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1、太阳能灯控制器检测系统电气控制的研究摘 要无论太阳能灯具大小，一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命，必须对它的充电放电条件加以限制，防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时太阳能控制器应兼有路灯控制功能，具有光控、时控功能，并应具有夜间自动切控负载功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。本设计的主体思想是建立一个系统。其中主要由太阳能路灯、控制器、蓄电池、负载、数据采集器、显示器、检测仪器等组成。目的是能同时检测30路太阳能路灯控制器，能检测单个控制器功率为500W，电压为12DVC/24VDC，能检测半功率、时控、光控、控制
2、器的功率、效率、充电、放电电流、空载功耗，能够即时记录测量数据，通过分析计算得出个部分的状态。避免了以前分别对各个控制器进行检测的繁杂，耗费人力，浪费时间，提高了工作效率，降低了劳动成本。本系统的优势是可以全面完整的检测控制器的所有工作状态，并且可以同时对30个太阳能路灯控制器进行检测，这样就为相关部门带来了很大的方便，降低了出产产品的错误率，帮助研发部门提高了产品的先进性。也为整个太阳能广伏系统提供了全面的老化级环境实验，同时也为实验产品提供了终试。关键词 太阳能路灯，控制器，蓄电池，数据采集器，检测AbstractNo matter the size of solar lighting,
3、a good charge-discharge controller is essential. In order to extend the life of the battery must be recharged to its restrictions on the discharge conditions to prevent the depth of battery charging and charge-off. Place in a larger temperature difference, the controller should have qualified temper
4、ature compensation function. At the same time, the controller should be a combination of solar street lighting control, with light control, time control function, and should have the night-time load control function of automatic segmentation for rainy days streetlights working hours. The design of t
5、he main idea is to build a system. Mainly by solar street lamp, controller, battery, load, data acquisition, and display components, such as testing instruments. At the same time, the purpose of detection of 30 routes to solar energy street lamp controller, the controller can detect a single power o
6、f 500W, voltage 12DVC/24VDC, can detect a half power, when the control, light control, controller power, efficiency, charge, discharge current, No-load power consumption, instant record of measurement data can be, calculated by analyzing the parts of the state. To avoid the former controller, respec
7、tively, for detection of all the complexity, cost of manpower, waste of time, increased efficiency, reduced labor costs. The advantages of the system can detect the full integrity of the state of all controllers, and can at the same time controller 30 to detect solar street lamps so that the relevan
8、t departments for the convenience of a lot to reduce the error rate produced products to help R & D department to improve the nature of the product. Also for the entire solar system wide V provides a comprehensive environment for the aging-class experiments, but also the end of the experiment provid
9、ed a test product.Key words solar street lighting, controls, batteries, data acquisition devices, testing目 录摘 要IAbstractII1引 言11.1推广太阳能路灯的意义11.2设计思想22设计要求及组件介绍32.1 设计要求与功能32.2 太阳能路灯系统的设计需要考虑的因素32.3太阳能路灯32.3.1 太阳能路灯32.3.2 太阳能电池的原理42.4 太阳能路灯控制器42.4.1 控制器的种类及充断开电压标准42.4.2 控制器的功能及特性52.5 蓄电池的选用维护及影响因素72.
10、6 数据采集器93系统组成103.1 系统基本组成简介103.2 工作原理介绍103.2.1 工作原理103.2.2 单路系统设计框图134系统设计思路154.1 太阳能电池组件及选型154.2 蓄电池选型164.3控制器164.4负载的选用175控制部分方案论证及设计185.1 方案一185.1.1 控制电路原理及调试185.2 方案二205.3 方案确立216 方案的实施226.1设计原则226.2设计方法226.3设计依据246.3.1 主要指标246.3.2 计算的参数结果246.4 技术经济比较计算266.5 测量仪器的选用及标准286.5.1电流表的选用检验标准286.5.2电压表
11、的选用检验标准296.5.3 数据采集器测量电流示意图296.5.4 数据采集器测量电压示意图307控制部分的设计317.1 控制系统图317.2 STC12C5410AD单片机317.3 蓄电池电压采集327.4 电路保护检测系统的设计327.4.1 充电保护电路327.4.2恒流保护电路337.5 负载输出控制与检测337.6硬件设计34结 论36致 谢37参考文献38附 录39A 1.139A 1.240-I-1引 言1.1 推广太阳能路灯的意义中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能
12、光伏电池生产国。我国比较成熟太阳能产品有两项：太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。2008年的奥运会，北京将成为我国在太阳能应用方面的最大展示窗口，“新奥运”将充分体现“环保奥运、节能奥运”的新概念，计划奥运会场馆周围80至90的路灯将利用太阳能光伏发电技术；采用全玻璃真空太阳能集热技术，供应奥运会90的洗浴热水。届时在整个奥运会期间，我们将看到太阳能路灯、太阳能电话，太阳能手机、太阳能无冲洗卫生间等等以一系列太阳能技术的应用。我们的生活将充满阳光！针对目前太阳能路灯系统由于控制器对蓄电池保护不充分经常使蓄电池处于过放电而造成蓄电池寿命短和系统可靠性不高等问题，本论文提出了采用蓄电池剩余容量（
13、SOC）控制法的最新思路，设计了具有自适应功能的新型太阳能路灯控制器，从而使蓄电池不会发生过放电的现象，延长了蓄电池的使用寿命，提高了太阳能路灯系统运行可靠性。 本文首先分析研究了蓄电池的结构与基本工作原理,并对蓄电池充、放电过程的运行特性、影响蓄电池使用寿命各种因素和如何提高蓄电池的使用性能也作了详细的分析和研究。其次，建立了蓄电池的充电和放电数学模型，提出了蓄电池剩余容量控制法。 最后采用蓄电池剩余容量控制法设计了新型太阳能路灯控制器，给出了具体的软硬件设计方案及实现过程，经实验测试和正常运行后，达到了预期的效果，得出结论此方法可行具备一定的理论意义和现实价值。以普通照明路灯一盏投入费用需
14、要5000元来比较，一盏太阳能路灯的费用(配置：110Wh太阳能电池板、路灯电器、100Ah/24V储能电池等)目前在70008000元，随着太阳能产业的规模化，成本费用还会下降。以10000盏路灯计算，正常的路灯费用在5000万元6000万元，如果推广应用太阳能路灯，费用为7000万元8000万元，只增加了2000万元左右。但它可以拉动新材料、钢材、有色金属和机械加工、电力电子、电源电器、环保储能蓄电池、工程建设等行业数亿元的经济；如果将太阳能技术由路灯推广后再辐射到更宽的领域，其经济价值更是不可估量。而且，更重要的是通过简单易行的太阳能路灯的推广，为地区新能源产业起步开了好头，使在太阳能应
15、用技术方面有了较为雄厚的实力和成熟的技术基础；谁先推动，谁就可以站在全国新能源产业技术的前列，可以向国内乃至国际开拓我们的市场。推广太阳能路灯的经济技术可操作性1、与普通路灯比较，太阳能路灯的成本提高有限。就目前的市场价格比较，太阳能路灯的综合费用虽然高于普通市电路灯50%，但其综合效应的优越性却是比较明显的。太阳能电池板可以使用25年，而在25年中，所获取的太阳能电能是免费的，不需要增加额外的电费负担了。2、太阳能光伏技术已日趋成熟近些年来，随着光伏技术的深入研发，光伏技术越来越成熟，光伏控制的稳定性、可靠性不成问题；光伏转换效率也有了很大进展，先进的光伏效率转换已经达到25%以上，光伏效率转换的实用性已经完全得到解决。3、太阳能路灯的维护相对简便太阳能路灯没有电网变电等大型设备的投资，在管理到位条件下，路灯之间也不需要敷设漫长的电路管线，可以节省很大一部分费用。太阳能电池板架设在路灯杆上，安装操作均简便；还可以避免因电网系统故障造成的路灯停电断电问题。路灯维护方面，太阳能路灯的稳定性和可靠性较高，相对维护投入较低。在政
