基于蓄电池组均充模式的太阳能LED照明系统研究

论文摘要

随着石油、煤炭、天然气等常用能源的日益枯竭,世界各国竞相发展绿色可再生能源,太阳能光伏发电以其独特的优势在世界各国迅速发展。作为太阳能光伏发电典型应用的太阳能照明系统,以其不用专人管理和控制、安装一次性投资无需日后电费开支、无需架设输电线路或挖沟铺设电缆等优点,越来越受重视。本文对传统太阳能照明系统的组成以及工作原理进行了介绍,对太阳能电池和蓄电池的工作原理以及工作特性进行了重点阐述。针对目前传统的蓄电池组充电管理方法所存在的问题,本文提出了一种新的充电管理方法-蓄电池组分只同时均充方法,并设计了基于蓄电池组分只同时均充模式的太阳能LED照明系统。它既保证了蓄电池组中每只蓄电池均能“充满”,又能保证每只电池不会发生过充电及过放电情况,提高了蓄电池组容量的有效利用率及每只蓄电池的使用寿命。系统以太阳能为能源,清洁无污染;采用LED灯具照明,高效节能;系统能根据用户的用电负荷进行合理的配置,工作稳定可靠,控制功能易于实现,而且成本低,具有一定的实用意义。论文完成了系统各组成部分的配置、控制器的硬件电路设计和程序编制,为课题的进一步研究工作打下了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 太阳能利用概述
• 1.3 太阳能光伏发电的现状及发展前景
• 1.3.1 国外光伏发电产业的发展
• 1.3.2 我国光伏发电产业的发展
• 1.3.3 太阳能光伏发电的发展前景
• 1.4 本课题研究意义及内容
• 第2章 太阳能照明系统概述
• 2.1 太阳能照明系统组成
• 2.2 太阳能电池
• 2.2.1 太阳能电池工作原理
• 2.2.2 太阳能电池的种类
• 2.2.3 太阳能电池的物理模型
• 2.2.4 太阳能电池工作特性
• 2.2.5 太阳能电池的最大功率跟踪
• 2.3 蓄电池
• 2.3.1 铅酸蓄电池的发展历史
• 2.3.2 铅酸蓄电池的工作原理
• 2.3.3 铅酸蓄电池的主要特性参数
• 2.3.4 蓄电池充电方法
• 2.4 灯具
• 2.5 控制器
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于蓄电池组分只同时均充模式的太阳能LED照明系统设计
• 3.1 蓄电池组分只同时均充模式
• 3.2 基于蓄电池组分只同时均充模式的太阳能LED照明系统构成
• 3.2.1 DC/DC转换模块
• 3.2.2 LED灯具
• 3.3 系统运行控制分析
• 3.3.1 蓄电池容量的检测
• 3.3.2 系统运行控制策略
• 3.4 系统配置与参数设定
• 3.4.1 LED灯具的选用与控制
• 3.4.2 太阳能电池的选型
• 3.4.3 蓄电池组容量计算
• 3.4.4 蓄电池过充电、过放电电压值设定
• 3.5 本章小结
• 第4章 控制器的设计
• 4.1 LOGO! 12/24RC及其扩展模块的功能介绍
• 4.1.1 LOGO!系列介绍
• 4.1.2 LOGO! 12/24RC及其扩展模块
• 4.2 控制器工作原理
• 4.3 控制器的硬件电路设计
• 4.3.1 电源模块
• 4.3.2 电压检测电路
• 4.4 控制器的软件实现
• 4.4.1 设置时钟
• 4.4.2 定时控制
• 4.4.3 主控程序
• 4.5 程序仿真
• 4.6 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 图版