太陽能照明系統設計論文范文

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1太陽能電池技術

太陽能電池可以等效一個平面比較大的二極管，在這個平面的上下表面各引出一個電極，所以在上表面和下表面接觸之處有電阻，在接觸面與引出的電極之間存在著漏電流，如圖2所示是太陽能電池等效電路。太陽能電池的輸出特性方程。式(1)中:I是太陽能電池輸出的工作電流;U是太陽能電池輸出的工作電壓;Iph是光生電流;Id是二極管的飽和電流;q是一個電子的電荷量(1．6×10－19C);Rs是太陽能電池材料的內部的串聯電阻;n是二極管特性因子;k是玻耳茲曼常數(1．38×10－23J/K);T是太陽電池的溫度;Rsh是太陽能電池材料的內部并聯電阻。一個理想的太陽能電池，一般在分析時Rsh的阻值很大，而Rs的阻值卻非常的小，所以在實際的電路分析或工程計算當中，通常將Rsh和Rs忽略不計目的是簡化了分析的過程，Ro是外界負載的阻值。

2照明系統硬件設計

如圖3所示，照明系統的硬件結構框圖，系統的核心處理器是ATmega48，包括負責采樣的采樣電路、負責檢查的檢測電路、負責驅動功率管的驅動電路、保護電路以及液晶接口等組成。采樣電路主要負責實時采集鋅溴電池、太陽能電池的電壓、檢測電路在線檢測太陽能電池，鋅溴電池、負載的工作狀態;根據檢測電路的信息驅動電路驅動功率開關管的導通;充電電路將太陽能電池轉化過來的電能存儲在鋅溴電池中;保護電路具有過載、短路等保護功能，使整個系統工作在一種安全、可靠的狀態。

2．1系統電源電路設計系統內部控制功能涉及的模塊所需的電能都來自于太陽能電池轉化過來的電能，太陽能電池受外界的環境因素變化比較大，輸出的電能不穩定，不能直接給各個模塊提供一個穩定的電能，要想得到穩定的電能供給系統中的模塊使用，通過LM2576電源穩壓模塊的處理得到一個大小符合ATmega48處理器和其他模塊工作所需的電能(圖4)。

2．2鋅溴電池采樣電路設計在系統工作時為了掌握鋅溴電池的荷電狀態，通過檢測鋅溴電池的端電壓來確定鋅溴電池的工作情況，對鋅溴電池采用電阻分壓式的采集送給ATmega48處理器進行處理，獲取鋅溴電池的實時電壓，根據鋅溴電池的工作情況來決定對其進行充放電的控制，使鋅溴電池工作在最佳的狀態給照明系統儲存能量(圖5)。

3照明系統的軟件設計

照明系統是太陽能獨立的發電系統，通過采集太陽能電池的端電壓，將采集的信息經過A/D轉換后送給ATmega48進行分析判斷，確定是白天還是夜晚，如果是白天就不需要負載燈照明，因此負載燈就不被點亮，系統執行白天對應的處理程序，鋅溴電池進行電能儲存;反之則要執行夜晚對應的處理程序點亮負載燈進行照明，此時通過鋅溴電池白天充電儲存的電能就要在控制器的作用下對負載進行放電點亮負載燈進行照明。如圖6所示是照明系統主程序流程圖。

4結語

太陽能是一種清潔、無污染的能源，隨著人們環保意識的逐漸曾強，新能源已快速的被人們接收并利用到生活中，通過鋅溴電池充分利用白天的太陽光能，將其轉化的電能儲存在鋅溴電池中，到了晚上給所需的負責燈提供電能，系統結構合理，節能環保、使用性強，應用領域廣泛。

作者：張麗紀永新楊波殷俊張紅瑾單位：國網安徽省電力公司淮北供電公司安徽美能儲能系統有限公司