LED光伏手电筒设计.docx

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LED光伏手电筒设计

题目：

LED光伏手电筒设计

姓名：

学院：

机电工程学院

专业：

电气工程及其自动化

班级：

学号：

指导教师：

2020年6月18日

毕业论文（设计）诚信声明

本人声明：

所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究功效，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和功效为本人独立完成，真实靠得住，不包括他人功效及已取得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书利用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何奉献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

论文（设计）作者签名：

日期：

年月日

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本人离校后发表或利用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或功效时，单位签名为青岛农业大学。

论文（设计）作者签名：

日期：

年月日

指导教师签名：

日期：

年月日

LED光伏手电筒设计

摘要

本文的要紧内容是太阳能发电的大体常识及太阳能电池的分类、太阳能电池原理及特点、太阳能电池的产业状况；LED光源研究、LED照明技术与进展、特性、LED光源发光原理及LED光源的优势；锂电池的进展史及应用、锂电池的原理、优缺点和锂电池的保留常识等。

将太阳能充电电池板与LED光源、锂电池结合组成LED光伏手电筒。

LED光伏手电筒结合了LED光源的高效，太阳能电池板的节能和锂电池的轻便等特点，具有结构简单、利用方便、本钱低、工作靠得住、节能环保等优势，与传统的手电筒相较，具有革命性的重大意义。

关键词：

LED光源；太阳能；锂电池；节能环保

DesignofTheLEDPtovoltaicElectricHandTorch

Abstract

Themaincontentsofthispaperisbasedontheknowledgeofsolarpowerandtheclassification,principleandcharacteristicsofsolarcells,conditionsofthesolarcellsindustryandLEDlightsource,technologyanddevelopmentofLEDlighting,characteristics,LEDlightsourceprinciple,theadvantagesofLEDlightsource,thedevelopmentandapplicationoflithiumbatteries,principlesoflithiumbatteries,advantagesanddisadvantages,thepreservationofknowledgesuchaslithium.LEDPtovoltaicelectrichandtorchconsistsolarpanelswithLEDlightsourcerechargeablebatteriesandlithiumbatteriestogether.LEDSolarFlashlightcombinedLEDlightsource’shighefficiency,energysavingsolarpanelsandportablelithiumbatterycharacteristics’ssimplestructure,whichhasaadvantageofeasyingtouse,lowcost,reliableness,energysavingandenvironmentalprotectionadvantages,whichhasarevolutionarysignificancecomparedwiththetraditionaltorch.

Keywords:

LEDlightsource;Solar;Lithiumbattery;Energysaving

1绪论

研究背景

随着生产的进展和社会的进步，电力行业在人类的生产、生活、科研等领域起到愈来愈重要的作用。

现有的电力资源不能完全知足人类日趋增加的生产、生活需要；而且地球留给人类的资源也是有限的；恐怖分子、自然灾害、人类所需较高的生存环境也给电力系统带来挑战。

因此，节能、环保、防灾是摆在电力行业眼前最要紧的、永久的话题。

而照明耗电在各个国家的总发电量中占有专门大比例。

我国照明消耗约占整个电力消耗的20％。

据统计，我国每一年仅照明用电就有2000亿至3000亿度，若是全数用LED光源代替，每一年至少可节电1600亿度。

为此，照明节电具有重要意义。

1998年1月1日我国公布了节能法，其中包括照明节电，因此，“绿色照明工程”应运而生。

它具有庞大的经济、政治和社会效益，同时又含有丰硕的学术研究价值和基础理论问题。

太阳能与LED结合是人类照明的进展方向，它为人类“绿色照明工程”开辟了广漠的道路，因此，LED光伏照明系统的研究具有重要的现实意义[1]。

一、利用太阳能的必要性

人类当前利用的能源要紧来自煤炭、石油等连年储藏在地下的石化能源，依照目前的开发力度，几十年或许一百连年后，地球所贮存的这些能源就将枯竭。

因此，节约能源和开发可再生能源已经成为当务之急。

在可再生能源中，水能已经取得普遍的利用，但水能资源终究是有限的；相反太阳能和风能那么是取之不尽、用之不竭的。

因此太阳能的利用在能源比较缺乏的今天显得额外重要。

二、利用太阳能的可能性

太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，可不能致使温室效应和全世界性气候转变，也可不能造成环境污染。

正因为如此，太阳能的利用受到许多国家的重视，大伙儿正在竞相开发各类光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。

专门是在近10连年来，在石油可开采量日渐见底和生态环境日趋恶化这两大危机的夹击下，咱们愈来愈企盼着“太阳能时期”的到来。

从发电、取暖、供水到各类各样的太阳能动力装置，其应用十分普遍，在某些领域，太阳能的利用已开始进入有历时期。

因此，人类完全有可能在各个领域都能利用太阳能。

研究意义

节约能源是每一个人的责任和义务。

人类的生存离不开能源，但是地球所贮存的能源并非是无穷的，咱们不能只考虑今世的需求，更要为子孙后代考虑。

增强全社会的资源忧患意识和节约意识，提倡合理用能、节约用能，这确实是可持续进展的能源消费观。

利用太阳能是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而面向21世纪人类进展的重大课题；同时又是集光电子半导体、电力电子、现代电力系统、电机学、电化学和LED研究等高新技术于一体的交叉科研课题。

太阳能与LED结合是人类照明的进展方向，它为人类绿色照明工程开辟了广漠的道路，因此，LED和太阳能的结合研究具有重要的现实意义。

笔者正是基于如此的方式，设计了LED光伏手电筒，为进展节能环保的大趋势奉献自己的一点力量[2]。

国内外现状

人类利用太阳能早已经开始，人类利用LED作为光源也早已实现，但将太阳能与LED相结合用于照明的课题还方才开始，而且前景超级广漠；专门是光伏充发电系统中，太阳能充电器、LED的驱动器、太阳能并网等还有很多需要业界改良的地址。

上个世纪的70年代，由于两次石油危机的阻碍，光伏发电（光伏电池）在发达国家受到高度重视，进展较快。

在我国，随着国民经济的稳步进展、综合国力的不断提高和科技的进步，专门是西部开发战略的实施，利用西部地域丰硕的太阳能、风能资源解决几万万人口的用电问题这一伟大构思己经慢慢成为现实。

我国西部日照时刻长，日射强度大，为光伏发电提供了得天独厚的优势。

LED照明的应用前景在全世界都掀起了高潮，被寄与了厚望。

固态照明将成为最有效的节能和环保手腕；通过改善人类生存环境、进展照明的新概念和新模式，固态照明改善和提高人类的生活质量，将引导人们走向加倍光明的以后。

在专家们眼里，LED照明带来了第三次照明领域的革命，而且其意义绝不亚于前两次照明领域的革命。

历史进入了二十一世纪，环境污染和能源欠缺愈来愈制约着人类的进展，大力进展可再生能源已成为二十一世纪世界经济进展中最具决定性的五项技术之一。

充分开发太阳能是世界各国政府可持续进展战略决策。

太阳能光伏系统包括光伏照明系统、光伏水泵系统、光伏扬水和照明综合系统和光伏并网系统等。

其中光伏照明系统被以为是人类最理想的照明供电解决方案。

光伏照明系统要紧应用于无电地域城镇道路照明，尤其适用于日照强度高、太阳能资源丰硕、无电网或远离电网及环保节能地域的路灯工程照明。

能有效利用自然能源，通过平安的清洁发电来照明的系统，是供电困难环境下最正确照明系统。

整个进程自动操纵，无需人为操作。

传统的光伏照明系统由太阳电池板、蓄电池、充放电操纵器、逆变器和传统光源灯具等几部份组成，如图1-1所示。

太阳光照到太阳电池板，电池板产生电流，当光照度达到必然值时，启动充电操纵电路，向蓄电池进行充电，当光照度减到必然值时，启动放电操纵电路，经逆变器电路，向传统光源灯具供电。

但一直以来，传统的光伏照明系统普遍存在交流逆变不靠得住、低温启动难、灯管寿命短、功耗高和系统造价高等缺点。

因此，寻求一种性能靠得住、可直流驱动的新光源来替代传统光源成为光伏照明系统有待解决的一个重要问题。

早在20世纪60年代，人类就已经把握了一种新型半导体光源——LED的发光原理，并开始大量用于各类仪器仪表的指示光源。

随着20世纪90年代固体物理学的高速进展和新半导体材料的冲破性发觉，近10年来LED技术取得了突飞猛进的进展。

LED以其固有的特点，如省电、寿命长、耐震动，响应速度快、冷光源和低功耗可直流驱动等特点，普遍应用于指示灯、信号灯、显示屏和景观照明等领域，在咱们的日常生活中处处可见，如家用电器、机、仪表板照明、汽车防雾灯和交通信号灯等。

正是基于上述优势，使得LED慢慢取代传统光源应用于光伏照明系统，完全地解决了传统的光伏照明系统存在的交流逆变不靠得住、低温启动难和灯管寿命短等缺点。

图1-2为LED光伏照明系统结构图，相较于传统的光伏照明系统少了一个复杂而性能又未必靠得住的逆变器环节。

图1-1传统的光伏照明系统图

图1-2LED光伏照明系统结构图

LED光源在照明领域的应用，是半导体发光材料技术高速进展及“绿色照明”概念慢慢深切人心的产物。

实现这一打算的重要步骤确实是要进展和推行高效、节能照明器具，节约照明用电，减少环境及光污染，成立一个优质高效、经济舒适、平安靠得住、有利环境的照明系统。

当前全世界能源欠缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是咱们以后面临的重要问题。

在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是以后进展的趋势。

二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时期。

与此同时，由于太阳能技术在过去10年来的大幅度提高，太阳能作为低功直流电源已实现了有效化，本钱大幅度降低。

LED技术和太阳能技术能够说相得益彰，二者的结合能够在专门大程度上摆脱对传统电源的依托和人工保护等方面带来的本钱。

利用太阳能LED灯具有极高的社会效益和经济效益，以避免保护、节省能源和利于环保，同时具有高度的靠得住性[3]