太阳能照明系统设计论文范文

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1太阳能电池技术

太阳能电池可以等效一个平面比较大的二极管，在这个平面的上下表面各引出一个电极，所以在上表面和下表面接触之处有电阻，在接触面与引出的电极之间存在着漏电流，如图2所示是太阳能电池等效电路。太阳能电池的输出特性方程。式(1)中:I是太阳能电池输出的工作电流;U是太阳能电池输出的工作电压;Iph是光生电流;Id是二极管的饱和电流;q是一个电子的电荷量(1．6×10－19C);Rs是太阳能电池材料的内部的串联电阻;n是二极管特性因子;k是玻耳兹曼常数(1．38×10－23J/K);T是太阳电池的温度;Rsh是太阳能电池材料的内部并联电阻。一个理想的太阳能电池，一般在分析时Rsh的阻值很大，而Rs的阻值却非常的小，所以在实际的电路分析或工程计算当中，通常将Rsh和Rs忽略不计目的是简化了分析的过程，Ro是外界负载的阻值。

2照明系统硬件设计

如图3所示，照明系统的硬件结构框图，系统的核心处理器是ATmega48，包括负责采样的采样电路、负责检查的检测电路、负责驱动功率管的驱动电路、保护电路以及液晶接口等组成。采样电路主要负责实时采集锌溴电池、太阳能电池的电压、检测电路在线检测太阳能电池，锌溴电池、负载的工作状态;根据检测电路的信息驱动电路驱动功率开关管的导通;充电电路将太阳能电池转化过来的电能存储在锌溴电池中;保护电路具有过载、短路等保护功能，使整个系统工作在一种安全、可靠的状态。

2．1系统电源电路设计系统内部控制功能涉及的模块所需的电能都来自于太阳能电池转化过来的电能，太阳能电池受外界的环境因素变化比较大，输出的电能不稳定，不能直接给各个模块提供一个稳定的电能，要想得到稳定的电能供给系统中的模块使用，通过LM2576电源稳压模块的处理得到一个大小符合ATmega48处理器和其他模块工作所需的电能(图4)。

2．2锌溴电池采样电路设计在系统工作时为了掌握锌溴电池的荷电状态，通过检测锌溴电池的端电压来确定锌溴电池的工作情况，对锌溴电池采用电阻分压式的采集送给ATmega48处理器进行处理，获取锌溴电池的实时电压，根据锌溴电池的工作情况来决定对其进行充放电的控制，使锌溴电池工作在最佳的状态给照明系统储存能量(图5)。

3照明系统的软件设计

照明系统是太阳能独立的发电系统，通过采集太阳能电池的端电压，将采集的信息经过A/D转换后送给ATmega48进行分析判断，确定是白天还是夜晚，如果是白天就不需要负载灯照明，因此负载灯就不被点亮，系统执行白天对应的处理程序，锌溴电池进行电能储存;反之则要执行夜晚对应的处理程序点亮负载灯进行照明，此时通过锌溴电池白天充电储存的电能就要在控制器的作用下对负载进行放电点亮负载灯进行照明。如图6所示是照明系统主程序流程图。

4结语

太阳能是一种清洁、无污染的能源，随着人们环保意识的逐渐曾强，新能源已快速的被人们接收并利用到生活中，通过锌溴电池充分利用白天的太阳光能，将其转化的电能储存在锌溴电池中，到了晚上给所需的负责灯提供电能，系统结构合理，节能环保、使用性强，应用领域广泛。

作者：张丽纪永新杨波殷俊张红瑾单位：国网安徽省电力公司淮北供电公司安徽美能储能系统有限公司