独立式LED太阳能光伏照明系统的设计
独立太阳能装置电源供电的智能LED路灯设计
独立太阳能装置电源供电的智能LED路灯设计摘要：针对目前城市、乡镇中的市电照明路灯的缺点，本文以长春地区为例，设计了一款基于太阳能电池板和蓄电池供电，以单片机为控制核心的独立太阳能LED路灯运行系统，通过对太阳光光线强度的实时采集及分析，控制单片机驱动LED路灯的亮度根据太阳光光线强度的变化而变化，实现对太阳能LED路灯的智能控制。
关键词：光伏发电；独立电源；单片机；太阳能路灯1 引言能源危机，使得可再生能源的利用与研究得到越来越多的重视。
目前，我国城市、乡镇中的路灯主要以市电照明灯为主，消耗电能大，安装复杂，且需要定期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，一旦由于施工质量、供电异常、水电气管道改造的冲突等还会方面带来诸多的安全隐患。
太阳能LED路灯采用LED灯具，以太阳光为主要供应能源，安全环保无污染，且“取之不尽，用之不竭”，不需要挖沟铺设复杂的管线，安装相对简便，不用专人控制，只需一次性投资，因此在山区、乡镇以及不便于架设输电线路的地方得到越来越广泛的应用。
针对市电照明路灯的弊端以及太阳能路灯的优点，本文以单片机为控制核心，采用太阳能电池板和蓄电池独立供电，设计了一款独立太阳能LED路灯运行系统，安全环保，节能无污染，实现了对路灯的良好控制。
2 系统方案太阳能LED路灯系统方案原理框图见图1。
图1 系统方案由方案可见，系统主要包括单片机控制模块、独立装置电源模块、LED路灯模块等三个部分构成，其各部分功能如下：（1）单片机控制模块：是系统的核心，由ST89C52最小系统、光强信号采集、键盘显示等构成，实现对独立装置电源模块和LED路灯模块的控制，实现对光强信号的采集分析，系统工作状态及蓄电池输出电压的实时显示等。
（2）独立装置电源部分：单片机系统及太阳能LED路灯的供电主体，由太阳能电池板、蓄电池和蓄电池充放电控制电路构成，当太阳光光线强较强时，由单片机控制太阳能电池板给蓄电池充电，并监视蓄电池输出电压，防止过冲；当太阳光光线强度较弱时，由单片机控制蓄电池给LED路灯供电，启动LED路灯工作。
光伏太阳能LED路灯照明系统设计
光伏太阳能LED路灯照明系统设计赵敏;董慧敏【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2016(035)013【摘要】A kind of intelligent control system for LED streetlight is designed according to the principle of photovoltaic solar power generation. This system takes STC12C5410AD single chip as the control core, and the peripheral circuit is composed of voltage acquisition, load output detection, driving display, over current, short circuit, induction thunder protection, battery management, keyboard input and other circuits. It uses intelligent controller to realize the automatic charging and discharging of the battery, the automatic lightening and extinguishing of LED streetlightto make the lighting of photovoltaic solar power LED streetlight more intelligent, and meet the needs of the practical application.%依据光伏太阳能发电原理设计了一种LED路灯智能控制系统，该系统以STC12C5410AD单片机为控制核心，由电压采集、负载输出检测、驱动显示、过流、短路、感应雷保护、蓄电池管理及键盘输入等电路构成外围电路，采用智能化控制器实现蓄电池的自动充放电、LED路灯自动点亮与熄灭，使光伏太阳能LED路灯照明更加智能化，满足实际应用的需要。
太阳能光伏照明系统的设计与实现
太阳能光伏照明系统的设计与实现摘要：本文在探讨光伏发电原理和LED发光特性的基础上，设计制作了一套太阳能光伏发电跟踪系统，并进行了测试分析，提高了光电转换效率，并以此为电源，设计出可实用的太阳能光伏照明系统，该系统不仅能作为太阳能路灯和台灯使用，而且使用方便，具有光控等功能，该系统能用于家庭和实验室等需要照明的地方，节能减排效果明显，具有很好的应用前景。
关键词：光伏发电跟踪系统 LED照明系统节能减排Design and production of solar photovoltaic lighting systemAbstract:In this paper, on the basis of a comprehensive study of photovoltaic power generation principle and LED light-emitting properties.We designed a set of solar photovoltaic tracking system, which were tested and analyzed to improve the photoelectric conversion efficiency, and as a power source, we designed a useful solar photovoltaic lighting system. The system can not only use the solar lights and lamps, and easy to use, with light control and other functions. It can be used for home and laboratory where the need for lighting, energy saving effect is obvious, with good prospects.Key Words:Photovoltaic power generation, Tracking System, LED lighting system,Energy saving目录一、引言 (3)1.1国内外研究现状及发展趋势 (3)1.2课题研究的目的与意义 (5)1.3该课题的研究内容 (6)二、太阳能跟踪系统 (6)2.1跟踪运行流程 (7)2.2跟踪系统电路原理 (8)2.3实验数据及处理 (9)三、LED发光的特性 (10)3.1 LED的发光原理 (10)3.2 LED的光源特点 (12)3.3 LED的电特性 (12)3.4 LED的驱动方式 (13)四、太阳能LED照明系统 (13)4.1系统示意图 (13)4.2系统硬件电路图 (14)4.3 电路元件的参数 (14)4.4 光控电路 (18)4.5 恒流驱动电路 (19)五、致谢 (19)参考文献 (20)附录 (21)一、引言1.1国内外研究现状及发展趋势1.1.1太阳能产业国外发展状况国际上，光伏发电发展迅猛。
太阳能LED灯照明原理(精)
太阳能照明原理、组成及控制系统核心提示：随着全球能源的日益紧张，太阳能光伏照明得到了迅速发展。
在太阳能照明灯的设计中涉及多个环节，其中任何一个环节出现问题都会造成产品缺陷。
为了提高照明系统发电量的利用率，克服系统缺电带来的不足，在太阳能照明系统的发展中，人们不断的对照明系统常用的... 随着全球能源的日益紧张，太阳能光伏照明得到了迅速发展。
在太阳能照明灯的设计中涉及多个环节，其中任何一个环节出现问题都会造成产品缺陷。
为了提高照明系统发电量的利用率，克服系统缺电带来的不足，在太阳能照明系统的发展中，人们不断的对照明系统常用的控制模式进行分析，设计各种实际可行的工作模式，同时光源技术也在不断的更新换代中，蓄电池的充电模式也在不断的研究探索中有效利用率越来越高。
在太阳能各个组成部分的发展和协调中，太阳能照明系统正在不断发展完善。
一、太阳能灯的原理及组成太阳能灯具系统为直流型独立光伏系统，其工作原理如图1所示。
太阳能电池组件将太阳能转化为电能，通过控制器进行控制及保护，将电能转变为化学能储存在蓄电池中。
当用电时，蓄电池再将化学能转化为电能，供直流负载使用，或者通过逆变器逆变为交流电供交流负载使用。
只有当长时间无光照以致电池中的电能用完时，这个装置才停止工作。
太阳能楼道灯包括有—个安装在建筑物楼顶的太阳能电池和安装在各个楼层的照明灯，以及统一安放的蓄电池，充放电控制器。
蓄电池与各楼层的照明灯通过导线连接。
负载采用LED灯具，并配合声光控开关工作。
白天，太阳能电池组件在一定强度的太阳光照射下产生电能，通过太阳能充放电控制器存储到蓄电池内；夜晚，蓄电池通过充放电控制器为负载提供电能。
通常，太阳能系统在设计时会根据实际情况增大蓄电池的容量，队保证阴雨天的照明。
太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳，有的还要配置逆变器。
1、太阳能电池板太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部分。
独立光伏系统设计
独立光伏系统设计摘要：独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。
主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。
太阳能是各种可再生能源中基本能源，而太阳能发电又是太阳能最重要的应用。
随着不可再生能源的消耗，经济所需能源日益增长，应该注重可再生能的开发与利用。
独立光伏系统的开发，可以解决部分偏远地区并网用电不方便的问题，从而大大的方便了人们的生活且节约了资源。
关键词：独立、组成、设计、可再生引言：太阳能发电系统分大小，但基本流程是：用电设备输入电压、功率、每天工作时间、连续阴雨天天数考虑、当地日照时间查询、气象查询等综合因数，然后根据这些设计太阳能系统配置。
一、光伏技术概论太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。
太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。
通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技。
光生伏特效应简称为光伏效应，指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。
光生伏特效应就是光伏系统设计的核心技术环节。
产生这种电位差的机理有好几种，主要的一种是由于阻挡层的存在。
以下以P-N结为例说明。
同质结可用一块半导体经掺杂形成P区和N区。
由于杂质的激活能量ΔE很小，在室温下杂质差不多都电离成受主离子NA -和施主离子ND+。
在PN区交界面处因存在载流子的浓度差，故彼此要向对方扩散。
设想在结形成的一瞬间，在N区的电子为多子，在P区的电子为少子，使电子由N区流入P区，电子与空穴相遇又要发生复合，这样在原来是N区的结面附近电子变得很少，剩下未经中和的施主离子ND+形成正的空间电荷。
某办公楼太阳能光伏照明系统方案设计
某办公楼太阳能光伏照明系统方案设计摘要：根据政府投资的某高层办公楼公共走道的太阳能照明系统的设计，介绍了太阳能照明系统在公共建筑部分公共区域照明的做法和应用，并概括了该系统中几个主要组成部分的特点作用和技术要求。
关键词：节能，太阳能光伏照明系统，太阳能电池板，控制器，蓄电池，led红外感应照明灯作为人类可持续利用能源发展的一个重要方向，太阳能能发电日益受到重视，按照太阳能光伏照明的电源分为以下几类：（1）独立使用的太阳能光伏照明独立使用的太阳能光伏照明是将太阳能电池组件、蓄电池、照明部件、控制器以及机械结构等部件组合在一起，以太阳能为能源，在室外离网、独立使用的含有一个或多个照明组件的照明装置。
它需要配用较大的太阳能电池（3～5倍的光源功率）、蓄电池来储存能量。
（2）风/光互补的太阳能照明在（1）装置上增设风力发电机与太阳能电池共同使用，从而提高效率，降低太阳能电池的设计容量。
（3）太阳能能与市电互补照明太阳能与市电互补太阳能照明是以太阳能为主要能源，供当天晚上照明用电，当阴雨天电池储能不足时，由市电供电的照明装置，可减小太阳能电池、蓄电池的装机容量。
本工程采用的是第一种独立使用的太阳能光伏照明。
（二）按使用的场合和功能则分为：太阳能信号灯，太阳能草坪灯，太阳能景观灯，太阳能标识灯，太阳能路灯，太阳能杀虫灯，太阳能灯箱，建筑主体内的照明灯具，太阳能手电筒。
（三）按太阳能光伏照明光源供电方式分类（1）直接式供电太阳能电池板所发的电贮存在蓄电池中，由蓄电池直接为光源供电。
（2）间接式供电（逆变供电）逆变器将直流电转换成交流电，再为照明光源供电，逆变供电会增加 10%～20%的功率损耗。
下文介绍的项目采用的是直接供电方式。
1 工程概况某政府投资的办公楼，面积7200平方米，8层，每一层面积约为900平方米，中间为公共走道，两边为办公室。
为响应国家节能政策和宁波市政府的可再生能源利用的要求，公共走道部分设置了太阳能光伏照明系统。
独立光伏系统设计
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9、预期的经济、社会效益分析（包括产品成本分析、产品单位售价与盈利预测、项目投资评价、经济效益指标以及社会效益进行综合分析。
） 1. 产品成本分析产品主要由光伏系统和光热系统两部分组成，光伏系统包括太阳电池和平衡部件两大部分，而太阳电池的成本在产品中占 70℅左右。
1）多晶硅价格目前太阳能电池主要有两种实现方式，一是晶硅太阳能电池，这种电池转换效率高，成本高，价格也相对较高。
二是薄膜太阳能电池，这种方式相比成本低、价格低。
在目前薄膜太阳能电池薄膜电池还不普及，占主流地位的仍然是多晶硅电池。
所以多晶硅的价格将主导着光伏发电的成本。
近几年来，由于多晶硅价格下降，使得太阳能电池的价格也集聚下降。
这大大降低了光伏发电的成本。
下表是多晶硅价格下降带来的电池片价格下降空间：电池种类多晶硅价格（美元／公斤）多晶硅成本（美元／瓦）其它成本（美元／瓦） 2008 300 2.09 1.28 2009 200 1.39 1.28 2010 120 0.84 1.28 2011 60 0.42 1.28可以很清楚的知道多晶硅价格下降带来的利润转移大部分被下游消化，预计未来 2 年的电池片价格下降幅度约为 15%左右。
在极端情况下，未来 2 年每年价格下降幅度可达 20%左右。
2）薄膜电池薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓 III-V 族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。
和晶硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池具有以下优势：（1）成本优势明显。
薄膜太阳能电池较少使用晶体硅材料，相对于高昂的晶体硅材料来说这给其成本控制带来很大的下降空间。
据测算即使在 5MW 的生产规模下，非晶硅薄膜太阳电池组件的生产成本也在 2 美元／瓦以下，而单线产能达到 40MW 一 60MW 甚至更高的全自动化生产线，其产品生产成本则更低。
太阳能光伏照明系统设计毕业论文
毕业论文论文题目：太阳能光伏照明系统设计系部：环境与能源工程学院专业：新能源及其应用技术班级：13级（4）班学生：XX学号：20132XXXXX指导老师：2015年9 月24 日太阳能光伏照明系统设计摘要照明作为日常生活中不可缺少的一部分，成为了世界上各国的一项重要的能源消耗，据统计，照明用电占我国总发电量的10%以上。
太阳能光伏照明作为一种新兴的绿色能源，以其无可比拟的优势得到迅速的推广应用。
太阳能光伏照明即通过太阳电池为媒介将太能转换为电能，然后将电能转变成化学能储存在蓄电池中,在太线不足时由蓄电池给灯具供电提供照明。
本文阐述了太阳能照明的优势以及发展前景，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。
本文还对太阳能光伏照明的工作原理，运行方式，分类以及对太阳能光伏照明系统的各个组成部件（太阳电池，蓄电池，控制器，逆变器）做了详细的介绍。
在太阳能光伏照明应用中举例了太阳能路灯，还是涉及到太阳能路灯的安装设计因注意的事项。
关键词：太阳能，光伏，照明，发电，系统目录一．绪论1.1太阳能光伏照明系统的优点1.2太阳能光伏照明系统的发展前景二．太阳能光伏照明系统的原理及分类2.1 太阳能光伏照明系统的工作原理2.2 太阳能光伏照明系统的运行方式2.3 太阳能光伏照明系统的分类2.3.1 独立光伏照明系统2.3.2 并网光伏照明系统三．太阳能光伏照明系统的基本构成3.1 太阳能光伏照明系统的特点3.2 太阳电池组件3.2.1 太阳电池的分类3.2.2太阳电池组件的组成3.2.3 太阳电池的工作原理3.3蓄电池3.3.1 铅酸蓄电池的组成3.3.2 铅酸蓄电池的工作原理3.4控制器3.4.1控制器的组成3.4.2控制器的功能3.5逆变器3.5.1逆变器的工作原理3.6太阳能光伏照明光源的选择四.太阳能光伏照明的实际应用4.1 太阳能路灯的设计4.2 太阳能路灯的工作原理4.3 太阳能路灯的优势4.4 太阳能路灯的组成4.5 太阳能路灯的应用中的注意事项结论参考文献致一.绪论1.1太阳能光伏照明系统的优点（1）清洁，环保：以太作为能源，不会污染环境。
太阳能LED路灯系统设计
太阳能LED路灯系统设计一、引言随着城市化进程的加速，城市对照明设备的需求也逐渐增多。
太阳能LED路灯系统由于其能源节约、环境友好的特点，逐渐成为城市照明领域的首选。
本文将介绍太阳能LED路灯系统的设计。
二、系统组成1.太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能LED路灯系统的核心组成部分，它能够将太阳能光能转化为电能。
电池板应选择高效率的太阳能电池片，并具备较高的太阳能转换效率和寿命。
2.蓄电池组：蓄电池组用于存储太阳能电池板转化得到的电能，以供给夜间照明使用。
蓄电池组应具备较大的容量和高效率的充放电特性，以确保夜间能够正常工作。
3.控制器：控制器是太阳能LED路灯系统的智能调节核心，能够根据环境光照的变化自动调节LED灯的亮度和开关。
控制器应有较低的功耗和稳定的工作性能，能够实现远程控制和智能控制。
4.LED灯具：LED灯具是太阳能LED路灯系统的照明部分，具有高亮度、高效率、长寿命等特点。
LED灯具应采用高效率的LED光源和优质的散热材料，以确保灯具的亮度和寿命。
5.其他辅助设备：如线路配电、支架结构、灯杆、保护装置等。
三、系统工作原理1.白天太阳能电池板将太阳能光能转化为电能，并通过控制器给蓄电池组充电。
2.夜晚控制器根据环境光照的变化自动检测并调节LED灯的亮度和开关。
3.当环境光照较弱时，控制器自动调节LED灯的亮度较低，以节约能源。
当环境光照较强时，控制器自动调节LED灯的亮度较高，以满足照明需求。
4.当蓄电池组电量较低时，控制器自动切换至市电供电模式，确保LED灯的正常工作。
四、系统设计考虑因素在太阳能LED路灯系统的设计中，需要考虑以下因素：1.太阳能电池板的布置：太阳能电池板应采取合理的布置方式，以充分吸收太阳能光能，提高光能转化效率。
2.蓄电池组的容量：蓄电池组的容量应根据夜间照明时间和灯具的功率需求来确定，以确保能够正常供电。
3.控制器的性能：控制器应具备较低的功耗和稳定的工作性能，能够实现智能控制和远程控制，提高系统的可靠性和灵活性。
独立光伏发电系统设计和优化
独立光伏发电系统设计和优化一、引言独立光伏发电系统的设计和优化是一个重要而具有挑战性的课题。
在这篇文章中，我们将从多个方面探讨独立光伏发电系统的设计和优化。
二、独立光伏发电系统概述独立光伏发电系统是指不依赖于电网的独立电源系统，它利用太阳能通过光伏发电板将太阳能转化为电能，通过电池进行储能，然后再通过逆变器转换为交流电来供电。
该系统通常用于远离电网的地区、应急备用电源、移动通讯基站等场合。
三、独立光伏发电系统设计1. 光伏发电板的选择光伏发电板质量的好坏直接影响了光伏系统的性能和寿命。
因此，在选择光伏发电板时应注意以下几点：一是看材质，优先选择高效率、高品质的硅晶光伏板；二是看转化效率，尽量选择转化效率高的光伏板；三是看温度系数，温度系数低的光伏板更适合炎热的气候环境。
2. 电池的选用电池的选用是独立光伏发电系统设计中至关重要的一环。
在选用电池时应该关注以下几点：一是看品质，选择质量好的电池，以确保其寿命和安全性；二是看容量，要根据实际情况选择适当的容量，不要过小过大；三是看性价比，要综合考虑品质、容量、价格等因素进行选择。
3. 逆变器的选择逆变器是将直流电转换为交流电的设备，也是独立光伏发电系统中的重要组成部分。
在选择逆变器时应注意以下几点：一是看质量，选择质量好的逆变器，以确保其寿命和安全性；二是看容量，要根据实际情况选择适当的容量，不要过小过大；三是看波形，选用波形质量好的逆变器，以保证供电的稳定性和质量。
四、独立光伏发电系统优化1. 系统性能优化系统的性能优化是独立光伏发电系统中的重要环节。
可以通过使用优质的组件、进行系统布局优化、增加电池储能容量等方式来提高系统性能。
2. 储能系统优化储能系统的优化是独立光伏发电系统中的关键部分。
可以通过增加电池数量、提高充电电流、使用更高品质的电池等方式来优化储能系统，提高系统的发电效率和稳定性。
3. 系统运行优化系统的运行优化是指通过对系统的运行进行监测和调节来优化系统的整体性能。
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ｌ照皮并调镌ＰＷＭ占窀比输出
阳能和ＬＥＤ的进一步发展１１－２１。文中将太阳能和ＬＥＤ
相结合．提出了一种独立式太阳能照明系统的解决
方案。设计了高效率的大功率白光ＬＥＤ驱动模块。
２系统框架
系统在白天通过太阳能电池板将太阳能转换成
电能存储起来，然后在晚上供给照明设备。该系统采
用了阀控密封铅酸蓄电池（ＶＲＬＡ）作为电能存储设
备，同时将大功率白光ＬＥＤ作为照明设备。图ｌ示
（１）
式中：％，，Ⅳ分别为太阳能电池的输出电压和电流。
将式（１）两边分别对‰求导得：
上．卫盟：且＋盟
、ｆ‘２、’
Ｕ州ａＵ附 Ｕ州１ ｄＵｐｖ
定义Ｇ．ＡＧ分别为太阳能电池的瞬时电导和增
量电导，Ｇ＝州％，ＡＧ＝一出√ｄ‰。易知当Ｇ＞ＡＧ时，
ａ酬ｐｅ㈣ｄ‰。＞０当；当Ｇ＞ＧＡ＝ＧＡＧ时时，，ｄ坼Ｐｐｖｖ／＜Ｕｄ唧Ｕｅｖ，＝０（；‰当为Ｇ＜ＭＡＧＰ时Ｐ处，
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蓄电池端电压年¨
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计算太阳能输ｆ｝｛』ＪＪ牢并调整 ＰＷＭＩ‘ｉ空比输…
图２充电管理模块框图
３．２太阳能电池的ＭＰＰＴ算法 在不同的温度和辐射强度下，太阳能电池的最
大功率点（ＭＰＰ）的位置不同；而在一定的温度和辐 射强度下，太阳能电池具有唯一的ＭＰＰ，输出Ｐ－Ｖ
（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ，简称ＭＰＰＴ）控制，根据独立式太阳能ＬＥＤ照明系统的工作特性。采用一种新型的
ＭＰＰＴ充电控制策略。设计了大功率白光ＬＥＤ灯具恒流驱动电路及自动调光功能，用于维持室内照度的稳定。
关键词：太阳能电池；最大功率点跟踪；充放电控制
中图分类号：ＴＭ６１５
２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＰｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，鼢饥办面２０００７２，Ｃｈｉｎａ）
ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｓｔａｎｄ－ａｌｏｎｅ ｓｏｌａｒ ＬＥＤ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｅ ｉＵｕｍｉｎａｎｃｅ
Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ：ＳｕｐｐｏＭｅｄ ｂｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（Ｎｏ．０９ＹＺ３２）；Ｓｕｂ－ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｕｂｊｅｃｔ ｏｆ“Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ａｎｄ ＬＥＤ”ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（Ｎｏ．０９ＤＺｌ １４１５０２）；
池本身的输出电压、电流来确定其ＭＰＰ闱。文中采用 说明蓄电池已进入过充状态。此时应减小设定的最
一种改进型增量电导法来实现ＭＰＰＴ控制。太阳能
电池的输出功率％是太阳辐射强度、电池温度以
大充电电流，例如改为Ｃ１２０，并重复上述过程。一直 到充电电流达到ＣＬｌ００时．表明蓄电池已达到１００％
ＰＰｖ－‰ 及负载等效电阻的函数，可以表示为：
【３】Ｍａ Ｘｉａｏｌｉａｎｇ，Ｗａｎｇ Ｂｉｎｇｙｕａｎ，Ｚｈ∞Ｆｕｔｉａｎ．Ａ Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ
曲线呈单峰特性１３】。根据线性电源原理，当负载等效
电阻与电源的等效内阻相等时，电源输出功率达到
最大值。由太阳能电池和控制器中的ＤＣ／ＤＣ变换 电路组成的电源具有强非线性。但在极短的时间内
独立式ＬＥＤ太阳能光伏照明系统的设计
可以认为是线性的１４Ｊ。因此在该时间内．通过调节 ３３蓄电池充电策略
ＤＣ／ＤＣ变换电路的ＰＷＭ控制信号的占空比．使负
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００—１００Ｘ（２０１０）０２－００１８－０２
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｓｔａｎｄ－ａｌｏｎｅ ＬＥＤ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ
ＡＩ Ｙｅ，ＬＩＵ Ｔｉｎｇ—ｚｈａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｓｈｉ—ｓｏｎｇ （１．Ｓｈａ．ｇｈ面Ｕｎｗｅ糟ｉｔｙ，鼬彻助威２０００７２，Ｃｈｉｎａ；
经过变换后的输入电压得到了提升，从而满足了串
联ＬＥＤ工作电压较高的要求。
同时系统通过照度传感器实时地自动采集当前
环境光照度并反馈至控制器中，控制器根据检测到
的当前环境光照度进行判断．然后调整输出占空比
和ＬＥＤ亮度．从而维持室内照度的稳定。
５ 实验分析
实验系统使用两块太阳能电池板串联，标称功率
为１５Ｗ，开路电压为１７．５Ｖ；蓄电池额定电压为１２Ｖ， 额定容量为２４ Ａｈ；控制器采用ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ； ＬＥＤ照明负载采用２０只１ Ｗ大功率白光ＬＥＤ串
ＬＥＤ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｐｏｗｅｒ
ａｎｄ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｄｉｍｍｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ａ ｓｔａｂｌｅ ｉｎｄｏｏｒ ｉｉｌｕｍｉｎａｎｃｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｃｅＨ；ｍａｘｉｍｕｍ ｐｏｗｅｒ ｐｏｉｎｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ；ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
应２００Ａ电流。ＨＣＣＳ稳流电源系统实验波形如图５
所示。可见，ＤＡＦ输出电流ｉ毗，补偿了谐波电流，使
得负载上只有很小的电流纹波。稳态精度４．６ｅｘｌ０－５．
考虑到这是２００Ａ，对应１ Ｖ电压给定情况。当电流 为ｌ ２５０ Ａ，对应６．２５ Ｖ额定电压给定，则稳态纹波 要远小于要求的纹波指标，稳态精度可达ｌｅｘｌＯ－５。
第４４卷第２期 ２０１０年２月
电力电子技术
Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖ０１．４４．Ｎｏ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１０
独立式ＬＥＤ太阳能光伏照明系统的设计
艾叶，刘廷章，王世松 （１。上海大学，上海２０００７２；２．上海市电站自动化技术重点实验室，上海２０００７２）
摘要：设计了一种独立式ＬＥＤ太阳能光伏照明系统。利用改进的增鼍电导法对太阳能电池输出进行最大功率点跟踪
Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｄｅｌｔａ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ（Ｎｏ．ＤＲＥＧ２００８００４）
１引 言
随着经济的发展，各国对能源的需求越来越大。 太阳能光伏发电是世界公认的技术含量最高、最有
发展前景新能源。太阳能电池板和ＬＥＤ均由半导体 材料构成．半导体材料技术的日益完善必将推动太
பைடு நூலகம்
电压）。反之亦然。增量电导ＭＰＰＴ算法通过周期性 地检测太阳能电池的工作电压和电流来进行差分运
算，以寻找Ｇ＝ＡＧ的电压工作点。若工作点在ＭＰＰ
左侧，则增加Ｕｐｖ；反之，则减小‰；若工作点在ＭＰＰ 处，保持‰不变，从而使％最大。
充满状态。 该充电控制方法采用电流控制．在任何充电阶
段只要充电电流在最大允许值范围内．均可以采用 ＭＰＰＴ充电控制方法。该方法在不超过最大允许充 电电流的前提下．使光伏阵列向蓄电池充电输出最 大功率，提高了光伏阵列的利用率。 ４ ＬＥＤ驱动控制和自动调光控制
出系统框架结构图。
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基金项目：上海市科委科研创新项目（０９ＹＺ３２）；上海市科委 “光电子与ＬＥＤ”专项课题子课题（０９ＤＺｌｌ４１５０２）； 台达电力电子科教发展计划项目（ＤＲＥＧ２００８００４）
制、蓄电池充电管理和ＬＥＤ驱动控制。 ３充电控制和能量管理策略
３．１充电管理模块 图２示出充电管理模块的框图。Ｆｌｙｂａｃｋ变换器
将太阳能电池板阵列与蓄电池相连接。同时对太阳 能电池板阵列进行ＭＰＰＴ。
Ｆｌｙｂａｃｋ变换器
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ｏｎｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ａｒｒａｙ
ｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｐｏｗｅｒ ｐｏｉｎｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ（ＭＰＰＴ）ｍｅｔｈｏｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｒ－
ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｔａｎｄ—ａｌｏｎｅ ｓｏｌａｒ ＬＥＤ ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍ，ａ ｎｏｖｅｌ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＰＰＴ ｉｓ ｅｍｐｌｏｙｅｄ．Ａ ｄｒｉｖｉｎｇ
参考文献
【１】Ｓａｎｇｓｕｎ ｋｉｍ，Ｐｒａｓｅｄ Ｎ Ｅｎｊｅｔｉ．Ａ Ｎｅｗ Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｏｗｅｒ Ｆｉｌｔｅｒ （ＡＰＦ）Ｔｏｐｏｌｏｇ）７叨．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００２， １７（１）：４８－５４．
【２】马小亮，王丙元．并联型有源滤波器在稳流电源中的应用 研究明．电工技术学报，２００２，１７（３）：４—５８．
文中采用一种新的充电控制策略．在开始充电
载的等效电阻与太阳能电池的等效内阻相等。即太 阳能电池的输出功率达到最大．进而提高太阳能电
时先设定一个最大允许充电电流．例如Ｃ／ＩＯ（Ｃ为蓄 电池的容量），然后不断地检测蓄电池电流，只要充
池的利用率。
电电流不大于最大允许充电电流即可。与此同时，不
ＭＰＰＴ算法的实现实际就是系统根据太阳能电 断检测蓄电池电压。当该电压达到２．４Ｖ／单体电池．