，让用户了解使用状况；（ 6）所有控制全部采用工业级芯片（仅对带 I 工业级控制器），能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。 同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。 （ 7）取消了电位器调整控制设定点，而利用了 E 方存储器记录各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素；（ 8）使用了数字 LED 显示及设置，一键式操作即可完成所有 设置，使用极其方便直观的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。 在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。 其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项； （ 3） 蓄电池 蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。 太阳能蓄电池是 ‘ 蓄电池 ’ 在太阳能光伏发电中的应用，目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池 ,胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。 国内目前被广泛使用的太阳能蓄电池主要是：铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池 ,这两 类蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点 ,很适合用于性能可靠的太阳能电源系统 ,特别是无人值守的工作站。 （ 4） 逆变器 [8] 太阳能的直接输出一般都是 12VDC、 24VDC、 48VDC。 为能向 220VAC 的电器提供电能，需要将太阳能光伏系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用 DCAC 逆变器。 （ 5） 负载 本设计的负载主要是发光二极管，也就是 LED 灯。 ① LED 发光原理 发光二极管是由Ⅲ Ⅳ族化合物，如 GaAs（砷化镓）、 GaP（磷化镓）、 GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心 是 PN 结。 因此它具有一般 PN 结的 IN 11 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。 此外，在一定条件下，它还具有发光特性。 在正向电压下，电子由 N区注入 P区，空穴由 P区注入 N 区。 进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。 ② LED 的分类 按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。 另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。 根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明 、有色散射和无色散射四种类型。 散射型发光二极管和达于做指灯用。 按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。 圆形灯按直径分为φ 2mm、φ 、φ 5mm、φ 8mm、φ 10mm 及φ 20mm等。 国外通常把φ 3mm 的发光二极管记作 T1；把φ 5mm 的记作 T1（ 3/4）；把φ 的记作 T1（ 1/4。 ） 由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。 从发光强度角分布图来分有三类： （ 1）高指向性。 一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射 剂。 半值角为 5176。 ～ 20176。 或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。 （ 2）标准型。 通常作指示灯用，其半值角为 20176。 ～ 45176。 （ 3）散射型。 这是视角较大的指示灯，半值角为 45176。 ～ 90176。 或更大，散射剂的量较大。 按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。 按发光强度和工作电流分有普通亮度的 LED（发光强度 10mcd）；超高亮度的 LED（发光强度 100mcd；把发光强度在 10～ 100mcd 间的叫高亮度发光二极管。 ③ LED 灯的驱动 如果把 LED产品比如整个人 ,那么 LED是整个 LED产品的灵魂 ,驱动电路就是整个 LED 产品的身体 ,在 LED 产品的质量上面起着至关重要的任用 . 既然驱动这么重要 ,那么什么叫 LED 驱动 ?LED 驱动有哪些呢 ,带着这些疑问让我们一起来学习下面的内容 : LED 驱动简单的来讲就是给 LED提供正常工作条件 (包括电压 ,电 12 流等条件 )的一种电路 ,也是 LED 能工作必不可少的条件 ,好的驱动电路还能随时保护 LED 是整个产品的核心。 LED 驱动通常分为三种 : ① 阻限流驱动 :就是简单的的在 LED 的回路中串接电阻 ,通过调节电阻的阻值 ,可以改变 LED 的驱动电流。 电阻的阻值 R=电源电压 LED 电压要设定的 LED电流。 ② 恒流驱动 :顾名思异就是保持 LED 的电流一直不变 ,让 LED 在恒定电流的条件下工作 ,要想提高 LED 的发光的效率和稳下度 ,减少 LED 的光衷度 ,恒流驱动是最好的选择 ,大功率 LED 都是采用采用恒流驱动方式。 ③ 恒压驱动 :就是保持 LED两端的电压不变 ,因为每一种颜色的 LED的电压都不一样 ,所以很少用恒压的方式来驱动 LED。 太阳能光伏发电系统的工作原 理 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，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。 蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。 光伏电站系统还 应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。 （如图 28 所示） 图 28 光伏组件发电原理图 太阳能光伏发电系统的分类 太阳能光伏系统分为离网发电系统与并网发电系统： [1] （ 1）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。 13 离网光伏发电系统是指未与公共电网相连接的独立太阳能光伏发电系统，其输出功率提供给本地负载 (交流负载或直流负载 )的发电系统。 其主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，如为公共电网难以覆盖的边远偏僻农村、海岛和牧区提供照明、看电视、听广播等基本生活用电，也可为通信中继站、气象站和边防哨所 等特殊处所提供电源不受地域的限制，理论上讲在任何可以得到太阳能的地方都可以利用太阳能进 图 29 独立光伏发电系统结构示意图 图 29所示为一种常用的太阳能独立光伏发电系统结构示意图，该系统由太阳能电池阵列、 DC/DC 变换器、蓄电池组、 DC/AC 逆变器和交直流负载构成。 DC/DC变换器将太阳能电池阵列转化的电能传送给蓄电池组存储起来供日照不足时使用。 蓄电池组的能量直接给直流负载供电或经 DC/AC 变换器给交流负载供电。 该系统由于有蓄电池组，因而系统 成本增加，但可在无日照或日照不足时为负载供电。 2）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这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 电池阵列 控 制 器 DC/AC 变换器 直流负载 蓄电池 14 第 3 章 太阳能交通信号灯双面两闪灯的设 计 LED 灯 LED 是英文 light emitting diode （ 发光二极管 ）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的 半导体材料 ，置于一个有引线的架子上，然后四周用 环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以 LED 的抗震性能好。 LED 灯的原理 LED（ Light Emitting Diode）， 发光二极管 ，是一种能够将 电能 转化为可见光的固态的 半导体 器件，它可以直接把电转化为光。 图 31 LED 的构造图 LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。 半导体晶片由两部分组成，一部分是 P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是 N型半导体，在这边主要是电子。 但这两种半导体连。