太阳能LED路灯系统标准设计Word文档下载推荐.docx

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设计日期：

6月5日

太阳能LED路灯系统设计

摘要

伴随太阳能光伏技术发展和进步，太阳能灯具产品在环境保护节能双重优势下已逐步形成规模，比如太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等。

太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。

该太阳能LED路灯系统采取AT89C52单片机为关键，经过UC3906芯片充电，利用单片机端口分别控制数码管显示和智能控制照明系统。

本系统既能经过光强弱来控制路灯开关，又能够经过调整时间来控制路灯开关，实现两种功效，达成完美控制效果。

该系统操作简单，功效齐全，界面友好。

关键词:

太阳能照明，AT89C52，UC3906，LED路灯

DESIGNOFSOLARLEDSTREETLAMPSYSTEM

ABSTRACT

Withthedevelopmentofsolarphotovoltaictechnologyandprogress,solarlightingproductsintheenvironmentprotectionandenergyhasbeengraduallyunderthedualadvantagesofscale,suchassolarlights,gardenlights,lawnandsoon.Solarstreetlightingintheareaof​​developmenthasincreasinglyimproved.

ThesolarLEDStreetlampsystemusingAT89C52MCUcore,throughtheUC3906chipchargingportarecontrolledbymicrocontrollerdigitaldisplayandintelligentcontroloflightingsystems.Thesystembothbytheintensityoflightofstreetlampstocontroltheswitchandswitchcanbecontrolledbyadjustingthetimestreetlamps,achievingtwofeatures,theeffectperfectcontrol.Thesystemissimple,functional,friendlyinterface.

KEYWORDS:

SolarLightingSystem,AT89C52,UC3906,LEDStreetlamp

第一章绪论

1.1研究背景、目标和意义

因为全球性能源危机，世界普遍重视可再生能源利用和研究。

太阳能作为一个新兴绿色能源，以其永不枯竭、无污染等优点，正得到快速推广应用。

太阳能路灯以其不用专员管理和控制，安装一次性投资无需以后电费开支，无需架设输电线路或挖沟铺设电缆．能够方便安装在广场、校园、公园和不便于架设输电线路地方等多方面优点而越来越受到重视[1]。

1.2新能源开发必需性

跨入二十一世纪后，人类面临着实现经济和社会可连续发展重大挑战，怎样能在能源有限和环境保护双重制约下发展经济已成为全球热点问题。

而能源问题更为突出，不仅表现在常规能源匮乏，更严重是化石能源开发利用愈加剧了环境恶化。

关键表现为以下多个方面[2]：

（1）能源短缺。

常规能源有限性和分布不均匀，造成了世界上大部分国家能源供给不足，不能满足其经济发展需求。

从长远来看，全球已探明石油储量只能用到，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富煤炭资源也只能维持二三百年。

所以，人类迟早要面临化石燃料枯竭危机局面。

（2）环境污染。

燃烧煤、石油等化石燃料，每十二个月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，直接影响居民身体健康和生活质量；

甚至在局部地域形成酸雨，严重污染水土资源。

（3）温室效应。

化石能源利用不仅造成环境污染，同时会排放大量温室气体，产生温室效应，引发全球气候改变。

1.3太阳能利用优势

人类要处理能源问题，实现可连续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。

据估计，到本世纪中叶可再生能源在世界能源结构中将占到50％以上，包含太阳能在内可再生能源在本世纪将会以前所未有速度发展，逐步成为人类社会基础能源关键。

太阳能含有独特优势，其开发利用必将在二十一世纪得到长足发展，并终将在世界能源结构转移中担当重担，成为二十一世纪后期主导能源。

太阳能作为一个“取之不尽，用之不竭”安全，环境保护新能源越来越受到重视。

在这里我们就太阳能灯具和使用市电灯具效果作实用对比。

市电照明灯具安装复杂：

在市电照明灯具工程中有复杂作业程序，首先要铺设电缆，这里就要进行电缆沟开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。

然后进行长时间安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。

而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。

太阳能照明灯安装简便：

太阳能灯具安装时，不用铺设复杂线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。

市电照明灯具电费高昂：

市电照明灯具工作中有固定高昂电费，要长久不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。

太阳能照明灯具免电费：

太阳能照明灯具是一次性投入，无任何维护成本，三年可收回投资成本，长久受益。

市电照明灯含有安全隐患：

市电照明灯具因为在施工质量、景观工程改造、材料老化、供电不正常、水电气管道冲突等方面带来很多安全隐患。

太阳能照明没有安全隐患：

太阳能灯具是超低压产品，运行安全可靠。

太阳能灯照明其它优势：

绿色环境保护，能为高尚生态小区开发和推广增加新卖点；

可连续降低物业管理成本，降低业主公共分摊部分费用。

综上对比所述，太阳能照明之安全无隐患、节能无消耗、绿色环境保护、安装简便、自动控制免维护等固有特征将为楼盘销售、市政工程建设直接带来显著可利用优势。

1.4太阳能LED路灯优势

伴随可连续发展不停深入，大家在主动开发各类可再生新能源同时也在提倡节能减排绿色环境保护技术而在照明领域，寿命长节能安全绿色环境保护色彩丰富微型化LED固态照明也已被公认为世界一个节能环境保护关键路径，太阳能LED路灯同时整合了这二者优势。

LED（LightEmittingDiode，发光二极管）是一个能够将电能转化为可见光半导体发光器件，不依靠灯丝发烧来发光，而是依靠材料中正负电荷复合来发光，能量转化效率很高。

含有高效、节能、寿命长、免维护、环境保护等优点。

传统光源功耗比较大，而且大多在高压下工作，使用升压逆变步骤又降低了能源利用率，而LED低压直流供电，安全而且光源控制成本低。

LED响应时间通常只有几纳秒至几十纳秒，使频繁开关，调整明暗成为可能。

而且LED作为全固态发光体，耐震、耐冲击不易破碎、发烧量低、无热辐射、是冷光源、不含汞、钠元素等可能危害健康物质，废弃物可回收、没有污染。

太阳能路灯以太阳光为能源，不需要铺设复杂管线，安全节能无污染。

基于单片机太阳能控制系统很好地把太阳能光伏技术和单片机智能控制技术结合了起来。

而且含有电路结构简单、工作稳定可靠、实用性强等优点。

1.节能环境保护:

据统计，全部路灯改为太阳能路灯能够节省一个三峡水电站发电量。

不仅如此，太阳能是一个清洁可再生能源，它不仅节省了电能，而且降低了二氧化碳排放量。

相关数据表明太阳能路灯每十二个月能够降低7740万吨二氧化碳就相当于节省了310亿美元二氧化碳减量成本。

2.可靠耐用：

太阳能路灯在恶劣环境和气候条件下，光伏发电系统极少发生故障；

现在绝大多数太阳能电池组件生产技术全部足以确保以上性能不下降，太阳能电池组件能够发电25年或更长时间。

3.安装组件积木化：

安装灵活方便，便于用户依据自己需要选择和调整太阳能路灯容量大小。

4.安全：

太阳能路灯不使用易燃燃料，而且不像交流电那样联网运行，造成在雷击等情况下常常会出现高压浪涌，对设备安全造成威胁，只要设计和安装合适，系统含有很高安全性。

5.自主供电：

离网运行太阳能路灯含有供电自主性、灵活性。

不过太阳能LED路灯优势远远不仅这些。

通常人认为，节能灯可节能4/5是伟大创举，但LED路灯比节能灯还要节能1/4，这是固体光源伟大革新。

除此之外，LED还含有光线质量高，基础上无辐射，可靠耐用，维护费用极为低廉等优势，属于经典绿色照明光源。

超高亮LED研制成功，大大地降低了太阳能灯具使用成本，使之达成或靠近工频交流电照明系统初装成本报价，而且含有保护环境、安装简便、操作安全、经济节能等优点。

因为LED含有光效率高，发烧量低等优势，已经越来越多地应用在照明领域，并展现出替换传统照明光源趋势。

太阳能和LED相结合技术利用在路灯领域完全符合“绿色，节能，低成本”现代化设计理念。

而且针对现阶段太阳能LED路灯研究遭遇技术“瓶颈”而处于“花香”却难“满园绽放”尴尬境地情况，我们这个课题含有很大研究价值，而从上面一系列分析中也不难看出这个课题本身所含有潜在价值更是无法估量。

1.5中国外应用现实状况

在国家可连续发展战略推进下，太阳能产业从无到有、从小到大发展起来。

中国各大研究单位全部对太阳能路灯作了详尽研究，尤其是近几年来，已经初步形成在“产业上规模、技术上水平、产品上档次和市场要规范”产业发展思绪引导下，太阳能产业得到了快速发展，如太阳能热水器、太阳能光伏电池技术日趋成熟，产品质量不停提升。

欧洲各国全部在开辟通向持久能源通道，影响她们决议关键原因是环境保护、发明就业机会和能源供给安全可靠，可再生能源技术在这些方面有着较大优势。

它对环境影响最小、可替换部分常规能源、增加能源供给安全性和可靠性。

它要求较大设备投资、发明了更多就业机会、有利于经济增加。

在欧洲大部分地域，环境保护思绪推进着替换能源技术开发，太阳能被公认为是一个极好替换能源。

它利用有利于降低CO2排放，所以达成保护环境，很多国家，如丹麦、芬兰、德国和瑞士，全部认为气候变暖是推进太阳能研究开发、发展和销售活动关键原因。

尽管受到常规能源低价影响，在欧洲很多国家中，太阳能装置市场仍然连续增加。

即使太阳能企业数量在降低，但保留下来企业全部趋向于更具规模、更能抵御市场波动。

在一些国家实施电力企业私有化，可能提升她们将太阳能装置推向市场爱好。

在奥地利等国，自己动手建造集热器活动，促进了太阳能装置主动发展。

挪威已安装70000多套小型光伏装置，每十二个月安装约5000套，大多数装置是为偏远小镇、山区和沿海地带度假旅社供电。

芬兰人每十二个月也购置几千套小型（40～100W）光伏装置，用于消夏小屋。

国家石油企业对深入开发太阳能发电有着强烈爱好，关键为建筑物薄膜光伏组件、蓄电池和成套装置。

另外，有些国家在高性能太阳能发电窗、太阳能热水器、储能装置、透明隔热材料、日光照明和和建筑物结合光伏装置等产品商业化方面进行努力[3]。

法国太阳能设计师们，正在用“绿色设计”标准替换“太阳能”设计标准，就是要统筹考虑能源性能、安全材料应用、日光照明、居住舒适度和健康等原因。

这种新设计方法，将应用于Angers法国环境保护和能源管理署办公大楼。

现今,LED路灯相对于高压钠灯路灯优越性已被绝大部分专业人士认可，然而遗憾是现在大多数LED路灯仍然采取交流电供电，首先是交流电路灯技术已经十分成熟，而太阳能路灯还有很多不确定原因，其次关键考虑仍然是太阳能初始投资过大，从而忽略了太阳能供电很多根本优越性。

然而真正要用太阳能来替换一切能源还是一个长久而艰巨任务,任何新生事物最好先从小打小闹开始，而且