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1、word本科毕业设计论文题目 小型太阳能光伏发电系统控制器的设计学 院 物理与电子工程学院 年 级 2011 专 业 光伏技术与产业 班 级 学 号 学生 校导师 职 称 校外导师 职 称 论文提交日期 2015-5-10 常熟理工学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人重声明： 所呈交的本科毕业设计(论文)，是本人在导师的指导下，独立进展研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承当。本人签名：日期：常熟理工学院本科毕业设计(论文)使
2、用授权说明本人完全了解常熟理工学院有关收集、保存和使用毕业设计(论文)的规定，即：本科生在校期间进展毕业设计(论文)工作的知识产权单位属常熟理工学院。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业设计(论文)被查阅和借阅；学校可以将毕业设计(论文)的全部或局部容编入有关数据库进展检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计论文，并且本人电子文档和纸质论文的容相一致。的毕业设计(论文)在解密后遵守此规定。本人签名：日期：导师签名：日期： / 小型太阳能光伏发电系统控制器的设计摘 要目前，光伏发电已受到广阔人民的追捧，很多国家建立了光伏发电站。在新能源领域中，小
3、型独立光伏发电系统以其简单，灵活等特点占有重要的地位，光伏发电控制器作为独立光伏发电系统的核心部件，对其研究具有重要意义。本文基于单片机STC89C52设计了控制系统，控制太阳能电池板对蓄电池的充电。控制系统硬件设计包括单片机STC89C52最小电路，充放电电路、光耦驱动电路，A/D转换电路和电压显示电路的设计。本文设计的单片机STC89C52最小电路主要包括时钟电路，复位电路，工作状态显示电路和蜂鸣器报警电路。控制系统软件设计包括确定整体系统布局，设计系统各个程序流程图以与按照自顶向下的层次完成对各个程序模块的设计。通过控制系统硬件电路和软件的设计，控制太阳能电池板对蓄电池正常的充电，防止蓄
4、电池过充、过放和短路，延长蓄电池寿命。关键词：单片机 STC89C52 铅酸蓄电池 充放电Design of a Small Solar Photovoltaic Power Generation System ControllerAbstract At present, photovoltaic power generation has been sought after by the majority of the people, the photovoltaic power station has been set up in many countries. In the field o
5、f new energy, small independent photovoltaic power generation system with its simple, flexible occupies an important position, the photovoltaic power generation controller as the core ponent of the photovoltaic system. Has the important significance to the study of photovoltaic power generation cont
6、roller. Based on the design of single chip STC89C52 controller control system, solar panel charging of the battery. The hardware design of the control system consists of MCU STC89C52 minimum circuit, charge discharge circuit, optocoupler voltage driving circuit and display circuit design. MCU STC89C
7、52 minimum circuit designed in this paper mainly includes the clock circuit, reset circuit, working state display circuit and a buzzer alarm circuit. The control system software design includes the overall system layout design system of each program flow chart and in accordance with the top-down lev
8、els to plete design of each program module. Through the design of hardware circuit and software control system, control of battery normal charging solar panels, to prevent the battery from overcharge, overdischarge and short-circuit, prolong the life of the accumulator.Key words :SCM;STC89C52 ; Lead
9、-acid battery;Charge and Discharge目 录1.引言122233.硬件电路设计53.1 STC89C52单片机最小系统53.2 充放电电路783.4 A/D转换电路93.4.1 电压采集电路93.4.2 ADC0804构成的A/D转换电路93.5 LCD显示电路10124.1 系统主程序设计124.2 电压采集转换模块124.3 显示模块144.4 软件调试和仿真15结语18致谢19参考文献20目前，煤炭，石油和天然气等传统能源在不断的减少，且是不可再生的，人们向往清洁，无害的新能源可以代替传统能源。太阳能作为清洁，无害，廉价的新能源，其开展对我国能源的可持续开展
10、具有促进作用，且太阳能有着很好的开展前景。所以开发太阳能是社会开展，科学进步的必然趋势。光伏发电是利用太阳能电池板的光生伏特效应产生光生电压，是太阳能主要的利用方向之一。光伏控制器作为光伏发电系统的重要组成局部，控制整个光伏发电系统的运行，所以对光伏控制器的研究和设计具有重要意义。为了克制市场上常见的充电控制器对蓄电池保护不够充分的缺点，设计以STC89C52单片机作为主要控制芯片的光伏控制器。ADC0804作为模数转换芯片，铅酸蓄电池为储能元件，LCD1602负责显示数据。确定了光伏充电控制器的方案，通过对恒流充电、恒压充电和浮充充电进展控制达到电路保护作用，通过设计系统硬件电路和编程软件，
11、科学有效的管理蓄电池，光伏控制器应用于负载，实现控制功能。光伏控制器设计采用STC89C52单片机和ADC0804组合采样获取数据，实时监控蓄电池的充电过程。本次设计以充放电最大电流10安，额定电压48伏的控制器系统，通过设计使其能够自动检测光伏电池板输出电压，当光伏电池板的输出电压高于蓄电池电压时，光伏电池板对蓄电池充电；当光伏电池板输出的电压低于蓄电池电压时，光伏电池板停止充电，假如继续进展充电，如此蓄电池中电流会反向流向太阳能电池板，对太阳能电池板造成损耗。当蓄电池电压低于40.8伏时，系统控制负载关断，停止充电，蜂鸣器发出警报；当蓄电池电压高于57.6伏，控制系统控制负载关断，太阳能电
12、池板对蓄电池停止充电，蜂鸣器发出警报；控制系统控制蓄电池进展浮充充电时，电压值应保持在48伏左右。本设计要解决的主要问题是光伏发电系统蓄电池充放电的控制问题，且对蓄电池的保护有着重要的作用，对光伏发电系统的开展有着积极作用，使人们更有效地利用清洁能源，早日摆脱能源危机。总体设计 本设计目的在于设计出一个小型光伏发电控制系统，太阳能电池板、蓄电池、光伏充电控制器和负载是小型光伏发电控制系统中不可缺少的组成元件。系统根本结构如图2.1所示。太阳能电池板吸收太，将光能转化为电能并储存到蓄电池中，蓄电池再供电给负载。图 2.1 系统根本结构简介目前，市场上常见的主要是以硅为主要材料的太阳能电池。与普通
13、电池和可循环充电电池不同，太阳能电池具有节能环保的特点，太阳能电池板通过光生伏特效应能够直接将光能转换成电能。其主要原理：太阳能电池板在的照射下，其部载流子浓度发生改变，载流子分布也发生改变，导致半导体P-N结两端产生电压，在该此电压的作用下，电流流过外部电路，给外电路供电。在过程中，太阳能电池不发生化学反响，没有转动磨损，没有噪声，没有环境污染，这是传统发电方式不能比拟的。目前，市场上常见的以硅为原料的太阳能电池主要有单晶、多晶和非晶硅太阳能电池三种。单晶硅太阳能电池具有高转换效率和长寿命的特点，且目前制造单晶硅太阳能电池的技术已经成熟。由于单晶硅太阳能电池所使用的原料为高纯度的单晶硅棒，所
14、以单晶硅太阳能电池有着高昂的使用本钱。其光电转换效率一般在13%至15%之间。多晶硅太阳能电池的生产主要通过铸造的方法进展的，其本钱与单晶硅太阳能电池相比要低一些。多晶硅太阳能电池具有无规如此的晶体方向，在晶体与晶体的边界上，由于晶体的不规如此而存在损失，导致其正电荷和负电荷不能完全通过PN结电场进展别离，其光电转换效率要降低不少。其光电转换效率一般在11%至13 %之间。非晶硅太阳能电池的主要材料无定型硅，其部有许多所谓的“悬键，没有与硅原子成键的电子在电场作用下产生电流，因而非晶硅太阳能电池可以很薄，由于其造价低廉，稳定性较低，光电转换效率较低，大多应用于弱光性电源。其光电转换效率一般在5
15、%至8%之间。简介太阳能充电控制器主要控制太阳能电池板对蓄电池的充电，蓄电池作为储能元件，其性能的优劣影响太阳能充电控制器。本设计采用的储能元件是铅酸蓄电池，在系统对铅酸蓄电池进展充电的时候，蓄电池的部反响为正极进展氧化反响，负极进展复原反响。铅酸蓄电池的充放电过程是可逆的，所以铅酸蓄电池既可以充电也可以放电。铅酸蓄电池电解液中硫酸根的浓度决定其充放电性能，蓄电池中硫酸溶液所占的比例可用于衡量电池充放电程度。蓄电池作为储能元件在独立的光伏发电系统中是必不可缺的局部，蓄电池的充放电性能直接影响系统整体性能。将太阳能电池板经过光生伏特效应产生的电能经传输储存至蓄电池中，在负载需要用电的时候供电给负载。充电控制器和控制策略光伏发电控制器作为整个光伏发电系统的枢纽，其性能的优劣直接影响整个系统的性能。通常太阳能电池板经过光生伏特效应产生的电压是不稳定的，需将电能传输存储至储能元件中，才能给负载供电，光伏发电控制器控制太阳能电池板经光生伏特效应产生的电压传输至蓄电池中，即控制对蓄电池的充电，其主要作用是防止蓄电池过充对蓄电
