太阳能光伏发电系统照明系统的设计报告
光伏发电系统实验报告总结
光伏发电系统实验报告总结一、引言光伏发电系统是一种利用太阳能转化为电能的技术。
本次实验旨在探究光伏发电系统的工作原理、影响因素以及其在实际应用中的效果。
二、实验设计与方法1. 实验设备：光伏电池板、直流电源、电流表、电压表、电阻器等。
2. 实验步骤：2.1 设置光伏电池板与直流电源的连接；2.2 通过电流表和电压表实时监测电流和电压的变化；2.3 调节直流电源的输出电压，记录相应的电流值；2.4 改变光照强度，观察电流和电压的变化。
三、实验结果1. 工作原理：光伏电池板通过光照作用产生电流，光照强度越高，产生的电流越大。
2. 影响因素：2.1 光照强度：光照强度越高，光伏电池板产生的电流越大；2.2 温度：温度升高会导致光伏电池板的效率降低，因此要尽量保持较低的工作温度；2.3 阴影遮挡：光伏电池板表面的阴影会导致部分电池单元无法正常工作，影响整体发电效果。
四、实验讨论1. 光伏发电系统的优势：光伏发电系统具有清洁、可再生、无噪音等优势，对环境友好，并且具有潜力成为未来主要的能源来源之一。
2. 光伏发电系统的应用：光伏发电系统广泛应用于家庭、工业、农业等领域，可以为电力供应提供可靠的解决方案。
五、实验结论通过本次实验，我们深入了解了光伏发电系统的工作原理和影响因素。
光照强度是影响光伏发电效果的关键因素，而温度和阴影遮挡也会影响其发电效率。
光伏发电系统具有许多优势，并且在各个领域有着广泛的应用前景。
六、实验感想通过本次实验，我们更加深入地了解了光伏发电系统的原理和应用。
光伏发电作为一种清洁能源技术，对于解决能源问题和减少环境污染具有重要意义。
希望未来能够进一步研究和应用光伏发电技术，促进可持续发展。
太阳能光伏设计报告
太阳能光伏设计报告# 太阳能光伏设计报告## 1. 引言太阳能光伏系统是一种利用太阳能将光能转化为电能的装置，具有环保、可再生等优点。
本报告旨在设计一个高效可靠的太阳能光伏系统，为使用太阳能发电提供技术支持。
## 2. 设计目标本设计的目标是构建一个太阳能光伏系统，具备以下特点：- 高效能：充分利用太阳能资源，确保系统发电效率最大化。
- 可靠性：保证系统长期稳定运行，抵抗各种环境因素的影响。
- 经济性：在保证性能的前提下，尽量降低系统的成本。
## 3. 系统结构本设计采用分布式结构，包括太阳能电池板、充电控制器、电池组和逆变器。
### 3.1. 太阳能电池板太阳能电池板是太阳能光伏系统的核心组件，用于将太阳能转化为直流电能。
在选用太阳能电池板时，应考虑以下因素：- 光伏电池产生的电压和电流是否满足系统的需求；- 光伏电池板的转化效率，即光能转化为电能的比例；- 光伏电池板的尺寸、重量和安装方式，以便方便快捷地安装。
### 3.2. 充电控制器充电控制器用于管理光伏电池板输送的电能，以充电电池组，同时还负责保护电池组免受过充和过放的影响。
选用充电控制器时，需考虑以下因素：- 充电控制器是否支持所选用的太阳能电池板的最大电流；- 充电控制器的效率和稳定性，确保能够有效控制充电过程；- 充电控制器是否具备保护功能，以保护电池组的安全。
### 3.3. 电池组电池组用于储存通过光伏电池板充电获得的直流电能，并在需要时为负载供电。
选用电池组时，应考虑以下因素：- 电池组的容量和电压是否满足系统的需求；- 电池组的寿命和充放电效率；- 电池组的尺寸、重量和安装方式，以便方便快捷地安装。
### 3.4. 逆变器逆变器用于将电池组储存的直流电能转换为交流电能，以供给负载使用。
选用逆变器时，需考虑以下因素：- 逆变器的功率和输出电压是否满足系统的需求；- 逆变器的效率和稳定性；- 是否具备过载保护和短路保护功能，以保证系统的安全。
太阳能路灯系统设计方案
太阳能路灯系统设计方案1。
0总述如今，太阳能已经成为人们公认的结净的绿色能源，并逐渐应用于民生,造福人类。
其中太阳能庭院灯就是太阳能应用方式的一种,依靠白天太阳照射太阳能光伏组件而产生电能，并将所产生的电能输送到蓄电池进行储存。
晚上当光照度降到一定程度时或达到某一时刻，通过控制器控制，使蓄电池对光源用电器放电。
待到光照度升高到一定程度或某一时刻时,自动关闭用电。
2。
0系统总体设计太阳能路灯主要由太阳电池组件、组件支架、电控箱（内装控制器、蓄电池）、灯杆（含灯具）等几部分组成。
系统示意图如下图：图1太阳能路灯系统示意图2。
1系统设置本系统使用地区为＊＊，其平均标准光照小时数为4。
46小时。
设系统每天正常工作8小时，每月连续阴雨天为5天，每两个连续阴雨天间隔20天。
2。
2设计流程本系统设计过程主要包括：灯杆的选型,灯具的选型，太阳能组件的配置,蓄电池、控制器的配置,系统保护措施设定。
3。
0灯杆的选型灯杆是整个路灯的支撑部分,对其硬度，高度，抗风能力,防腐等有较高的要求；现在常用的材料为Q235，通过一系列工艺加工而成，表面喷镀80μm的防腐层。
本系统安装路况为主干道，路宽30米，采用双侧对称排布。
根据路灯施工设计规范（见表1），本系统采用截光型灯具，安装高度为10米（按照标准本应安装高度为15M，但是考虑高度越高,需要灯具的功率越大，灯杆设计越复杂,综合考虑后选择灯杆为12米，灯具安装高度为10米）,间距为30米。
灯杆上下口直径为Ф70/Ф250，材料厚度为3。
75mm，圆锥度为11‰,地基尺寸500＊500，法兰盘尺寸及孔间距400*400*18-300，基础架尺寸为300*300-Ф18。
表1灯具的配光类型、布置方式与灯具的安装高度、间距的关系注:Weff为路面有效宽度(m）4。
0路灯功率的选择根据路灯施工设计规范中对机动车交通道路照明标准（见表2)的要求，本系统属于级别I，路面平均照度取20勒克斯（lx）。
太阳能LED照明系统的设计(最终方案)
I目录中文摘要ABSTRACT第一章引言1.1选题的背景和意义 (1)1.2国内外光伏发电发展现状......................1.2.1世界光伏产业的新进展及应用特点..............1.2.2我国光伏产业发展现状........................1.3光伏电源具有以下优势......................1.4新一代照明光源-白光LED......................1.5论文的研究目的和意义......................第二章太阳能LED照明系统的总体设计...................2.1太阳能LED照明系统的基本结构...................2.2控制器的整体结构第三章太阳能电池板3.1太阳能的工作原理和特性3.1.1太阳能电池的基本原理3.1.2太阳能电池的特性曲线3.2太阳能电池的最大功率跟踪3.2.1最大功率点跟踪原理3.3本系统采用的MPPT控制方式3.3.1功率比较法3.3.1.1功率比较法原理3.3.1.2功率比较法的算法设计3.4本章小结第四章主体电路的设计4.1整体电路设计4.1.1电源电路设计4.1.2 LED驱动电路4.2单片机的算法实现4.3 DC/DC变换器式 (25)4.3本系统采用的MPPT控制方式 (29)4.3.1功率比较法 (29)4.3.2最大功率的模糊控制 (32)4.4本章小结 (33)第五章太阳能LED照明系统光源优化的研究 (34)5.1超高亮白光LED的原理和特性 (34)5.1.1发光原理 (34)5.1.2工作特性 (34)5.2 LED照明系统光源亮度的提高方案 (35)5.2.1光度量参数及其测量方法 (35)5.2.2主要技术改进 (36)5.2.3 LED的布板 (37)5.3 LED照明光源散热问题的研究 (37)5.3.1半导体制冷的工作原理 (38)5.3.2半导体制冷的散热效果 (39)5.3.3半导体制冷的设计 (40)5.4本章小结 (40)六章结束语 (41)6.1本文所做的工作及得到的结论........................................................41有待于进一步研究的问题. (41)考文献 (43)谢 (46)录 (47)学期间发表的学术论文和参加的科研情况 (52)第一章引言1.1选题的背景和意义在世界能源短缺,环境污染日益严重的今天,充分开发并利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。
小型太阳能光伏发电系统设计
小型太阳能光伏发电系统设计一、引言随着能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，可再生能源逐渐成为人们关注的焦点。
太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源，具有广阔的发展前景。
本文旨在设计一个小型太阳能光伏发电系统，以满足家庭日常用电需求，并探讨其在实际应用中的可行性和优势。
二、系统设计1. 光伏组件选择光伏组件是太阳能光伏发电系统中最关键的部分，其性能直接影响系统的发电效率。
在选择光伏组件时，应考虑其转换效率、耐久性和成本等因素。
常见的光伏组件有单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池等。
根据实际需求和经济考虑，本文选择多晶硅太阳能电池作为光伏组件。
2. 逆变器设计逆变器是将直流电转换成交流电供家庭用电器使用的关键设备。
在设计逆变器时，应考虑其转换效率、输出波形质量以及负载容量等因素。
根据实际需求，本文选择了高效率、低失真的逆变器，并根据家庭用电负载的特点进行适当的容量选择。
3. 电池储能系统设计太阳能光伏发电系统在夜晚或阴天时无法直接发电，因此需要储能系统来存储白天产生的多余电能。
在设计储能系统时，应考虑其容量、充放电效率以及寿命等因素。
本文选择了高容量、高效率的锂离子电池作为储能系统，并根据实际需求进行适当的容量选择。
4. 控制与监测系统设计为了保证太阳能光伏发电系统的正常运行和安全性，需要设计相应的控制与监测系统。
控制系统可以实现对光伏组件、逆变器和储能系统等设备进行监控和调节，以保证其正常运行和最大化发电效果。
监测系统可以对发电功率、负载功率以及储存状态等进行实时监测，并提供相应数据供用户参考。
三、性能分析1. 发电效率分析通过对太阳辐射强度和光伏组件转换效率等因素进行分析，可以评估太阳能光伏发电系统的发电效率。
根据实际数据和模拟计算，本文得出了系统的平均发电效率，并与其他可再生能源发电系统进行了比较。
2. 经济性分析太阳能光伏发电系统的经济性是评估其实际应用价值的重要指标。
本文通过对系统的投资成本、运行维护成本和可回收能源价值等进行综合分析，得出了太阳能光伏发电系统在经济上的可行性，并与传统能源供应方式进行了对比。
太阳能光伏发电系统的研究报告
太阳能光伏发电系统的研究报告太阳能光伏发电系统的研究报告太阳能光伏发电是一项可持续发展的绿色能源，其使用价值不断得到认可，并且在全球范围内得到了广泛的应用。
本报告旨在介绍太阳能光伏发电系统的组成、原理、优点和应用，并探讨其未来的发展方向。
一、太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、组串控制器、逆变器、蓄电池组和负载设备组成。
其中，太阳能电池板是发电系统的核心，负责捕获太阳能并将其转换成电能。
组串控制器可以调节太阳能电池板的输出电压和电流，确保其与逆变器稳定匹配。
逆变器能将直流电能转换成交流电能，并提供适宜的电压和频率。
蓄电池组用于存储电能，以便在夜晚或阴天时提供电源。
负载设备可以是家庭、企业或工业用电设备，以满足各种需求。
二、太阳能光伏发电系统的原理太阳能光伏发电是利用光子进入半导体材料的光伏效应产生电能的过程。
当太阳光射入太阳能电池板时，光子将被吸收并导致电子与电子空穴的产生。
电子会在半导体材料中流动并形成电流，而电子空穴则被留下。
太阳能电池板通常由硅、镓和铜等材料制成。
三、太阳能光伏发电系统的优点太阳能光伏发电是一种无噪音、零污染、无需燃料的清洁能源，它的持续性和稳定性使其成为人们绿色生活的选择。
通过光伏发电，用户可以减少对油气燃料的需求，降低能源成本，并为环境保护做出贡献。
此外，太阳能光伏发电系统的安装、运行和维护成本相对较低，因此可以为用户节省大量的资金。
四、太阳能光伏发电系统的应用太阳能光伏发电可以应用于不同领域和场所，为工业、家庭、学校、公共和政府建筑等提供清洁、可持续的电力。
在某些地区或情况下，太阳能光伏发电系统甚至可以实现自给自足，满足家庭或企业的所有能源需求。
五、太阳能光伏发电系统的未来发展方向随着太阳能技术的不断发展和升级，太阳能光伏发电系统的未来将更加明亮。
研究人员正在致力于提高太阳能电池板的效率、减少制造成本，并探索新的太阳能材料和技术。
预计未来几年，太阳能光伏发电将得到更广泛的应用，为可持续能源的发展和环境保护做出更大的贡献。
太阳能路灯照明系统设计与实现
太阳能路灯照明系统设计与实现太阳能路灯照明系统是利用太阳能光伏发电技术，将太阳能转化为电能，并储存起来，然后利用储存的电能来为路灯提供照明。
具体原理如下：1. 光伏发电原理太阳能光伏板利用光电效应，将太阳光直接转化为电能。
当太阳光照射到光伏板上时，光能激发光伏板内的电子，形成电流，从而产生电能。
2. 电池储能光伏板产生的电能通过太阳能控制器存储到电池中。
电池起到储存电能的作用，能够在没有太阳能照射时继续为路灯照明提供电能。
3. 路灯照明太阳能控制器监测环境光线，当环境光线足够暗时，控制器自动开启路灯，利用储存的电能为路灯提供照明。
二、太阳能路灯照明系统的设计步骤1. 确定光伏板安装位置首先需要确定太阳能光伏板的安装位置，应选取没有大面积遮挡物、阳光充足的地方进行安装。
2. 选用合适的太阳能光伏板和蓄电池根据实际需求和环境条件，选择适合的太阳能光伏板和蓄电池，确保能够有效地转化太阳能并储存电能。
3. 配置太阳能控制器和LED路灯选用高效的太阳能控制器和LED路灯，太阳能控制器能够根据光线的变化来控制路灯的开关，LED路灯具有高亮度、低功耗的特点。
4. 搭建太阳能路灯照明系统根据设计要求，进行光伏板、蓄电池、太阳能控制器和LED路灯的搭建和连接，形成完整的太阳能路灯照明系统。
5. 进行系统调试和检测对搭建好的太阳能路灯照明系统进行调试和检测，确保系统的各项功能正常运行。
以某城市市政道路照明改造工程为例，采用了太阳能路灯照明系统进行照明改造。
该太阳能路灯照明系统由多个太阳能光伏板、蓄电池、太阳能控制器和LED路灯组成，覆盖了城市主干道和重要交叉路口的照明需求。
该太阳能路灯照明系统经过多次现场测试和调试，确保了系统的正常运行。
在使用过程中，该系统能够有效地利用太阳能进行充电，保证了路灯的正常照明。
与传统的路灯相比，太阳能路灯照明系统具有节能、环保、可靠性高等优点，受到了业主和市民的一致好评。
1. 节能环保太阳能作为清洁、可再生的能源，利用太阳能照明系统可以节约传统能源的消耗，减少环境污染。
光伏电源LED照明系统的研究
光伏电源LED照明系统的研究摘要：随着人们节能环保意识的不断增强，人们愈发重视太阳能在照明系统中的应用。
基于此，文本将对一种光伏和市电双供电模式的LED照明系统进行概述，并探究总结该照明系统的设计思路，以供参考。
关键词：光伏电源；LED；照明系统光伏电源LED照明系统是一种利用太阳能发电和供电的新型照明系统，具有显著的节能降耗效果。
随着近几年电力资源紧缺问题的日益凸显，光伏电源LED照明系统的设计和应用愈发受到社会各界的关注。
因此，加强对光伏电源LED照明系统的设计研究，对于提高系统的稳定性和节能降耗效果具有积极的意义。
一、光伏电源LED照明系统概述现阶段所使用的光伏电源LED照明系统，兼具光伏供电和市电供电两种供电模式，正常状态下为光伏发电供电，特殊情况下由市电辅助供电，这样既能够达到“节能降耗”的效果，又能够保证照明系统的工作稳定性。
在系统设计方面，当前广泛使用的光伏电源LED照明系统主要由光伏发电系统、蓄电池、市电供电系统、光照度传感器、继电器、双模LED灯、人体红外传感器等系统元件组成[1]。
其中：利用继电器将双模LED灯与蓄电池、单片机分别连接，单片机再与光照度传感器连接，由此便可是实现通过光照度传感器、红外传感器对双模LED灯的控制，即光照度传感器检测到当前照明系统所在空间光照度过低时，会自动打开双模LED灯，进行12V 低能耗弱光照明；此时，若红外传感器检测到有人或车辆将要经过此区域时，单片机会智能控制双模LED灯转为24V强光照明。
整个过程中，系统会对蓄电池电能储量情况进行实时检测，若在天气因素、设备故障因素的影响下，蓄电池中的电能不足以支持双模LED灯运行，则控制系统会自动切换到市电供电模式，确保照明系统正常工作[2]。
二、光伏电源LED照明系统设计思路（一）光伏发电系统设计作为光伏电源LED照明系统的主要供电系统，光伏发电系统在设计时，应包含以下功能元件：（1）光伏板组件。
通过该组件接收太阳光，将其太阳能转化为电能。
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太阳能光伏发电系统—照明系统的设计摘要：本文介绍一种基于光伏发电的多电源智能管理系统——太阳能照明系统的设计。
这个设计，从根本上对太阳能得到全面的了解，掌握太阳能照明的优势，并阐述了太阳能路灯与普通路灯的本质区别，从中了解到太阳能是一种潜力无限的清洁、高效而且可持续的可再生能源，是全人类节能环保的首选。
本文还对太阳能路灯照明的太阳能电池，蓄电池，支架等各方面作了一个详细的分析，比较，再根据光伏发电的原理特性，系统采用了智能化控制器，对智能控制器编程序，使得程序可以满足太阳能LED路灯的自动蓄电，自动照明，自动熄灭等一系列工作过程，使太阳能照明更加智能化。
最后，本文还举出例子，对现在正使用的太阳能路灯进行了分析，研究，明确太阳能发展的趋势及前景。
关键字：光伏发电，太阳能，节能环保，智能控制1 绪论1.1太阳能照明是发展的趋势太阳的能源非常巨大，可以说太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。
利用太阳能发电的经济性在很多情况下要优于常规的供电方式。
太阳能照明本质上是一个光电转换系统，专业领域称为“硅晶片地面光伏组件”。
其工作原理是通过硅晶片接收太线后转变为电能，然后储存在蓄电池中，再由光感开关进行控制，当天黑时能够自动点亮，天亮时又自动熄灭。
太阳能灯是光电转换技术的一种应用产品，凭借其节能、环保、无需布线、自动控制、随时变换位置等优点，在照明行业中树立起神圣的地位。
随着太阳能光伏技术的发展和进步，在民用方面首先应用在照明灯具上。
据了解，太阳能的优点已被越来越多的人所接受。
作为太阳能应用的系列产品之一，太阳能灯具一直是各方研究和关注的焦点。
在已有技术基础上，技术人员与厂商集思广益，在诸多方面取得了突破性进展，为太阳能灯最终走向千家万户打下了坚实基础。
专家预测，太阳能照明在未来十年后将会普及，成为未来照明行业发展趋势。
1.2太阳能路灯与普通路灯相比较1.大阳能路灯的造价其实不高，因其使用寿命长，比普通路灯更划算2.偷盗难，也不划算，太阳能路灯灯杆一般都在8米高以上，偷盗电线不合算2 设计思路太阳能光伏发电系统的基本原理相同，因而太阳能路灯的设计思路也可依据一般的太阳能发电系统，先确定太阳电池组件的功率，然后计算蓄电池的容量。
但太阳能路灯又有其特殊性，需要确保系统工作的稳定与可靠，所以在设计时需要特别注意。
太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。
太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题。
现本人想设计一个太阳能路灯的电路.白天充电靠太阳能电池吸收光能产生电能.而LED照明熄灭.夜晚LED点亮进行照明.并有电路保护电池不会过充过放。
3 太阳能路灯的组成原理框图及其工作原理3.1太阳能路灯的组成太阳能路灯由太阳能电池组件、蓄电池、电源控制器、光源等组成。
如图3.1图3.1 太阳能原理方框3.2太阳能路灯的工作原理太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件，利用半导体材料的电子学特性，当太照射在半导体PN结上，由于P-N结势垒区产生了较强的建静电场，因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴或产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴，在建静电场的作用下，各自向相反方向运动，离开势垒区，结果使P区电势升高，N区电势降低，从而在外电路中产生电压和电流，将光能转化成电能。
太阳能光伏发电系统大体上可以分为两类，一类是并网发电系统，即和公用电网通过标准接口相连接，像一个小型的发电厂；另一类是独立式发电系统，即在自己的闭路系统部形成电路。
并网发电系统通过光伏数组将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。
而独立式发电系统光伏数组首先会将接收来的太阳辐射能量直接转换成电能供给负载，并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池中。
白天的时候，太阳能电池吸收太子能产生电能，通过控制器吧电能储存在蓄电池里，当夜幕降临或者灯具周围的广度较低时，蓄电池通过控制器向光源供电设定的时间后切断，这样就可以照明了。
4 各部件的组成及工作原理4.1硅太阳能电池工作原理与结构太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，一般的半导体主要结构，如图4.1。
图4.1图4.1中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。
当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴。
当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流。
然后在PN结中形成电势差，这就形成了电源，如图4.5所示。
图4.5由于半导体不是电的良导体，电子在通过p－n结后如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。
但如果在上层全部涂上金属，就不能通过，电流就不能产生，因此一般用金属网格覆盖p－n结，以增加入射光的面积。
另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太，不能被电池利用。
为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜，将反射损失减小到5％甚至更小。
一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池（通常是36个）并联或串联起来使用，形成太阳能光电板。
4.2蓄电池的组成及工作原理太阳能照明必须配备蓄电池才能工作，这是因为：（1）太阳能电池只能在白天进行光电转化工作，电能在夜晚才能用于照明，因此必须储备在蓄电池，储备的容量要足够当地连续几个阴天的照明需要。
（2）太阳能电池板的输出能量极不稳定，配备蓄电池后，太阳能灯等负荷才能正常工作。
由于太阳能路灯采用的是铅酸蓄电池，所以这里只对铅酸蓄电池进行分析。
铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下：1.充电：蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电。
充电时，在正、负极板上的硫酸铅会被分解还原成硫酸、铅和氧化铅，同时在负极板上产生氢气，正极板产生氧气。
电解液中酸的浓度逐渐增加，电池两端的电压上升。
当正、负极板上的硫酸铅都被还原成原来的活性物质时，充电就结束了。
在充电时，在正、负极板上生成的氧和氢会在电池部“氧合”成水回到电解液中。
化学反应过程如下：（正极）（电解液）（负极）（正极）（电解液）（负极）PbSO4 + 2H2O + PbSO4 → PbO2 + 2H2SO4 + Pb （充电反应）(硫酸铅) （水）（硫酸铅）2.放电蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。
蓄电池连接外部电路放电时，硫酸会与正、负极板上的活性物质产生反应，生成化合物“硫酸铅”，放电时间越长，硫酸浓度越稀薄，电池里的“液体”越少，电池两端的电压就越低。
化学反应过程如下：（正极）（电解液）（负极）（正极）（电解液）（负极）PbO2 + 2H2SO4 + Pb → PbSO4 + 2H2O + PbSO4 （放电反应）(过氧化铅) （硫酸）（海绵状铅）从以上的化学反应方程式中可以看出，铅酸蓄电池在放电时，正极的活性物质二氧化铅和负极的活性物质金属铅都与硫酸电解液反应，生成硫酸铅，在电化学上把这种反应叫做“双硫酸盐化反应”。
在蓄电池刚放电结束时，正、负极活性物质转化成的硫酸铅是一种结构疏松、晶体细密的结晶物，活性程度非常高。
在蓄电池充电过程中，正、负极疏松细密的硫酸铅，在外界充电电流的作用下会重新还原成二氧化铅和金属铅，蓄电池就又处于充足电的状态。
正是这种可逆转的电化学反应，使蓄电池实现了储存电能和释放电能的功能。
4.3电源控制器的组成及工作原理4.3.1系统硬件结构太阳能路灯智能控制系统硬件结构，如图4.6所示，该以STC12C5410AD单片机为核心，外围电路主要由电压采集电路、负载输出控制与检测电路、LED显示电路及键盘电路等部分组成。
电压采集电路包括太阳能电池板和蓄电池电压采集，用于太阳能光线强弱的识别及蓄电池电压的获取。
单片机的P3口的两位作为键盘输入口，用于工作模式参数的设置。
图4.6蓄电池电压采集，用于蓄电池工作电压的识别。
利用微控制器的PWM功能，对蓄电池进行充电管理。
蓄电池开路保护：万一蓄电池开路，若在太阳能电池正常充电时，控制器将关断负载，以保证负载不被损伤，若在夜间或太阳能电池不充电时，控制器由于自身得不到电力，不会有任何动作。
4.3.2电压采集与电池管理太阳能电池板电压采集用于太线强弱的判断，因而可以做为白天、黄昏的识别信号。
同时本系统支持太阳能板反接、反充保护。
蓄电池电压采集用于蓄电池工作电压的识别。
利用微控制器PWM功能对蓄电池进行充电管理。
若太阳能电池正常充电时蓄电池开路，控制器将关断负载，以保证负载不被损伤，若在夜间或太阳能电池不充电时蓄电池开路，控制器由于自身得不到电力，不会有任何动作。
当充电电压高于保护电压（15V）时，自动关断对蓄电池的充电；此后当电压掉至维护电压（13.2V）时，蓄电池进入浮充状态，当低于维护电压（13.2V）后浮充关不，进入均充状态。
当蓄电池电压低于保护电压（11V）时，控制器自动关闭负载开关以保护蓄电池不受损坏。
通过PWM充电电路，可使太阳能电池板发挥最大功效，提高系统充电效率。
本系统支持蓄电池的反接、过充、过放。
4.3.3负载输出控制与检测电路本系统设计了两路负载输出，每路输出均有独立的控制于检测，具有完善的过流、短路保护措施，电路原理如图4.7所示。
图4.7注：P1.6为单片机18引脚；P1.7为单片机19引脚；P3.2为单片机6引脚负载过流及短路保护：设计了两级保护。
第一级采用了R7(0.01Ω康铜丝)以及运放LM358、比较器LM393等器件组成的过流、短路检测电路配合单片机的A/D转换及外部中断响应来实现，这里使用了硬件+软件的方式，LM358的输出送P1.7(A/D转换)口，用作过流信号识别，当电流超过额定电流20%并维持30s以上时，确认为过流；短路电流整定为10A，响应时间为毫秒数量级。
第二级采用了电子保险丝保护，当流经电子保险丝的电流骤然增加时，温度随之上升，其电阻大大增加，工作电流大幅降低，达到保护电路目的，响应时间为秒数量级，过流撤消或短路恢复后电子保险丝恢复成低阻抗导体，无须任何人为更换或维修。
系统采用了两级保护措施后，在长达数小时时间负载短路实验后，控制器仍没出现电路烧毁现象。
解决了用传统保险丝只能对电路进行一次性保护，一旦烧毁必须人为更换的问题，同短路后需手动复位或断电后重新开启的系统相比，也具有明显的优点，简化了维护，提高了系统的安全性能。
4.3.4系统软件设计1..单片机软件编程本设计方案的硬件电路对应的软件程序包括：主程序、定时中断程序、A/D转换子程序、外部中断子程序及键盘处理子程序、充电管理子程序、负载管理子程序。