太阳能路灯控制器设计.docx

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太阳能路灯控制器设计

毕业设计（论文）任务书

专业班级姓名

一、课题名称：

太阳能路灯控制器设计

二、主要技术指标（或基本要求）：

1、控制器选用80C51单片机微处理器；2、路灯选用24V36W的LED灯；3、太阳能电池板的峰值电压：

17V左右；4、太阳能电池充电开始与停止时的电流值：

0.24A、0.25A；5、散热器允许电流的工作范围：

3A-10A；6、太阳能电池单体工作电压：

0.45-0.50V，电池组的功率可打到几瓦到几百瓦；7、充放电控制器欠压保护：

10.8-14.7V，低压保护：

12-14.7V。

三、主要工作内容：

1.调查分析太阳能的发展历程和路灯控制器的发展状况2.对所需资料进行搜集、分析、总结确定总体设计方案；3.根据课题要求确定硬件方案与设计；4.软件设计；5.完成文献综述，开题报告及毕业设计说明书和设计说明书的撰写工作；6.与老师和同学们进行交流、研究、讨论，对毕业设计修改，直到达到毕业设计要求，进行答辩。

四、主要参考文献:

[1]冯垛生.太阳能发电技术与应用.北京：

人民邮电出版社，2009,160-166

[2]王君一，徐仁学.太阳能利用技术.北京：

金盾出版社，2008,16-35

[3]熊绍珍，朱美芳.太阳能电池基础与应用.北京：

科学出版社，2009

[4]杨恒.LED照明驱动器设计步骤详解.北京：

中国电力出版社，2010

[5]沙占友，王彦朋等.开关电源设计入门与实例解析.北京:

中国电力出版社，2009

学生（签名）年月日

指导教师（签名）年月日

教研室主任（签名）年月日

系主任（签名）年月日

毕业设计（论文）开题报告

设计（论文）题目

太阳能路灯控制器设计

一、选题的背景和意义：

太阳能控制器是太阳能光伏系统的核心部分，但在过去的太阳能控制器发展过程中，常常受到太阳能控制器性能影响从而造成：

电池往往用不到一年就需要更换，不仅提高了后期维护费用，而且增加了客户的消费成本，也造成了浪费。

其次是太阳能属于不稳定能源，而且能量分布不均，夏天能量充足，但路灯使用时间短，冬天有效光照时间短，但路灯使用时间长，大大降低了运行的可靠性，这也是受到太阳能控制器性能影响。

通过研究不同的电路拓扑结构和先进的控制算法，在太阳光强度、太阳能电池温度以及负载改变的情况下，尽可能使太阳能电池时刻保持最大输出功率状态，即实现最大功率点跟踪（MPPT）。

蓄电池充电策略直接影响到蓄电池的寿命，研究智能化的充电方法，提高蓄电池的充电接受率，减少充电时间，对于整个光伏系统的工作状况具有重要意义。

独立光伏系统的环境一般比较恶劣，如何提高系统稳定性也是当前所有光伏电源控制器研究者最急需解决的问题之一。

二、课题研究的主要内容：

1、太阳能路灯控制器的整体设计方案

2、太阳能电池种类

3、太阳能路灯控制器的电路图设计

4、蓄电池充放电特性研究

5、过充过放电路设计

三、主要研究（设计）方法论述：

1、调查分析太阳能的发展历程和路灯控制器的发展状况；

2、在以上找到资料的基础上进行整合并学习；

3、在对相关资料的学习之后大体确定一个设计框架，并着手开始进行每部分设计；

4、接下来是着重对太阳能路灯照明系统的设计和各种性能研究进行阐述，最终完成整个系统设计。

四、设计（论文）进度安排：

时间（迄止日期）

工作内容

2013.09.16～2013.09.27

拟定题目、完成毕业设计任务书

2013.09.28～2013.10.08

完成毕业设计开题报告

2013.10.09～2013.10.10

完成摘要和前言

2013.10.11～2013.10.16

完成第一章到第三章的内容撰写

2013.10.17～2013.10.23

完成中期的检查报告

2013.10.14～2013.10.24

完成第四章到第七章的内容撰写

2013.10.25～2013.11.05

完成对于整篇论文的检查

2013.11.06～2013.11.17

根据老师的指导对论文进行修改

2014.06.13～2014.06.15

准备毕业答辩

五、指导教师意见：

　　　　　　　　　　　　指导教师签名：

年月日

六、系部意见：

　　　　　　　　　　　系主任签名：

年月日

太阳能路灯控制器设计

摘要

随着经济的发展,社会的进步,人们对能源的需求与日俱增,大家开始关注能源危机,对能源的要求越来越高,怎样寻找新能源并为人类所用,已经成为一个迫切需要解决的全球问题,而太阳能则是一个取之不尽、用之不竭的能源。

太阳能的利用主要包括太阳能的光热利用、太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用。

太阳能光电利用是近年来发展最快,也是最具活力的研究领域,也是最具活力的研究领域。

由于LED的工作电流是直流,且工作电压较低。

太阳能电池将光能转化为直流电能,且太阳能电池组件可以通过串并联方式组合得到实际需要的电压。

这些特点恰好与LED相匹配,两者结合将获得很高的利用率、较高的安全性能,实现节能、环保、安全、高效的照明系统。

太阳能路灯控制器是太阳能路灯系统中的重要的部件,也是与各路灯系统的最大的区别所在。

控制器的性能如何,决定了一个太阳能光伏系统运行情况的优劣。

所以设计功能完备,结构简单的智能光伏路灯控制器是非常重要的。

本课题是基于单片机80C51的太阳能LED路灯控制器的设计。

蓄电池充放电精确控制也在此控制器中得到实现。

设计结果表明，应用此控制器的太阳能光伏系统效率高、运行稳定，蓄电池寿命也可延长。

关键词：

太阳能；单片机；充放电电路

Abstract

Withthedevelopmentofeconomy,theprogressofthesociety,peoplegrowwitheachpassingdaydemandforenergy,webegintopayattentiontotheenergycrisis,theincreasinglyhighdemandforenergy,howtofindnewenergyandusedforthehuman,hasbecomeanurgentneedtoaddressglobalproblem,andthesolarenergyisahuge,longendlessenergy.Theuseofsolarenergymainlyincludestheutilizationofsolarenergysolarthermalutilization,solarphotovoltaicandsolarenergyusephotochemistry.TheuseofsolarPVisthemostrapiddevelopmentinrecentyears,theresearchfieldisalsothemostactiveresearchfields,andalsothemostactive.BecauseoftheworkingcurrentofLEDisdirect,andlowoperatingvoltage.SolarcellsconvertlightenergyintoDCpower,andthesolarbatterycomponentscanbevoltagebyseriesparallelcombinationtogettheactualneedsofthe.WhichjustmatcheswiththeLED,thecombinationwillgetveryhighutilizationrate,highsafetyperformance,achieveenergysavinglightingsystem,environmentalprotection,safety,highefficiency.

Solarstreetlampcontrollerisanimportantcomponentofsolarstreetlampsystem,andalsothebiggestdifferenceisthelightingsystem.Howtheperformanceofthecontroller,determinesasolarPVsystemrunningthemeritsofthecase.Sothedesignofcompletefunction,intelligentstreetlightcontrollerhastheadvantagesofsimplestructureisveryimportant.ThistopicisthedesignofsolarLEDstreetlampcontrollerbasedonMCU80C51.Precisecontrolofbatterycharginganddischargingisachievedinthecontroller.Theexperimentalresultsshowthat,theefficiencyofsolarenergyphotovoltaicsystemwiththiscontrollerishigh,stablerunning,thebatterylifeisalsoextended.

Keywords:

Solarenergy;Controller;Thecharginganddischargingcircuit

第1章前言

1.1太阳能发电背景介绍跨入21世纪后，人类面临着实现经济和能源可持续发展的重大挑战，如何能在能源有限和环境保护的双重制约下发展经济已成为全球的热点问题。

而能源问题更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏，更严重的是化石能源的开发利用更加剧了环境的恶化,燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质排入天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量，甚至在局部地区形成酸雨，严重污染水土资源。

化石能源的利用不仅造成环境污染，同时会排放大量的温室气体，产生温室效应，引起全球气候变化。

太阳能作为可再生能源，很早就被人们开发和利用了。

随着科学和技术的迅速发展，世界能源危机的日益严重，利用常规能源已不能适应世界经济快速增长的需要，开发和利用新能源，尤其是太阳能越来越引起各国政府的重视。

同时，以煤、石油等作为燃料油面临严重的环境污染，再者人民生活水平的提高对能源的需求量越来越大，这就迫使政府和社会在大力发展常规能源的同时必须加大对新能源的开发和利用。

为贯彻落实科学发展观，把节约资源作为基本国策，发展循环经济，保护生态环境，加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济与人口、资源、环境相互协调发展的要求。

因而，可再生、无污染的太阳能利用在世界各国崛起，世界光伏产业迅猛发展。

根据可持续发展战略和环境保护的需求，在可以预计的将来，光伏发电必将取代部分常规能源。

1.2太阳能路灯控制器设计意义

本文就是对太阳能路灯进行深入研究。

太阳能路灯以太阳光为能源，不需要铺设复杂的管线，安全节能无污染。

基于单片机的太阳能控制