太阳能LED路灯智能控制系统商业实施计划书

太阳能LED路灯智能控制系统商业计划书

目录

一．创业项目概述 (3)

二．团队介绍 (5)

三．产品内容 (7)

四．市场分析 (11)

五、市场营销 (13)

六、融资说明 (16)

七. 财务计划 (18)

八. 风险控制 (18)

九．项目实施难度 (20)

十．产品拟解决的问题及展望 (20)

一．创业项目概述

1.1项目意义

随着人均能源消耗水平的增长，全球范围内面临的资源紧缺问题，这也导致全球石油和天然气储量的加速减少。另一方面，传统能源燃烧带来的环境污染问题也日渐突出。

当前，全球在照明上的电力资源消耗差不多占全球电力资源消耗的，而道路照明电力资源消耗占其中的70%，中国照明用电约占全社会用电量的12%左右，采用LED灯替代白炽灯的节能减排潜力巨大。太阳能光伏发电技术与大功率LED照明技术相结合的绿色照明系统，兼具太阳能无污染、可循环利用的长处及LED 灯长寿命、节能环保的优点。因此，太阳能LED路灯控制器也相继被开发出来。然而，市场上的太阳能LED路灯控制器大多是属于定制的，通用性差，稳定性不高，而且结构简单，仅有基本的充放电控制功能，没有考虑到如何使太阳能电池板的能量转换率最大，提高蓄电池的能量转换效率和延长使用寿命等问题。本项目的控制器在完成基本充放电控制的基础上设计了合理的充放电控制算法来实现能量的充分利用和蓄电池的充分保护，有利于推动太阳能LED路灯控制系统大量推广使用。并优化路灯管理，实现对路灯的统一、实时、高效监控，可以节能并减少对偏远地区路灯维护所投入的人力、物力。

1.2产品概述

本项目设计了一种通用性较强的大功率太阳能LED路灯控制器。该控制器以STM32单片机为控制核心，使用双向同步整流Buck-Boost电路作为电源变换的主电路，减少了开关器件

的损耗，减小了体积和成本；在该电路的基础上引入最大功率点跟踪算法来控制充电过程，从而提高了系统对太阳能的利用率；通过完善的过充和过放保护手段，有效地防止了对蓄电池有害的过充和过放现象的发生，从而可以延长蓄电池的寿命；在放电情况下，通过电流负反馈使LED电流保持恒定，既使光照稳定无闪烁，也可以有效地延缓LED的光衰；另外，控制器还配有遥控手持机，通过手持机可以设置太阳能板电压、蓄电池保护电压、LED 灯电流、夜晚分时段改变LED灯亮度等工作参数，从而使系统可以适应不同的太阳能电池板、蓄电池、LED灯；通过手持机还可以读取控制器的运行参数，既可以评估系统工作情况，还可以通过一段时间的过充、过放次数评估太阳能板及蓄电池容量设置合理与否；控制器还具有自动判断日夜并切换充电和放电状态的功能，而且还能自动分析冬夏夜晚长度变化并合理规划夜晚亮灯时段变化，使得在人们最需要的时候能提供足够的照明。

1.3项目创新及优势

1.一般的太阳能LED路灯控制系统将光伏控制器和LED驱动电源模块分开设计，这样会使得系统设备体积大和效率低，基于双向同步整流Buck-Boost变换器不仅可以实现能量的双向流动，而且可以减少功率管和电感的数量，减少功率管的损耗，减小体积、成本，提高电路转换效率。另外，同步整流DC-DC电路是用通态电阻很小的MOSFET管替换了典型电路中的二极管，使整流损耗减小。

2.本系统增加了一般太阳能LED路灯控制不具有的MPPT充电功能，提高了充电效率；通过智能软件自动检测阴雨天和电池

电量情况，在阴雨天及电池电量低的时候降低放电功率，大大提高了系统阴雨天的放电天数，同时也减少了过放次数，也就增加了电池的寿命；智能软件能够检测冬夏夜晚的长度变化，并自动调节亮灯的时段，使刚入夜和凌晨最需要照明的时候恰好有合适的照明。

3.现有LED路灯控制器无线通讯全部使用红外的方式进行数据传输，其缺点是传输距离短、方向性要求高、不能双向传输。本设计中采用了2.4G无线传输方案，具有传输距离远、抗干扰能力强、低功耗、低成本、易开发和可控性强等优点，应用于本系统中除可以从手持机设置控制器参数外，还可以读取控制器参数及状态数据，能很方便地评估系统工作情况及参数配置是否合理

4.由于采用了2.4G无线通信，为以后的组网工作打下了基础，经过软件升级，在一个路灯网中的所有智能路灯控制器可以自动组网，如此以来，在主控室就能直接监测各个路灯的情况，为以后的路灯节能控制及维修工作带来了巨大的便利。

二．团队介绍

某团队是一个年轻但却很有活力和创造力的团队。目前共有7名成员，由工业大学电气与电子工程学院在读研究生及教师组成，人员如下表所示：

2.1指导老师

2.2项目成员

三．产品内容

3.1 LED路灯系统总体结构

太阳能LED路灯系统主要由LED路灯、太阳能电池板、蓄电池以及智能控制器等几个部分构成,太阳能LED路灯的系统框图如图1所示。本项目研制的太阳能LED路灯智能控制系统硬件主要包括了图1所示除太阳能电池板、蓄电池和LED路灯外其他所有部分，可以分成手持机和控制器两个组成单元，图1中红框内的部分均属于控制器。

图1 太阳能LED路灯系统结构框图

3.2产品介绍

本产品是新一代智能型太阳能LED路灯控制器，采用工业级产品可靠性设计，具有超强稳定性和极高的使用寿命，广泛应用于太阳能LED路灯。具体产品实物图及相关性能的测试如图1、2所示。

图1 LED路灯控制器实物图

图2系统相关功能及性能测试

在主电路部分，采用双向同步整流Buck-Boost电路作为电源变换的主电路，并在该电路的基础上引入最大功率点跟踪算法

来控制充电过程，提高系统对太阳能的利用率；变换器反向运行时，蓄电池放电，实现对LED负载的恒压驱动，实现能量的双向流动，提高电路的转化效率，减少电路的功耗、体积、成本。极大的控制了系统的整体功耗，控制核心我们选用了高性能、功耗小的、低成本的L系列芯片，主电路摒弃了传统的设计方案，驱动双向DC-DC电路中两个MOS管的导通状态，实现对应的充放电功能，减少开关器件的损耗，经实验测出，能提高充电效率37%。设计了安全的电源防反接、防反充、过流保护等电路，提高了系统运行的可靠性与稳定性。完成了基于STM32L103C8T6太阳能控制器的硬件设计、电路板设计和元件的焊接，编写了系统软件程序，并完成了测试，系统运行良好，达到了预期设计目的。

3.3产品技术参数

●额定工作电压：24V

●太阳能板输入功率：240WP（24V）

●最大充电电流：10A

●匹配LED灯范围：（10~18串（24V）

●单路恒流输出：0A-5A可调

●恒流源转换效率：95%以上

●过放电压：10~12V可调

●可用无线通信方式设置时间、电流等参数，可分4个时段调功

率亮灯

●可通过手持机读取设置的参数