太陽能是一種清潔的綠色能源,
半導(dǎo)體發(fā)光二極管(
LED)也是一種環(huán)保、節(jié)能、高效的固態(tài)電
光源。將LED技術(shù)和太陽能技術(shù)相結(jié)合在一起,開發(fā)太陽能半導(dǎo)體
照明,是最佳的節(jié)能、環(huán)保組合,是新一代能源和新一代光源的完美結(jié)合。研究開發(fā)利用太陽能LED照明技術(shù)將是世界各國政府可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策,意義重大。
R2ZQBwB &bgi0)> 本文的研究對(duì)象是太陽能LED照明控制
系統(tǒng)控制器中的
處理器。系統(tǒng)通過控制器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作狀態(tài)的管理、蓄
電池剩余容量的管理、蓄電池充電、放電控制、太陽能電池電源及市電電源的切換控制以及LED負(fù)載半功率控制等主要功能。而控制器是主要依靠處理器的運(yùn)轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)上述功能的。
Vxs`w % x;!s=U 系統(tǒng)構(gòu)成:太陽能LED照明控制系統(tǒng)主要由太陽能電池、蓄電池、系統(tǒng)控制器、LED照明負(fù)載和市電電源5部分組成,系統(tǒng)組成
原理圖如圖1所示。系統(tǒng)正常工作時(shí),由蓄電池向LED負(fù)載供電,在蓄電池電壓不足時(shí),由市電(備用電源)直接向LED負(fù)載供電,避免了蓄電池電壓不足時(shí)LED負(fù)載不亮的情況。有了市電作為備用電源,在設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)降低蓄電池的容量,降低成本。同時(shí)避免了由于利用太陽能而導(dǎo)致的市電資源的浪費(fèi),達(dá)到可靠性和經(jīng)濟(jì)性要求。
Hu2g (! X[Gk!dr# 系統(tǒng)工作時(shí)通過太陽能電池將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能,但是由于太陽能電池的輸出受溫度和太陽輻射強(qiáng)度影響很大,輸出功率不穩(wěn)定,因而在太陽輻射強(qiáng)度足夠大的時(shí)(白天)需要利用蓄電池將轉(zhuǎn)化的電能儲(chǔ)存起來,以便在需要照明時(shí)(晚上)向半導(dǎo)體照明負(fù)載供電。在太陽能半導(dǎo)體照明系統(tǒng)中,控制器是其核心部分,系統(tǒng)工作時(shí)通過控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)的控制和對(duì)蓄電池充放電過程的管理,以使系統(tǒng)在不同的工作狀態(tài)下均能穩(wěn)定可靠地工作。
[t)i\ }V |^{" 2l"j 系統(tǒng)各個(gè)組成部分的主要功能如下:
YEoT_>A$dB RteTz_z{ 1.太陽能電池。由許多太陽能電池組件串、并聯(lián)而成,其合成的容量可以是數(shù)百峰瓦(Wp),也可達(dá)數(shù)個(gè)兆峰瓦(Wp)甚至更大,組件可由單晶硅、多晶硅、非晶硅或其他類型的太陽能電池組成。一般來說,光伏陣列由于多為半導(dǎo)體器件構(gòu)成,其伏安特性具有強(qiáng)烈的非線性。
B;je|M!d jc`',o'[+ 2.蓄電池組。蓄電池也稱電瓶,是太陽能LED照明系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。一般是由一定數(shù)量的鉛酸蓄電池經(jīng)由串、并聯(lián)組合而成,其容量的選擇應(yīng)與太陽能電池陣列的容量相匹配。它的主要作用是在白天儲(chǔ)存太陽能陣列所產(chǎn)生的電能,晚上把儲(chǔ)存的能量釋放出來,供負(fù)載照明使用。它的最佳充電電流和放電電流,一般按10h充、放電率計(jì)算。
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