太阳能路灯系统控制器研究及设计

在光伏发电应用领域,太阳能路灯作为一种独立的光伏发电系统具有重要的地位,它具有安全、环保、节能的特点。白天日照充足时,光伏电池发电,给蓄电池充电,晚上蓄电池放电,向路灯提供电能。典型的太阳能路灯系统是由光伏电池、蓄电池、负载和控制器组成,其中蓄电池是最容易受损和消耗的环节。从一定程度上来讲,太阳能路灯照明系统的优劣是由蓄电池的好坏决定的。为了更好的保护蓄电池,最大限度的延长蓄电池的使用寿命,本文研究设计了一种基于单片机AT89S52的太阳能路灯充放电控制器。白天在控制器的作用下,光伏电池给蓄电池充电,根据蓄电池电压采样数值,自动调整充放电方式,控制充电电路的通断,防止过充。夜间在控制器的作用下蓄电池给路灯提供电能,控制放电通路的通断,防止过放。本文的主要工作如下: 
1简单介绍了太阳能路灯控制器的作用和国内外的研究现状,分析了目前市场存在的控制器的优缺点。 2介绍了太阳能路灯系统储能环节的作用和系统对储能的基本要求。研究了铅酸蓄电池的工作原理及充放电特性,介绍了影响太阳能路灯系统铅酸蓄电池使用寿命的因素,并对铅酸蓄电池的充放电控制方法进行了详细的分析和研究。 
3根据蓄电池的充放电特性设计了太阳能路灯充放电控制器。给出了系统的硬件设计方案,详细的论述了各模块硬件电路设计,包括电源电路、电压采样电路和显示电路等。利用C语言编写了相应的软件程序,给出了程序流程图,对控制器的关键模块给出了具体的C语言程序代码。 
4制作了印制电路板,进行了元器件焊接并对系统整体进行测试。经过试验测试,系统运行良好,基本达到了预期的效果。 5对系统整体设计进行总结,提出了今后的改进方案。 
自90年代太阳能路灯被研发成功,一直备受环保界人士的关注。近年来,太阳能路灯已经开始在全国各地普及,给人们的生活带来的无限的便利,也为路灯行业指明了一条利国利民,切实可行之路。本研究以现有的太阳能路灯为研究对象,主要针对市场上的太阳能路灯的造型的不足,在当今的技术条件下,试图将太阳能路灯造型放置于各种环境下进行研究,寻求合理的解决方案,并以此为思想设计几款太阳能路灯。 
论文首先解决了为什么要研究太阳能路灯这个问题。论文分别从目前国内外所面临的严峻形势,即国内外的能源、环境问题等,论证了太阳能路灯研究的必要性。然后分析了国内外研究的现状、研究内容与方法、以及研究意义。通过对国家政策、太阳能产业的发展情况的了解,将提高人们生活质量,节约能源、保护生态环境作为目的,提出研究太阳路灯造型。 
太阳能路灯仍然属于路灯这一大行列,所以在对太阳能路灯进行全面分析之前,先对路灯进行全面的了解,为后面的研究作好铺垫。这一部分包括路灯的概念、分类、发展历史、现代功用、和发展趋势等,目的是把握事物的过去和未来,看清路灯行业的问题所在。 
太阳能路灯的构成分析主要包括两大部分。首先对我国太阳能资源的分布状况进行了解,从而类推到太阳能路灯的可应用范围和市场。然后将太阳能路灯的结构进行分解,对部件进行详细的解剖,以寻求最为合理的组件。最后将太阳能路灯结合不同的道路环境进行分析,这是本研究分析的重点,具体问题具体分析,有的放矢的研究,分别对机动车道,小区,公园,学校等场合的路灯要求类推到太阳能路灯设计的注意事项,以此为后面的设计进行定位。 最后一部分是对本论文进行的总结,并且展望未来。 
希望本研究能够给太阳能路灯的研究人员以一定的借鉴意义和参考价值。