太阳能发电—路灯照明系统的设计

江苏城市职业学院毕业论文

太阳能发电—路灯照明系统的设计

目录

1 绪论 (1)

1.1太阳能照明的发展前景.................................................................. 错误！未定义书签。

1.2太阳能路灯与普通路灯相比较 (1)

2 设计构想 (3)

3太阳能路灯的组成原理框图及其工作原理 (4)

3.1太阳能路灯的组成 (4)

3.2太阳能路灯的工作原理 (4)

4 各部件的组成及工作原理 (6)

4.1太阳能电池组件的组成及其工作原理 (6)

4.1.1太阳能电池的分类 (6)

4.1.2硅太阳能电池工作原理与结构 (7)

4.2蓄电池的组成及工作原理 (10)

4.2.1蓄电池的种类和应用 (10)

4.2.2铅酸蓄电池的工作原理 (12)

4.3电源控制器的组成及工作原理 (13)

4.3.1系统硬件结构 (13)

4.3.2电压采集与电池管理 (14)

4.3.3负载输出控制与检测电路 (14)

4.3.4硬件设计中的注意点 (15)

4.3.5系统软件设计 (16)

5 太阳能路灯系统设备选型 (19)

5.1 光源选择 (19)

5.1.1 LED 灯发光原理 (19)

5.1.2 LED 灯的基本参数 (19)

5.2 蓄电池选择 (20)

5.2.1 蓄电池的简介 (20)

5.2.2 蓄电池的基本参数 (20)

5.3 太阳电池组件选择 (21)

5.3.1 太阳电池组件简介及其参数 (21)

5.4 控制器选择 (22)

5.4.1 控制器的简介 (22)

5.4.2 控制器的基本参数 (22)

5.5 LED 灯杆的选择 (23)

5.5.1 LED 灯杆的简介及各项参数 (23)

6 LED 路灯的设计 (24)

6.1 太阳能电池板放置倾角和方位角的设计 (24)

6.1.1 太阳能电池板倾角和方位角的概念 (24)

6.1.2 太阳能电池板倾角和方位角的计算 (26)

6.2 LED 路灯系统中蓄电池数量的设计 (26)

6.2.1 LED 路灯系统蓄电池数量的计算 (26)

6.3 LED 路灯系统中太阳电池组件的设计 (26)

6.3.1 LED 路灯系统中太阳能电池板组件个数的计算及布置 (26)

7 设计总费用及性价比分析 (28)

7.1 LED 路灯系统总费用估算 (28)

7.2路灯系统与节能灯系统性价比对比分析 (28)

参考文献 (29)

毕业设计心得体会 (30)

摘要：本文介绍一种基于光伏发电的电源智能管理系统-太阳能路灯照明系统的设计。这个设计，对太阳能照明相关问题做了较全面的探讨，介绍了太阳能照明的发展优势，并阐述了太阳能路灯与普通路灯的区别。

我主要参与太阳能电池板放置倾角和方位角的设计，太阳能光伏组件放置方位和角度对光伏系统接受到的太阳辐射有很大影响，从而影响到光伏供电系统的发电能力。

关键字：光伏发电，节能环保，方位角,安全方便。

1 绪论

1.1太阳能照明的发展前景

全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展急需解决的问题。每年照明消耗电能约占全部电能消耗的12%～15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻找可以替代传统光源的新一代节能环保光源。据我国国家绿色照明工程促进项目办公室的专项调查显示，我国照明用电每年在3000亿度以上，道路照明用电量占1/3如用太阳能取代，这相当于总投资规模超过2000亿元的三峡工程的全年发电量。太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种巨量可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿万桶石油，可以说是取之不尽、用之不竭。太阳能作为一种安全、环保新能源越来越受重视。同时，随着太阳能光伏发电技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。

1.2太阳能路灯与普通路灯相比较

普通照明路灯安装复杂：普通路灯工程中有复杂的作业程序，首先要铺设电缆，这里就需要进行电缆沟的开挖、、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。太阳能路灯安装简便：太阳能路灯安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。普通路灯电费高昂：普通路灯工作中需要支付固定高昂的电费，并且需要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增；而太阳能路灯一般采用寿命长达50000小时以上的LED灯作为光源，日常无需增加消耗电量的费用开支。换个角度说，每装一盏太阳能路灯，每年就可节省1460度电，十年可节省14600度。

太阳能路灯具免电费：太阳能路灯是一次性投入，无任何维护成本，长期受益。普通路灯存在安全隐患：普通路灯在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面都会带来诸多安全隐患。太阳能路灯没有安全隐患：太阳能路灯是超低压产品，运行安全可靠。太阳能路灯的其它优势：绿色环保。综上对比所述，太阳能路灯具有安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等特性。

而太阳能路灯的最大成本就是太阳能电池板，无需预埋输电电缆及相关工程费用，一盏8～12米的太阳能路灯的造价一般在1.8～3.5万元之间。这些太阳能路灯一般使用的光源

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