家庭式太阳能系统设计与实现

家庭式太阳能系统设计与实现

摘要

20世纪70年代后，太阳能光伏发电在世界范围内受到高度重视并取得了长足进展。太阳能光伏发电技术作为太阳能利用的一个重要组成部分，并被认为是二十一世纪最具发展潜力的一种发电方式。太阳能光伏发电系统的研究对于缓解能源危机、减少环境污染以及减小温室效应具有重要的意义。

本文主要从独立型家庭式太阳能照明系统来研究太阳能光伏发电的，以STC12C5410AD单片机为核心，对家庭式太阳能照明控制系统进行优化设计，解决了控制器如何对蓄电池及负载进行有效管理问题，充分提高太阳能电池板的使用效率，延长蓄电池的使用寿命，防止因线路问题而造成的意外事件的发生；文中也详细介绍了太阳能发电系统的工作原理，还对家庭式太阳能光伏发电系统的各组成部分如太阳能电池，蓄电池，逆变器等各方面进行一个详细的分析，依据当地的气象参数对各部件进行相关的参数计算设计，计划实现能使100W以内的交流负载正常工作的家庭式太阳能发电系统，也计算出该系统每年节约用电量，以及所带来的环境效益，系统整体考虑比较周全，设计比较合理。

关键词：光伏发电；家庭太阳能；节能环保；智能控制

Abstract

The solar energy is inexhaustible, inexhaustible and clean and safe, is an ideal ren ewable energy. After the 1970s, solar photovoltaic power generation in the world has been attached to and made considerable progress. Solar photovoltaic technology as th e utilization of solar energy is an important part of and is considered a power generati on of the twenty-first century the most development potential. Solar photovoltaic power generation system to alleviate the energy crisis and reduce environmental pollution, a nd reduce the greenhouse effect is of great significance.

In this paper,to study from home solar lighting systems,stand-alone solar photovol taic power generation to STC12C5410AD microcontroller as the core of household sola r lighting control system to optimize the design,to address how the controller battery an

d load management issues, improv

e efficiency in the use o

f solar panels, extendin

g th

e battery life,and to prevent the occurrence o

f accidents caused due to line problems.W hich the family solar photovoltaic power generation system, an integral part of such sol ar cells,batteries, inverters,and other aspects of a detailed analysis of the various part s when the parameters related to computational design,plan,100W or less AC load pow er generation system of the normal work, calculated each year to save power consumpti on, as well as environmental benefits, System as a whole to consider a more balanced ,the design is more reasonable

Keywords: photovoltaic; solar home; energy saving and environmental protection; Intelligent Control

目录

1 绪论 (1)

1.1 太阳能光伏发电的现状 (1)

1.2 太阳能光伏发电利用的现状 (2)

1.2.1 国外太阳能光伏发电利用状况 (2)

1.2.2 国内太阳能光伏发电利用状况 (3)

1.3.3 家庭式太阳能发电系统的现状 (4)

2 家庭式太阳能发电系统的组成和原理 (5)

2.1 家庭式太阳能发电系统组成 (5)

2.2 家庭式太阳能发电系统的工作原理 (5)

2.3 家庭式太阳能发电系统的整体优点 (6)

3 家庭式太阳能照明系统设计思路 (7)

3.1 总体设计思路 (7)

3.2家庭式太阳能照明系统组成原理框图 (7)

3.3设计需要考虑的因素 (8)

3.4 各数据计算 (8)

3.4.1 所在地区的地理概况及基本气象资料 (8)

3.4.2 太阳能电池组件计算 (9)

3.4.3 蓄电池计算 (9)

3.4.4 逆变器计算 (10)

3.4.5 控制器计算 (10)

3.4.6 太阳能电池组件安装 (10)

3.4.7 系统收益(节电费用)分析 (11)

4 各部件的组成及工作原理 (12)

4.1太阳能电池组件的组成及其工作原理 (12)

4.1.1太阳能电池的分类 (12)

4.1.2硅太阳能电池工作原理与结构 (12)

4.2 蓄电储能系统 (14)

4.3 逆变器的工作原理 (15)

4.4 电源控制器的组成及工作原理 (16)

4.4.1 系统硬件结构 (16)

4.4.2 电压采集与电池管理 (17)

4.4.3 负载输出控制与检测电路 (17)

4.4.4 硬件设计中的注意点 (18)

4.4.5 系统软件设计 (18)

总结 (22)

参考文献 (23)

致谢 (24)

附录 (25)